dslr-fanboy
Themenersteller
Ein Update zum Thread: Die Mellanox 10GBit Netzwerkkarten sind heute angekommen und wurden natürlich auch direkt verbaut.
Anbei ein paar Eindrücke für diejenigen, die eventuell ähnliches aufbauen möchten.
1. Einbau
Die Mellanox Karten benötigen je einen PCI-E x4 Anschluss im PC.
Die vorher verbauten 2.5GBit/s karten benötigen jeweils nur einen PCI-E x1 Anschluss.
Der Einbau an sich ist völlig problemlos.
2. Verkabelung
Ich hatte die beiden SFP+ Karten mit einem beigelegten, 1m langen DAC (Direct Attached Copper) bestellt.
Das ist die günstigste und für diesen Anwendungszweck auch empfohlene Methode.
Die Transceiver steckt man in den SFP+ Eingang bis es sauber arretiert und das war's auch schon.
3. TrueNAS SCALE / Treiber
Absolut problemlos. Die Karte wurde vom System gefunden und auch direkt sauber eingebunden.
Anschließend wurde diese als "enp1s0" Gerät in TrueNAS registriert.
Die IP Adresse musste ich natürlich händisch vergeben, nachdem ich mich über die LAN IP mit der Weboberfläche verbunden hatte.
4. Windows 11
Ebenfalls problemlos. Gebootet - und der Gerätemanager hat diese Karte automatisch sauber mit angezeigt.
In den Eigenschaften wird dann die IPv4 vergeben.
Wichtig: Nur die IP + Subnet Maske vergeben; kein DNS und auch kein Gateway eintragen! [DNS und Gateway ins Internet wird über den LAN Anschluss 1GBit/s bereitgestellt)
Ein Ping zur in der TrueNAS verbauten Netzwerkkarte war auch direkt erfolgreich.
Irritierend ist, dass nun folgendes seitens Win 11 in den "erweiterten Netzwerkeinstellungen" dargestellt wird:
Wie man sieht: "Nur" 1410 MBps?
Das schreit nach Geschwindigkeitstest!!!
5.. IPerf3
Die Netzwerkgeschwindigkeit testet man am besten mit "IPerf3". In der TrueNAS Shell wird die Serverseite gestartet...
Windows 11 kennt kein IPerf3; hier muss das Programm zusätzlich installiert werden.
Anschließend ist es über die Windows Command Shell verfügbar.
Hier ist das erwartbare Ergebnis und zeigt, dass man die Windows 11 Darstellung mit 1410 MBPs ignorieren kann.
Übrigens: Die "nur" 8.x GBit/s ergeben sich aus der Tatsache, dass die Karten "nur" PCI-E x4 Karten sind.
PCIE-x4 kann max. 8GBit/s über den Bus bringen. Das war mir vorher bewusst; 8 GBit/s sind für meine Zwecke schon oversized und vollkommen ausreichend.
6. Keine Freigaben mehr?
Nach dem Tausch / Einbau der LAN Karten und Reboot waren die SMB Freigaben der NAS nicht verfügbar. Eine kurze Fehlersuche brachte was triviales hervor: Der SMB Dienst von TrueNAS war nicht gestartet worden. Ein manuelles "SMB DIENST STARTEN" brachte Erfolg.
7. Praxis
Mein TrueNAS Setup besteht aus 2 Festplatten, die in RAID 1 (Mirroring) laufen.
Es sind spezielle 24/7 Platten mit je 12 TByte. [12TB Seagate IronWolf NAS HDD ST12000VN0008 / 256MB 3.5" (8.9cm) / SATA 6Gb/s]
Beim RAID 1 ist die Gesamtgeschwindigkeit beim Datentransfer minimal unter der Transferrate, die eine HDD für sich schaffen würde.
Die HDDs drehen mit je 7200U/min und verbrauchen je zwischen 5-8 Watt im Betrieb.
Seagate gibt pro Platte 5 Jahre Garantie.
Es sind CMR Platten und Helium ist als Füllgas verwendet.
Die Schreib/Leserate beträgt ca. 250MB/sec
Bei meinem Setup werden diese 250MByte/s auch durchgehend bei Nutzung der 2.5GBit/s LAN Anbindung erreicht (logisch!).
2.5Gbit/s in der Praxis
Wenn man im Netz recherchiert stellt man schnell fest, dass die 2.5Gbit/s Lösung von einigen als Suboptimale Lösung angesehen wird, die teilweise instabil funktioniert. Insbesondere mit REALTEK Chipsätzen wird immer wieder von "Ärger" berichtet.
Meine zuerst präferierte TrueNAS CORE Installation /=TrueNAS auf FreeBSD Basis) erkannte die eigens angeschaffte tp-link 2.5 GBit/s Karte (TX201) überhaupt nicht. Deshalb kaufte ich mir nach Recherche eine INTEL Basierende LAN Karte, die dann unter BSD erkannt wurde.
Ich hatte aber ständig "Abrisse" im Transfer beim Zusammenspiel eben dieser INTEL 2.5Gbit/s Karte mit der Onboard Realtek 2.5 meiner MSI Onboard Lösung des BildbearbeitungsPC. Ein nicht hinzunehmender Zustand.
Daraufhin hatte ich dann die nun freigewordene TP Link 2.5 Karte im BildBeaPC verbaut und diese war schon besser als die Onboard Lösung, auch wenn beide einen REALTEK Chip verwenden. Trotzdem waren immer noch Abrisse beim kopieren die Regel.
Als einzige Lösung schien mir ein Test mit TrueNAS SCALE, der auf Debian Linux basierenden TrueNAS Variante.
Diese ist jünger, schneller, moderner - aber eventuell nicht so "rock solid" wie die seit 2005 existierende FreBSD Variante.
Aber was hatte ich zu verlieren?
Der Schwenk auf TrueNAS SCALE brachte die positive Wendung. Das Zusammenspiel zwischen der INTEL 2.5GBit/s (NAS Seite) und er TP-LINK TX201 (BildBeaPC Seite) war problemlos. Beim kopieren wurden gut 250MB/s erreicht. Das wichtigste: Keine Datenfehler mehr!
Zu dem Zeitpunkt hatte ich aber schon die Mellanox 10GBit/s Karten bestellt.
8. ZFS
Beim Transfer von großen Datenpaketen landet man irgendwann immer bei der Transferleistung, die die HDDs lesen/schreiben können.
Eine funktionierende 2.5Gbit/s LAN reizt hier diese Rahmenparameter gut aus.
TrueNAS nutzt das ZFS FileSystem, welches als fortschrittlichstes Datei System angesehen werden kann. Mindestens 8 GByte RAM braucht eine TrueNAS Instanz, mehr ist besser. Man sagt: Pro Terabyte Speicher sollte 1GB RAM verbaut sein.
Meine TrueNAS hat 16GB RAM, so hat der ZFS Speicherpool gut 7-8GByte "ZFS Cache".
Beim Schreiben von Dateien, die in den Cache passen, ist nun über die 10Gbit/s Verbindung ein drastischer Geschwindigkeitszuwachs zu sehen. Obwohl real im System die 250MByte/s weggeschrieben werden, cached die NAS mit "RAM Geschwindigkeit" die Daten und ich habe real eine tolle Schreibleistung.
Hier wurde eine 4.7Gbyte große ISO von NVME auf die NAS geschrieben. Es startet mit gut 1GByte/sec, um dann, wenn der ZFS Cache gefüllt ist - auf eben diese realistischen 262 MByte/s zurückzufallen.
9. Lessons learned
Mein RAID 1 Setup ist nicht optimal. Ich wusste es (leider) beim "Design" nicht besser.
Heute würde ich es anders machen: 3 HDDs statt 2 kaufen und diese im ZFS Modus "Raid-Z1" betreiben.
Dabei werden die Daten zeitgleich auf HDD1 und 2 verteilt, die Streamingleistung verdoppelt.
Das System schreibt/liest dann also reale 500MByte/s weg.
Es hätten dann auch kleinere Platten ausgereicht, z.B. 3x8TByte; die ja immerhin dann auch 16 TByte realen Speicherpool zur Verfügung stellen. (Die dritte HDD dient der Datenintegrität und sorgt dafür, dass eine Festplatte aus dem Dreierpool ausfallen könnte; die Verfügbarkeit trotzdem gesichert sei.)
10. Arbeiten am BildPC
Das eigentliche Ziel war, den Lightroom Speicherpool komplett auf die NAS zu verlagern und trotzdem "normal" und schnell arbeiten zu können.
Das ist ohne wenn und aber gegeben; Mission erfüllt.
Der Lightroom Katalog ist allerdings weiterhin auf einer Systemplatte, einer mit 600MByte/s angebundenen SATA SSD vorhanden.
Dieser umfasst aktuell gut 200.000 Bilddateien.
Die NAS speichert ja neben dem Bilderpool auch sämtliche Daten, die sich die letzten 25 Jahre so angesammelt haben (Homelaufwerk meiner Frau und mir; die Kinder sind schon aus dem Haus). Durch die "Snapshots", die das ZFS System so sauber verwaltet, kann ich jederzeit auf einen vorherigen Datenstand eines Laufwerks zurückgehen und so versehetliche Löschungen wiederherstellen. Auch eine Verschlüsselung per Ransomware ist so kein Problem, da ich jederzeit den Datenbestand "vor Verschlüsselung" weiterhin als Snapshot zur Verfügung habe.
Dieser Screenshot zeigt einen Ausschnitt aus meine HomeDrive: Jede Nacht um 02:00 Uhr wird ein Snapshot der Daten angelegt. Da nur die "deltas" zum vorherigen Stand mitgeschnitten werden, ist die Größe eines Snapshots in der Regel recht klein (solange keine umfangreichen Änderungen im Pool vorgenommen wurden). Wenn sich nichts gegenüber dem Vortag geändert hat, bleibst das Snapshot für den Ordner "leer" und wird nicht erzeugt. [deshalb fehlt bsp. der 05.03.2024)
11. Nachteile
Der NAS PC ist seitens CPU/Gehäuse Lüfter fast unhörbar, allerdings sind die NAS HDDs keine Leisetreter. Man hört diese "schruppeln" bei jedem Datenzugriff.
Es kann gut sein, dass ich - wenn es mich packt - die NAS in den Nebenraum stelle und die Netzwerkverkabelung entsprechend verlängere, dann über eine dünne LWL und 2 Switche die auch SFP+ tauglich sind.
Eine Alternative wären SSDs, die unhörbar und stromsparender sind. Hier kostet aber eine 4TByte SSD ungefähr das, was eine 12TByte HDD kostet. Wenn man allerdings 12 Terabyte über 4 SSDs im Raid ZF1 Verbund betreiben würde, könnte man 3x 600MByte/s Streaminggeschwindigkeit erreichen (=1800MByte/s); sicherlich interessant für Videoschnitt. Rechnet man aber den Preis für das eventuelle auslagern aus akustischen Gründen und die damit verbundene Infrastrukturanpassung / Kauf von Switchen dazu, sind die SSDs eine echte Überlegung wert.
12. Fazit
Für mich hat sich das gelohnt. TrueNAS Scale ist trotz seiner "jungen Existenz" ein ausgereiftes System welches auch eine ideale Basis für einen Heimserver darstellt. Über Docker Container bzw. VMs kann man das System stark ausbauen.
Die Mellanox 8GBit/s sind günstig, schnell und stabil und einer 2.5Gbit/s Lösung vorzuziehen; zumindest, wenn man "eh" zusätzliche 2.5Gbit/s Karten benötigt.
Die TX201 kostete ca. 25,-€, die INTEL 27,-€.
Das Set 2x Mellanox inkl. DAC Kabel lag bei 59,95€
Eine 3 HDD Lösung, und damit 500Mbyte/s Transfergeschwindigkeit, reizt mich und eventuell stelle ich die Konfiguration nochmal dahingehend um.
Eine echte Backup Lösung - also einen 2. TrueNAS SCALE in einem separaten Brandabschnitt, wäre auch noch eine Idee.
Ist es für jeden? Sicherlich nicht; der Komfort einer Synology ist besser und es bedarf dort weniger IT - Wissen, um ans Ziel zu kommen.
Dieselbe Leistung ist aber nicht zu erreichen, zumindest nicht im bezahlbaren Home Segment.
Mir hat das Projekt bisher Spaß gemacht und ich habe wieder einiges gelernt.
Viel Spaß beim nachmachen
Anbei ein paar Eindrücke für diejenigen, die eventuell ähnliches aufbauen möchten.
1. Einbau
Die Mellanox Karten benötigen je einen PCI-E x4 Anschluss im PC.
Die vorher verbauten 2.5GBit/s karten benötigen jeweils nur einen PCI-E x1 Anschluss.
Der Einbau an sich ist völlig problemlos.
2. Verkabelung
Ich hatte die beiden SFP+ Karten mit einem beigelegten, 1m langen DAC (Direct Attached Copper) bestellt.
Das ist die günstigste und für diesen Anwendungszweck auch empfohlene Methode.
Die Transceiver steckt man in den SFP+ Eingang bis es sauber arretiert und das war's auch schon.
3. TrueNAS SCALE / Treiber
Absolut problemlos. Die Karte wurde vom System gefunden und auch direkt sauber eingebunden.
Anschließend wurde diese als "enp1s0" Gerät in TrueNAS registriert.
Die IP Adresse musste ich natürlich händisch vergeben, nachdem ich mich über die LAN IP mit der Weboberfläche verbunden hatte.
4. Windows 11
Ebenfalls problemlos. Gebootet - und der Gerätemanager hat diese Karte automatisch sauber mit angezeigt.
In den Eigenschaften wird dann die IPv4 vergeben.
Wichtig: Nur die IP + Subnet Maske vergeben; kein DNS und auch kein Gateway eintragen! [DNS und Gateway ins Internet wird über den LAN Anschluss 1GBit/s bereitgestellt)
Ein Ping zur in der TrueNAS verbauten Netzwerkkarte war auch direkt erfolgreich.
Irritierend ist, dass nun folgendes seitens Win 11 in den "erweiterten Netzwerkeinstellungen" dargestellt wird:
Wie man sieht: "Nur" 1410 MBps?
Das schreit nach Geschwindigkeitstest!!!
5.. IPerf3
Die Netzwerkgeschwindigkeit testet man am besten mit "IPerf3". In der TrueNAS Shell wird die Serverseite gestartet...
Windows 11 kennt kein IPerf3; hier muss das Programm zusätzlich installiert werden.
Anschließend ist es über die Windows Command Shell verfügbar.
Hier ist das erwartbare Ergebnis und zeigt, dass man die Windows 11 Darstellung mit 1410 MBPs ignorieren kann.
Übrigens: Die "nur" 8.x GBit/s ergeben sich aus der Tatsache, dass die Karten "nur" PCI-E x4 Karten sind.
PCIE-x4 kann max. 8GBit/s über den Bus bringen. Das war mir vorher bewusst; 8 GBit/s sind für meine Zwecke schon oversized und vollkommen ausreichend.
6. Keine Freigaben mehr?
Nach dem Tausch / Einbau der LAN Karten und Reboot waren die SMB Freigaben der NAS nicht verfügbar. Eine kurze Fehlersuche brachte was triviales hervor: Der SMB Dienst von TrueNAS war nicht gestartet worden. Ein manuelles "SMB DIENST STARTEN" brachte Erfolg.
7. Praxis
Mein TrueNAS Setup besteht aus 2 Festplatten, die in RAID 1 (Mirroring) laufen.
Es sind spezielle 24/7 Platten mit je 12 TByte. [12TB Seagate IronWolf NAS HDD ST12000VN0008 / 256MB 3.5" (8.9cm) / SATA 6Gb/s]
Beim RAID 1 ist die Gesamtgeschwindigkeit beim Datentransfer minimal unter der Transferrate, die eine HDD für sich schaffen würde.
Die HDDs drehen mit je 7200U/min und verbrauchen je zwischen 5-8 Watt im Betrieb.
Seagate gibt pro Platte 5 Jahre Garantie.
Es sind CMR Platten und Helium ist als Füllgas verwendet.
Die Schreib/Leserate beträgt ca. 250MB/sec
Bei meinem Setup werden diese 250MByte/s auch durchgehend bei Nutzung der 2.5GBit/s LAN Anbindung erreicht (logisch!).
2.5Gbit/s in der Praxis
Wenn man im Netz recherchiert stellt man schnell fest, dass die 2.5Gbit/s Lösung von einigen als Suboptimale Lösung angesehen wird, die teilweise instabil funktioniert. Insbesondere mit REALTEK Chipsätzen wird immer wieder von "Ärger" berichtet.
Meine zuerst präferierte TrueNAS CORE Installation /=TrueNAS auf FreeBSD Basis) erkannte die eigens angeschaffte tp-link 2.5 GBit/s Karte (TX201) überhaupt nicht. Deshalb kaufte ich mir nach Recherche eine INTEL Basierende LAN Karte, die dann unter BSD erkannt wurde.
Ich hatte aber ständig "Abrisse" im Transfer beim Zusammenspiel eben dieser INTEL 2.5Gbit/s Karte mit der Onboard Realtek 2.5 meiner MSI Onboard Lösung des BildbearbeitungsPC. Ein nicht hinzunehmender Zustand.
Daraufhin hatte ich dann die nun freigewordene TP Link 2.5 Karte im BildBeaPC verbaut und diese war schon besser als die Onboard Lösung, auch wenn beide einen REALTEK Chip verwenden. Trotzdem waren immer noch Abrisse beim kopieren die Regel.
Als einzige Lösung schien mir ein Test mit TrueNAS SCALE, der auf Debian Linux basierenden TrueNAS Variante.
Diese ist jünger, schneller, moderner - aber eventuell nicht so "rock solid" wie die seit 2005 existierende FreBSD Variante.
Aber was hatte ich zu verlieren?
Der Schwenk auf TrueNAS SCALE brachte die positive Wendung. Das Zusammenspiel zwischen der INTEL 2.5GBit/s (NAS Seite) und er TP-LINK TX201 (BildBeaPC Seite) war problemlos. Beim kopieren wurden gut 250MB/s erreicht. Das wichtigste: Keine Datenfehler mehr!
Zu dem Zeitpunkt hatte ich aber schon die Mellanox 10GBit/s Karten bestellt.
8. ZFS
Beim Transfer von großen Datenpaketen landet man irgendwann immer bei der Transferleistung, die die HDDs lesen/schreiben können.
Eine funktionierende 2.5Gbit/s LAN reizt hier diese Rahmenparameter gut aus.
TrueNAS nutzt das ZFS FileSystem, welches als fortschrittlichstes Datei System angesehen werden kann. Mindestens 8 GByte RAM braucht eine TrueNAS Instanz, mehr ist besser. Man sagt: Pro Terabyte Speicher sollte 1GB RAM verbaut sein.
Meine TrueNAS hat 16GB RAM, so hat der ZFS Speicherpool gut 7-8GByte "ZFS Cache".
Beim Schreiben von Dateien, die in den Cache passen, ist nun über die 10Gbit/s Verbindung ein drastischer Geschwindigkeitszuwachs zu sehen. Obwohl real im System die 250MByte/s weggeschrieben werden, cached die NAS mit "RAM Geschwindigkeit" die Daten und ich habe real eine tolle Schreibleistung.
Hier wurde eine 4.7Gbyte große ISO von NVME auf die NAS geschrieben. Es startet mit gut 1GByte/sec, um dann, wenn der ZFS Cache gefüllt ist - auf eben diese realistischen 262 MByte/s zurückzufallen.
9. Lessons learned
Mein RAID 1 Setup ist nicht optimal. Ich wusste es (leider) beim "Design" nicht besser.
Heute würde ich es anders machen: 3 HDDs statt 2 kaufen und diese im ZFS Modus "Raid-Z1" betreiben.
Dabei werden die Daten zeitgleich auf HDD1 und 2 verteilt, die Streamingleistung verdoppelt.
Das System schreibt/liest dann also reale 500MByte/s weg.
Es hätten dann auch kleinere Platten ausgereicht, z.B. 3x8TByte; die ja immerhin dann auch 16 TByte realen Speicherpool zur Verfügung stellen. (Die dritte HDD dient der Datenintegrität und sorgt dafür, dass eine Festplatte aus dem Dreierpool ausfallen könnte; die Verfügbarkeit trotzdem gesichert sei.)
10. Arbeiten am BildPC
Das eigentliche Ziel war, den Lightroom Speicherpool komplett auf die NAS zu verlagern und trotzdem "normal" und schnell arbeiten zu können.
Das ist ohne wenn und aber gegeben; Mission erfüllt.
Der Lightroom Katalog ist allerdings weiterhin auf einer Systemplatte, einer mit 600MByte/s angebundenen SATA SSD vorhanden.
Dieser umfasst aktuell gut 200.000 Bilddateien.
Die NAS speichert ja neben dem Bilderpool auch sämtliche Daten, die sich die letzten 25 Jahre so angesammelt haben (Homelaufwerk meiner Frau und mir; die Kinder sind schon aus dem Haus). Durch die "Snapshots", die das ZFS System so sauber verwaltet, kann ich jederzeit auf einen vorherigen Datenstand eines Laufwerks zurückgehen und so versehetliche Löschungen wiederherstellen. Auch eine Verschlüsselung per Ransomware ist so kein Problem, da ich jederzeit den Datenbestand "vor Verschlüsselung" weiterhin als Snapshot zur Verfügung habe.
Dieser Screenshot zeigt einen Ausschnitt aus meine HomeDrive: Jede Nacht um 02:00 Uhr wird ein Snapshot der Daten angelegt. Da nur die "deltas" zum vorherigen Stand mitgeschnitten werden, ist die Größe eines Snapshots in der Regel recht klein (solange keine umfangreichen Änderungen im Pool vorgenommen wurden). Wenn sich nichts gegenüber dem Vortag geändert hat, bleibst das Snapshot für den Ordner "leer" und wird nicht erzeugt. [deshalb fehlt bsp. der 05.03.2024)
11. Nachteile
Der NAS PC ist seitens CPU/Gehäuse Lüfter fast unhörbar, allerdings sind die NAS HDDs keine Leisetreter. Man hört diese "schruppeln" bei jedem Datenzugriff.
Es kann gut sein, dass ich - wenn es mich packt - die NAS in den Nebenraum stelle und die Netzwerkverkabelung entsprechend verlängere, dann über eine dünne LWL und 2 Switche die auch SFP+ tauglich sind.
Eine Alternative wären SSDs, die unhörbar und stromsparender sind. Hier kostet aber eine 4TByte SSD ungefähr das, was eine 12TByte HDD kostet. Wenn man allerdings 12 Terabyte über 4 SSDs im Raid ZF1 Verbund betreiben würde, könnte man 3x 600MByte/s Streaminggeschwindigkeit erreichen (=1800MByte/s); sicherlich interessant für Videoschnitt. Rechnet man aber den Preis für das eventuelle auslagern aus akustischen Gründen und die damit verbundene Infrastrukturanpassung / Kauf von Switchen dazu, sind die SSDs eine echte Überlegung wert.
12. Fazit
Für mich hat sich das gelohnt. TrueNAS Scale ist trotz seiner "jungen Existenz" ein ausgereiftes System welches auch eine ideale Basis für einen Heimserver darstellt. Über Docker Container bzw. VMs kann man das System stark ausbauen.
Die Mellanox 8GBit/s sind günstig, schnell und stabil und einer 2.5Gbit/s Lösung vorzuziehen; zumindest, wenn man "eh" zusätzliche 2.5Gbit/s Karten benötigt.
Die TX201 kostete ca. 25,-€, die INTEL 27,-€.
Das Set 2x Mellanox inkl. DAC Kabel lag bei 59,95€
Eine 3 HDD Lösung, und damit 500Mbyte/s Transfergeschwindigkeit, reizt mich und eventuell stelle ich die Konfiguration nochmal dahingehend um.
Eine echte Backup Lösung - also einen 2. TrueNAS SCALE in einem separaten Brandabschnitt, wäre auch noch eine Idee.
Ist es für jeden? Sicherlich nicht; der Komfort einer Synology ist besser und es bedarf dort weniger IT - Wissen, um ans Ziel zu kommen.
Dieselbe Leistung ist aber nicht zu erreichen, zumindest nicht im bezahlbaren Home Segment.
Mir hat das Projekt bisher Spaß gemacht und ich habe wieder einiges gelernt.
Viel Spaß beim nachmachen
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