An dieser Stelle möchte ich mein letztes Projekt vorstellen: Einen sehr leisen Fileserver, zusammengebastelt aus alter Hardware - manche würden wohl einfach Elektro-Schrott dazu sagen

            

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
2. Die Hardware
3. CPU-Kühler Marke Eigenbau
4. Die Einrichtung
   4.1 Erster Versuch: Windows XP auf HDD
   4.2 USB-Boot-Stick auf nicht bootfähigem Mainboard?
   4.3 Zweiter Versuch: DSL und Puppy-Linux
   4.4 Dritter Versuch: BartPE + RamDisk
5. Der Server läuft
6. Lautstärke und Leistungsaufnahme
   6.1 Lautstärke
   6.2 Leistungsaufnahme
7. Pico-PSU
8. Schlusswort

1. Einleitung

Zunächst einige Worte zur Ausgangssituation: Bisher war es so, dass meine Daten über eine am USB-Port meiner Fritz!box 7210 hängende externe HDD im Netzwerk bereitgestellt wurden. Doch trotz USB-2.0-Standard erreichten die Übertragungsraten grade mal 2 MB/s. Unter diesen Umständen war mit den Daten auf der Platte nicht allzuviel anzufangen. Aufgrund der schlechten Übertragungsleistung war nicht einmal Videowiedergabe uneingeschränkt möglich und selbst überschaubare Kopiervorgänge wurden zur Geduldsprobe. Zeit also für einen Server!

Hier eine schematische Darstellung der Ausgangssituation:

            

2. Die Hardware

Da der neue Server möglichst nichts kosten sollte, kam mir dieses Angebot von Forenmitglied 'The Art Of Risk' sehr gelegen. Folgende Hardware aus dem Angebot kam zum Einsatz:

Mainboard: ASUS CUV4X-CME (MEDION2001), S370-Board im µATX-Format
CPU: Pentium III 800EB ("Coppermine", 133MHz Bustakt) inkl. CPU-Cooler
Arbeitsspeicher: 2 x 128 MB SDRAM (PC133)
Grafikkarte: ATI Rage 128 Pro (AGP 2.0)

   


Der Pentium III war schonmal deutlich besser, als der Slot1-Krempel, den ich hier noch rumliegen hatte. Die restlichen Komponenten waren zum großen Teil schon vorhanden:

Gehäuse: Standard Midi-Tower, schwarz
Netzwerkkarte: Logilink Gigabit-Netzwerkkarte
Netzteil: 250W NT (Compaq DPS-200PB), Original-Lüfter ersetzt durch Papst 8412 N/2GML
HDD-Dämmbox: Scythe Quiet Drive SQD-1000
Lüfter: Scythe Kaze-White LED 80mm
Lüftersteuerung: Zalman Fan Mate 2
Speichermedium: USB-Stick (USB 2.0, Kapazität 1 GB)
Laufwerke: Diskettenlaufwerk + CD-ROM-Laufwerk


   
   


Neu ist am System eigentlich nur folgendes:

SATA-Raid-Controller: DeLOCK 70096
Diese Anschaffung war unumgänglich, da es sich bei der vorhandenen Daten-HDD um ein SATA-Modell handelt, das knapp 10 Jahre alte Board aber freilich nur IDE-Anschlüsse bietet. Um in Zukunft auch mal zwei Platten (evtl. im Raid) nutzen zu können, habe ich mich gleich für einen Raid-Controller entschieden, zumal ein einfacher SATA-Controller auch nicht viel billiger gewesen wäre.

CPU-Kühler: Eigenbau

   

3. CPU-Kühler Marke Eigenbau

Der Standard-Kühler war für mich nicht zu gebrauchen, da er auf einen 50er-Lüfter zugeschnitten war und dieser unerträglich laut war. Für die Montage eines größeren Lüfters war der Kühlkörper ebenfalls nicht geeignet, also musste da was Neues her. Kosten sollte es natürlich möglichst nichts, ein Neukauf schied also schonmal aus, Selberbasteln war angesagt.

   

Ich hatte noch einen recht großen Slot1-PentiumIII-Kühler aus Alu rumliegen. Diesen hab ich mit der Flex um ein Drittel gekürzt und die Bodenfläche plangeschliffen. Da ich vor dem Flexen leider kein Photo gemacht hab, ist unten lediglich ein ähnlicher PIII-Kühler zu sehen. Sieht etwas anders aus (dünnere Finnen, Kühlrippen nicht durchgehend), der prinzipielle Aufbau ist aber derselbe. Die beiden Bohrungen in der Unterseite (dienten beim PIII zur Befestigung) sind übrigens kein Problem. Das DIE ist ja relativ kompakt und die Löcher liegen außerhalb der sehr kleinen Auflagefläche.

   

Der mittige Steg, wo die Befestigungsklammer aufliegen sollte, war jedoch etwas zu breit, sodass letztere zu viel Spiel hatte (war beim Originalkörper in abgeschwächter Form schon genauso). Daher hab ich etwas Ofenkit auf den Steg aufgebracht und anschließend den Kühler in der richtigen Position mit der Klammer fixiert. Nachdem der Ofenkit ausgehärtet ist, wackelt nichts mehr, das Ding sitzt bombenfest.
Auf den Kühlkörper kam dann zunächst ein Adapter 60mm > 80mm, den ich mit langen Schrauben am Kühlkörper befestigt habe.
Zuletzt wurde der Scythe Kaze LED auf dem Adapter verschraubt und an die Fanmate-Lüftersteuerung angeschlossen. Er läuft runtergeregelt auf 7V und ist definitiv unhörbar.

   

4. Einrichtung

4.1 Erster Versuch: Windows XP auf HDD

Da ich auf der Daten-Platte, die in den Server umziehen sollte, kein Betriebssystem haben wollte (weniger Zugriffe, höhere Flexibilität bei einem Austausch der Platten), musste ein zusätzlicher Datenträger her. Zunächst habe ich daher einfach Windows XP auf einer alten IDE-HDD installiert, von denen ich noch 2 Stück mit einer Kapazität von 6GB rumliegen hatte.

   


Leider waren jedoch beide Platten sehr laut: Laufgeräusch, Zugriffsgeräusche und Vibrationen waren absolut intolerabel. Hinzu kam, dass der Verbrauch bei 8 Watt lag, dabei sollte der Server wegen 24/7-Betriebs möglichst sparsam sein. Das mit den Festpaltten war also nix, eine andere Lösung musste her.

4.2 USB-Boot-Stick auf nicht bootfähigem Mainboard?

Nun war es naheliegend, das BS einfach auf einen USB-Stick zu packen und von diesem aus zu booten. Ein USB-Stick braucht kaum Strom und schließlich gibt es genügend kleine Linux-Distris, die locker auf einen Stick passen, einfach für das Booten von USBeinzurichten sind und zudem sehr ressourcenschonend laufen.

Leider zeigte sich umgehend das nächste Problem: Das Mainboard hatte zwar USB-Ports (USB1.1), diese waren aber nicht bootfähig.
Nach einiger Recherche im Internet fand ich aber tatsächlich auf eine Lösung: Sie heißt PLoP Boot Manager v5.0

Hier mal ein Auszug aus der Feature-Liste:

* CD/DVD booten ohne BIOS Unterstützung
* USB booten ohne BIOS Unterstützung (UHCI, OHCI und EHCI)
* Floppy booten
* Unterschiedliche Profile für die Betriebssysteme
* Bis zu 16 Partitionen definieren
* Keine extra Partition für den Bootmanager
* Verstecktes booten
* Boot Countdown
* Partitionen komplett verstecken
* Passwortschutz für den Computer und Bootmanagersetup
* Starten des Bootmanagers von Festplatte, Diskette, USB, CD, DVD
* Starten des Bootmanagers vom Windows Bootmenü
* Starten des Bootmanagers von LILO, GRUB, Syslinux, Isolinux, Pxelinux (Netzwerk)
* Zugriff auf die komplette USB Festplatte (bis zu 2TB) auch wenn das Bios ein 128 GiB Limit hat
* Der Bootmanager ist Freeware

Wichtig für mich war vor allem auch die Möglichkeit, den Bootmanager von Diskette auszuführen, da ja keine Festplatte zur Verfügung stand und ich nicht permanent ein CD-Laufwerk angeschlossen haben wollte.

Die Anleitung auf der Seite ist sehr gut gemacht, entsprechend einfach war die Installation:

1. Bootmanger herunterladen
2. Entpacken --> man erhält ein Diskettenimage
3. um dieses auf die Diskette zu bekommen, benötigt man ein spezeilles Programm. Ich habs unter Windows mit rawwritewin gemacht.
4. Durch ein weiteres Programm kann man dann noch einige Parameter des Bootmanagers verändern:

Mit der Befehlszeile "plpcfgbt stm=hidden cnt=off cntval=1 dbt=usb plpbt.bin " habe ich den Bootmager so konfiguriert, dass er versteckt startet und sofort automatisch von USB bootet.

   

4.3 Zweiter Versuch: DSL und Puppy-Linux

Als nächstes stand die Wahl eines geeigneten Betriebssystems an. Es sollte kein allzu großen Anforderungen an die Hardware stellen und zudem sehr kompakt sein. Das ist natürlich einerseits wichtig wegen der begrenzten Speicherkapazität des USB-Sticks, andererseits soll das BS zumindest teilweise in den Arbeitsspeicher ausgelagert werden können. Die Schreibzyklen eines USB-Sticks sind begrenzt, und ständiges cachen (z.B. eines Win Xp) würde die Lebensdauer des Sticks stark verkürzen.

Zunächst habe ich mir einige kleine Linux-Distributionen angesehen, nämlich Puppy Linux und Damn Small Linux. http://www.damnsmalllinux.org/index_de.html.

   

Vorteile:

- kostenlos
- ressourcenschonend (läuft ab 128 MB RAM)
- sehr klein (50 bzw. 100 MB)
- kann vollständig im Arbeitsspeicher laufen

Die Installation ist simpel: Distri runterladen, ISO brennen, von CD starten, BS auf USB-Stick einrichten (diese Funktion ist bereits vorgesehen, ein zwar etwas, weil ja erst das paar Mausklicks genügen). Bis hierher klappte alles reibungslos, Linux startete ohne Mucken vom USB-Stick. Da der Stick einigermaßen langsam ist und das BS erstmal in den Arbeitsspeicher geschrieben weren muss, dauerte der Bootvorgang etwas, aber das ist bei einem Server ja nebensächlich.

Um die Dateien im Netzwerk verfügbar zu machen, wollte ich Samba verwenden. Leider war das in den sehr schlanken Distris entweder gar nicht enthalten oder aber in einer älteren Version. Um von meinen Windows 7-Rechnern jedoch auf die Daten zugreifen zu können, war die neusete Version nötig.
Allerdings habe ich es nach stundenlangem Rumprobieren nicht geschafft, Samba korrekt zu installieren und zum Laufen zu bekommen. Dazu muss ich sagen, dass ich absoluter Linux-Neuling bin. Für jemanden, der sich auskennt, wäre das womöglich ein Klacks gewesen. Jedenfalls konnte man mir auch in einem der einschlägigen Foren nicht weiterhelfen und in vielen Threads, die ich zu dem Thema gelesen hab, klang immer wieder durch, dass es mit sehr großem Aufwand verbunden sei, DSL oder Puppy als Server-BS zu verwenden.
Nach vielen Stunden vergeblicher Mühen, habe ich schließlich leicht frustriert aufgegeben.

Dennoch ist mein Interesse für Linux geweckt. Es ist schon erstaunlich, was selbst die winzigen 50MB-Distris leisten können. Ich denke, ich werde mir in Zukunft mal Ubuntu näher anschauen, da ist möglicherweise auch der Einstieg etwas leichter.

4.4 Dritter Versuch: BartPE + RamDisk

Nach erneuter Suche im Netz bin ich auf BartPE gestoßen. Dazu hab ich schon früher mal was gelesen, war jedoch bisher für mich nicht wirklich interessant gewesen. Um möglichst ohne Komplikationen rasch zu einem Ergebnis zu kommen, hab ich mich für die PC-Welt Edition entschieden.

   

Eine Anleitung dazu gibts hier, damit hat die grundlegende Einrichtung bei mir ganz gut geklappt.
Die PC-Welt-Edition bietet im Grunde ein Rundum-Sorglos-Paket, lediglich für Netzwerkkarte und SATA-Controller musste ich die entsprechenden Treiber einbinden. Dies muss schon bei der Erstellung des ISOs geschehen, da sich nachträglich nichts mehr installieren lässt.

Schließlich folgte der erste Start mit dem fertig erstellten BartPE-Stick. Nach dem Einschalten bootet der Rechner zunächst von der Diskette (Einstellung im BIOS), der Bootmanager verweist dann auf den USB-Stick.
Ab hier wirds dann wie auch bei den Linux-Distris etwas zäh, da zunächst die RAM-Disk erstellt wird.
Nachdem BartPE geladen wurde, erscheint ein Fenster zur Einrichtung der gefundenen Netzwerkkarte. Hier kann man den Namen ändern, unter dem der Server im Netzwerk sichtbar ist. Nach der Eingabe eines Passworts kann man dann noch das Filesharing starten.
Jetzt nur noch Ein- und Ausgabegeräte abstöpseln und das wars.

5. Der Server läuft

An den im Netzwerk befindlichen PCs taucht in der Netzwerkumgebung dann der neu erkannte Server auf, über die Funtion 'Netzwerk verbinden' kann man den/die entsprechenden Ordner direkt vom Arbeitsplatz aus abrufen.

Einige Bilder vom fertigen System:

   


Da ich als Router nach wie vor die Fritzbox 7210 verwende, die leider nur Übertragungsraten von max. 100 MBit/s unterstützt, erreiche ich zwar lediglich bis zu 12 MB/s, die Verbesserung zur Situation vorher ist aber enorm. Der Server dient als Fileserver und Backup-Speicher. Da ich den Backup-Ordner über das kostenlose Tool Sync-Toy aktuell halte, das nur neue und geänderte Dateien beim Überspielen berücksichtigt, fällt die Geschwindigkeit nicht so sehr ins Gewicht. Fürs Video gucken (aufgenommene TV-Programme landen ebenfalls auf dem Server) reichen die 100MBit ohnehin aus.

Hier nochmal ein Überblick über den Ist-Zustand:

            

Falls ich in Zukunft mal aufrüste, werden wohl 8-Port-Gigabit-Switch, Patch-Panel und Cat6-Verlegekabel (z.Z. nur Cat5) zum Einsatz kommen (Kosten lägen bei 80-100€). Das Ganze würde dann so aussehen:

            

6. Lautstärke und Leistungsaufnahme

6.1 Lautstärke

Drei potentielle Lärmquellen sind im Server vorhanden:

1. der CPU-Lüfter
2. das Netzteil
3. die HDD

Der CPU-Kühler mit seinem heruntergeregelten Scythe-Lüfter ist tatsächlich unhörbar. Keine Luftgeräusche, keine Nebengeräusche, nichts. Dabei wird auch auf 7V noch ein spürbarer Luftstrom erzeugt, der locker ausreicht, um die paar Watt Abwärme des PIII abzuführen.
Da der Scythe Kaze LED bisher nur in deutlich lauteren Umgebungen eingesetzt wurde, war ich angesichts der absoluten Stille positiv überrascht. Leider ist das gute Stück aber nicht mehr im Handel erhältlich.

Der Papst-Lüfter (8412 N/2GML) hat sich leider weniger gut geschlagen. Auf 12V ist er ähnlich wie auch der Scythe recht laut, auf 5V (per Adapter), ist er dann wirklich leise - das heißt, er wäre es, wenn er nicht ein selbst auf 5V noch leicht wahrnehmbares Lagerschleifen aufweisen würde, wobei man aber sagen muss, dass der Lüfter auch schon etliche tausend Betriebsstunden auf dem Buckel hat.

Punkt 3: Die Festplatte. Hier handelt es sich um ein älteres 320GB-Modell (Western Digital WD 3200JS). Im externen Gehäuse war die Platte richtig laut, daher hab ich sie in ein Scythe Quiet Drive gepackt, das aus einem wenig genutzten Zweit-PC stammt. Das SQD habe ich dann auf einem Stück Schaumstoff auf dem Gehäuseboden untergebracht. Lauf- und Zugriffsgeräusche werden sehr gut gedämmt, dennoch ist die Platte auch aus dem geschlossenen Gehäuse heraus noch leicht wahrnehmbar, zumindest bei absoluter Stille.

   

Da die 320GB Speicherkapazität aber mittlerweile ohnehin reichlich knapp geworden sind, muss da eh bald was Neues her. Zudem fällt die Leistungsaufnahme mit 8,5W einigermaßen hoch aus, auch das soll mit einer neuen HD besser werden.
Ich hab da an eine WD Caviar Green mit 1,5TB gedacht. Naja, mal sehen, bin jedenfalls für Vorschläge offen...

6.2 Leistungsaufnahme

Das Compaq-NT DPS-200PB stammt aus einem älteren PIII-Rechner und ist bestimmt schon an die 10 Jahre alt. Zur Effizienz kann ich leider nichts sagen. Hier jedenfalls die Verbrauchswerte, gemessen wurde mit einem Profitec KD302 (näheres zur Messgenauigkeit dieses Geräts findet sich >hier<):

1. Server im Idle ohne HDD: 23,1 W

2. Server im Idle mit HDD: 31,6 W

3. Eingabe-/Ausgbaegeräte abgesteckt ohne HDD: 22,6 W

4. Eingabe-/Ausgbaegeräte abgesteckt mit HDD: 31,1 W

Für den normalen Serverbetrieb ist somit v.a. der vierte Wert von Bedeutung.

   

7. Pico-PSU

Das Thema Pico-PSU verfolgt mich nun schon seit Jahren und ich hab auch schon öfters mal überlegt, mir eine zu kaufen. Auf ebay bin ich nun fündig geworden. Dort hat der shw-User cYbton sein gebrauchtes Pico-PSU-Set von ddcom24.de angeboten, bestehend aus 120W-Pico und 80W-Tischnetzteil (dieses hier).

   

Um das Power-Kabel aus dem Gehäuse herauszuführen, habe ich ein Loch in die Gehäuserückwand gebohrt, die nun offene Aussparung fürs ATX-NT habe ich mit einem Gitter verschlossen, das ich von einem defekten NT abgeflext habe. Das Kabelmanagement gestaltete sich dann angesichts der doch recht übersichtlichen Kabelanzahl des Picos recht einfach.

   


Mit der Pico-PSU ergeben sich folgende Verbrauchswerte:

1. Server im Idle ohne HDD: 16,9 W

2. Server im Idle mit HDD: 25,4 W

3. Eingabe-/Ausgbaegeräte abgesteckt ohne HDD: 16,5 W

4. Eingabe-/Ausgbaegeräte abgesteckt mit HDD: 25,0 W

Die Differenz zum Compaq-NT beträgt also etwas über 6 Watt. Mir ist natürlich klar, dass der wirtschaftliche Nutzen hier stark begrenzt ist. Der Server müsste schon etliche Jahre durchlaufen, bis sich die Anschaffungskosten der Pico-PSU amortisieren, aber darum gings mir auch gar nicht. Es steckt halt ein gewisser Ehrgeiz dahinter, möglichst niedrige Verbrauchswerte zu erreichen. Ist wohl so ähnlich wie bei den Kids, die mit ihren hochgezüchteten Gaming-Kisten irgendwelchen Benchmark-Rekorden hinterherjagen.
Als kleiner Nebeneffekt läuft der Server jetzt ohne Festplatte absolut lautlos, das Problem mit dem Papst-Lüfter hat sich auf diese Weise also ebenfalls erledigt.

Um den absoluten Minimal-Verbrauch zu ermitteln, habe ich zusätzlich noch den CPU-Lüfter abgesteckt. Das Ergebnis ohne HDD: 15,1 W

Update:
RageII statt Rage128 Pro: 14,5 W


   

8. Schlusswort

Mir ist natürlich klar, dass dieses System im Grunde nichts Besonderes darstellt, aber ich wollte einfach mal zeigen, dass man auch aus alter Hardware noch was machen kann. Der Server läuft inzwischen seit ca. 2 Monaten ohne Abstürze oder sonstige Probleme durch, einen Monat davon mit Pico-PSU.
Da ich mich mit den Hardwareanforderungen nicht wirklich auskenne, weiß ich zwar nicht, wie sich der Server schlagen wird, sollte ich irgendwann mal auf Gigabit aufrüsten, aber ich bin auch da recht zuversichtlich.
Das Basteln hat jedenfalls sehr viel Spaß gemacht und herausgekommen ist dabei tatsächlich das leiseste System, das ich bisher aufgebaut habe (sogar leiser als ein früheres Vollpassiv-System mit Celeron-420-CPU, da war nämlich das passive NT nicht wirklich lautlos).

Der Server erfüllt jedenfalls seinen Zweck, er ist relativ sparsam, verrichtet seine Arbeit leise und zuverlässig und die Kosten halten sich mit 15€ für den SATA-Controller auch in Grenzen.

Mein besonderer Dank gilt an dieser Stelle natürlich dem shw-User 'The Art of Risk', der mir den größten Teil der hier verwendeten Hardware kostenlos überlassen hat und durch dessen milde Gabe dieses Projekt erst möglich wurde.

Grüße und Danke fürs Lesen,
Peter_Shaw