unRAID die bessere Alternative zu FreeNAS?

Wenn es um ein Betriebssystem für einen Datenserver „NAS“ geht ist FreeNAS oftmals die erste Wahl.

Dieses gilt als sehr zuverlässig und sicher. Aber was für alternativen gibt es zu FreeNAS, abgesehen von Fertigen NAS Systemen von Synology oder QNAP?

Für meinen neues NAS System habe ich einige Betriebssysteme ausprobiert und bin letztendlich bei unRAID Hängen geblieben. Warum und was macht unRAID aus meiner Sicht besser als FreeNAS?

Neugierig? Dann schaut Euch meinen Erfahrungsbericht an zum Thema unRAID an.

Warum nicht FreeNAS?

FreeNAS bietet dank ZFS Dateisystem eine unheimlich gute Performance, Stabilität und Ausfallsicherheit. Daher denke ich das FreeNAS sicher für viele Nutzer auch weiterhin die erste Wahl bleiben wird, wenn es um ein OS für einen Dateiserver geht.

Dennoch ist FreeNAS nicht perfekt, gerade dann, wenn es um andere Dinge geht als die reine Technik.

Zum einen ist FreeNAS recht Hardware hungrig gerade was den Arbeitsspeicher angeht. Neben der reinen Kapazität bevorzugt FreeNAS sogar den nochmals deutlich teuren ECC Speicher für einen optimalen Betrieb.

Auch die Hardware Kompatibilität ist aufgrund der FreeBSD Basis etwas umständlicher. Umständlicher bezieht sich auch auf Festplatten Konfigurationen, für ein ZFS Raid müssen zwingend Festplatten der gleichen Größe vorhanden sein. Ein buntes Mischen von herumliegenden Festplatten ist also nicht möglich.

Die größere Schwäche ist sicherlich aber die Nutzererfahrung. Die Installation ist zwar sehr einfach aber die Benutzeroberfläche ist nicht die Modernste und teilweise etwas verschachtelt und umständlich. Ihr wollt Smart Daten der HDDs abseits von irgendwelchen Tests auslesen? Viel Spaß! Ein Vernünftiges rechte Management für Freigaben? Nur über diverse Benutzergruppen.

Im Großen und Ganzen kann man mit FreeNAS sicherlich alles machen aber dies erfordert viel Googlen. Auch die Antworten sind meist nach dem Motto „lege dieses Script an und führe dann diese 30 Befehle aus“.

Für einen IT Profi sicherlich Okay, aber für jemanden der ein OS sucht welches einfach und schnell funktioniert nicht das Optimum. Hier kommt nun unRAID ins Spiel!

Hardware Anforderungen

Was die Hardware Anforderungen angeht, ist unRAID sehr problemlos. Ein 64Bit fähiger Prozessor muss vorhanden sein wie auch 1GB RAM.

Das ist natürlich das absolute Minimum, wenn Ihr mehr als nur Daten Freigeben wollt, sollte schon ein etwas fähigerer Prozessor wie auch mehr RAM im System vorhanden sein.

Ich habe für diesen Test einen Intel Pentium G4620 und 8GB RAM genutzt und dies hat völlig ausgereicht. Ohne VMs habe ich kein einziges mal über 20% CPU last gesehen. Auch der RAM wurde mit unter 1GB nur sehr schwach belastet.

Installation und Einrichtung

Die Installation von unRAID ist ein Kinderspiel! Ihr ladet Euch von der Herstellerwebseite die aktuelle Version herunter, kopiert diese auf einen USB Stick, bootet von dem USB Stick und fertig!

Nun könnt Ihr von einem anderen Rechner das Webinterface durch die Eingabe der IP in den Webbrowser aufrufen.

Im Webinterface angekommen könnt Ihr auch gleich loslegen, im Optimalfall mit dem anlegen eines Speicher Array.

unRAID

unRAID ist um ehrlich zu sein, auch keine Schönheit, was die Benutzeroberfläche angeht. Hier spielen Synology oder QNAP NAS Systeme in einer völlig anderen Liga.

Aber selbst die etwas angestaubt wirkende Benutzeroberfläche ist deutlich hübscher und übersichtlicher als die von FreeNAS.

unRAID ist sehr aufs Wesentliche konzentriert. Auf der Startseite findet Ihr eine Übersicht über alle Festplatten, die Temperaturen, den SMART Status, CPU Auslastung usw.

Das Ganze ist visuell ganz gut aufbereitet. unRAID ist sehr auf eine einfach Nutzung ausgelegt. Dies gilt auch für Dinge wie Rechte Management, welches ja bei FreeNAS einfach nur dämlich ist.

Bei unRAID könnt Ihr einfach Benutzer Anlegen und für jeden freigegeben Ordner auswählen inwieweit auf diesen Zugriff bestehen soll. unRAID unterstützt hier die gängigen Protokolle wie NFS, SMB und AFP.

Dies war es auch schon in der Basis an Funktionen, was die Datei Freigabe angeht. Jedoch lässt sich unRAID sehr gut erweitern! Zum einen unterstützt dieses Docker Container, zum anderen gibt es die Möglichkeit Plugins zu installieren.

Letzteres ist hier extrem einfach, die unRAID Community hat ein App Store Plugin geschrieben, welches einfach durch Copy Paste installiert wird. Andere Plugins beispielsweise zum Auslesen der CPU Temperatur, Lüftersteuerung, NTFS Datei System usw. lassen sich damit nun mit einem Klick herunterladen und installieren.

Über diese Plugins und Docker Container lassen sich nun alle erdenklichen Dinge nachinstallieren wie ein Teamspeak Server, Bittorent Client, usw.

Der beliebte PLEX Server lässt sich auch so von Haus aus nutzen.

Unterm Strich ist dies der größte Unterschied zwischen FreeNAS und unRAID. FreeNAS kann auch so ziemlich alles, aber dort läuft dies auch sehr viel googeln und xyz Befehle im Terminal hinaus. unRAID ist hier einfacher, man kann zwar auch aufs Terminal zugreifen, dies musste ich aber kein einziges mal!

Zu guter Letzt hat unRAID noch ein Ass im Ärmel, virtuelle Maschinen! unRAID unterstützt hier auch das Durchstellen einer Grafikkarte ohne großen Leistungsverlusst. So könnte man auf seinem NAS beispielsweise einen Steam in Home Streaming Server laufen haben oder ein normales Windows welches keine der typischen VM Einschränkungen besitzt. Ihr könntet also Euren Gaming Rechner als NAS und als Gaming Rechner gleichzeitig verwenden.

So offenbaren sich diverse interessante Möglichkeiten, wie man seinen Server sonst noch nutzen kann.

Speicher Konfiguration und RAID

unRAID unterstützt grundsätzlich erst einmal bis zu 24 HDDs und sechs Parity HDDs. Zusätzlich sind auch bis zu sechs Cache Laufwerke hinzufügbar.

Im Gegensatz zu FreeNAS ist unRAID recht flexibel was die Laufwerke angeht. Ihr könnt bunt mixen, was Festplatten angeht. Hierbei werden diese sehr effizient genutzt, habt Ihr beispielsweise zwei 8TB und eine 4TB HDD und nutzt ein „RAID 5“ sind 12TB Speicher nutzbar.

Wenn Ihr dies lest, gehe ich einfach mal davon aus das Ihr bereits grob wisst, was ein „RAID“ ist. Ein RAID ist ein Verbund aus mehreren Festplatten oder SSDs welcher für mehr Tempo oder Dateisicherheit sorgen soll. Für uns ist in diesem Fall ist RAID 5 und RAID 6 das Interessante.

Ein RAID 5 besteht mindestens aus drei Laufwerken, kann aber nach oben hin beliebig expandiert werden. Habt Ihr nun drei Festplatten im RAID 5 kann eine der Festplatten ausfallen, egal welche, ohne dass es zu einem Datei Verlust kommt. Im Gegenzug gebt Ihr allerdings auch ein Teil Eurer maximalen Kapazität auf. Jedoch ist dies ein Preis welchen man in der Regel bereit ist zu zahlen.

unRAID nutzt einen eigenen Algorithmus welcher so nicht mit RAID 5/6 oder auch ZFS vergleichbar ist, jedoch zu einem ähnlichen Ergebnis führt.

Habt Ihr beispielsweise fünf HDDs und eine Parity HDD in Eurem System kann eine beliebige HDD ausfallen ohne das Ihr Daten verliert. Die Parity HDD muss dabei die Größe der größten einzelnen HDD im System haben.

unRAID teilt Daten nicht auf, sondern jede Datei liegt auf einer HDD. Dies hat schon mal einen sehr offensichtlichen Vorteil, nicht alle HDDs müssen „Hochfahren“ wenn Ihr nur eine Datei vom Server abruft.

Auch sollte das Wiederherstellen der Daten bei einem Festplattenausfall mithilfe der Parity scheitern (warum auch immer das passieren sollte) sind nicht alle Daten weg.

Wie macht das nun unRAID? Daten auf Festplatten und SSDs bestehen aus Einsen und Nullen, unRaid zählt diese.

Habt Ihr drei Festplatten bei jeder dieser Festplatte liegt im ersten Sektor eine 0 so notiert sich unRaid auf seiner Parity HDD ebenfalls eine 0. Liegt im zweiten Sektor bei zwei Festplatten eine 0 und bei der dritten eine 1 so notiert sich unRAID eine 1. Liegt im dritten Sektor bei zwei Festplatten eine 1 und bei der dritten eine 0 so notiert sich unRAID eine 0.

Heißt ist die Anzahl der 1er gerade wird sich eine 0 notiert und ansonsten eine 1. Fällt nun eine Festplatte aus kann unRAID neu durchzählen und so die fehlenden Daten berechnen.

Beispielsweise an dem obigen Beispiel fällt HDD drei aus hätten wir in Sektor eins zwei mal eine 0 und auf der Parity ebenfalls eine 0, unRAID weiß also auf der fehlenden HDD muss ebenfalls eine 0 gewesen sein.

Sektor zwei, wir haben zwei mal die 0 und auf der Parity eine 1, heißt es muss auf Festplatte drei eine 1 gewesen sein.

Das Ganze lässt sich natürlich mit einer beliebigen Anzahl Festplatten durchspielen.

Durch diese Art der Parity Berechnung lassen sich natürlich unterschiedliche Speichergrößen gut mixen.

Das Ganze hat aber auch Nachteile, vor allem was die Performance angeht. Darauf gehe ich aber später noch ein.

Ebenfalls ist natürlich die Datensicherheit etwas schwächer als beispielsweise bei FreeNAS mit dem ZFS Datei System. Die hier verwendete Art der Parity Berechnung schützt gut vor einem Total Ausfall einer Festplatte aber weniger vor der Datei Korruption durch beispielsweise einen defekten Controller.

Für Letzteres kann unRAID allerdings auf den Daten Festplatten das Btrfs Datei System einsetzen, welches eine gute Fehlererkennung besitzt (die Daten Festplatten können ein Beliebiges Datei System einsetzen und da Daten nicht aufgeteilt werden lassen sich diese auch an anderen Rechnern ohne Weiteres auslesen, lediglich die Parity Festplatten nutzen ein eigenes Datei System).

Unterm Strich ist die Dateisicherheit bei unRaid weiterhin gut, besser vermutlich als bei einem Hardware RAID Controller, aber schlechter als bei FreeNAS. Dafür ist hier aber die Festplatten Anordnung und Kapazitäten flexibler.

Performance

Die größte Schwäche von unRAID ist sicherlich die Performance. Damit meine ich nicht hohe Hardware Anforderungen, sondern die reinen Übertragungsraten.

Folgende Hardware habe ich verwendet:

• Intel Pentium G4620, 2x 3.70GHz, boxed
• MSI C236M
• Crucial 8GB, DDR4-2400, CL17, ECC (CT8G4WFS824A)
• 4x Seagate IronWolf NAS HDD 8TB
• Intel 10Gbit NIC

Aufgrund der 10Gbit LAN Karte liegt die theoretische maximale Übertragungsrate bei rund 1200MB/s. Die HDDs schaffen rund 200MB/s Übertragungsrate.

Was schafft nun unRAID bei einem System mit einfacher Daten Sicherheit (1x Parity 3x Daten)?

Lesend lag die Datenrate bei rund 80-120MB/s (via 10Gbit NIC) und schreibend bei etwas traurigen 40-50MB/s. Letzteres liegt natürlich an der Art wie unRAID die Parity berechnet.

FreeNAS auf dem gleichen System mit ZFS1 schafft im Übrigen 450MB/s schreibend und 600MB/s lesend.

Viele Leser werden sich nun Fragen warum zum Teufel man bei solchen Werten sich für unRAID entscheiden sollte. Jedoch hat unRAID noch ein Ass im Ärmel, um dieses Ass auszuspielen, benötigt Ihr eine SSD.

unRAID kann eine oder auch zwei SSDs als Cache verwenden, Daten landen also erst auf der SSD und werden im Hintergrund langsam weggeschrieben.

Solange die Daten auf der SSD liegen werden diese auch bei einem erneuten Abruf von der SSD geladen. Effektiv erreicht Ihr hier beim Nutzen einer SATA SSD rund 450MB/s schreibend und auch lesend!

Erst wenn Ihr auf einmal mehr Daten schreibt als die SSD fassen kann oder Ihr alte Daten aufruft fällt die Geschwindigkeit auf 40MB/s schreibend bzw. 120MB/s lesend!

Solltet Ihr beispielsweise eine 480GB SSD Nutzen denke ich, das es im Alltag sehr selten vorkommt das man auch wirklich 480GB am Stück auf sein NAS schreibt und lesend liegt die Performance eh am üblichen Gbit LAN Limit.

Solltet Ihr keinen SSD Cache nutzen, nutzt unRAID wie üblich auch den RAM als zwischen Speicher.

Daten aus dem SSD Cache werden nachts (oder zu einer frei einstellbaren Zeit) auf das HDD Array übertragen. Alternativ kann man auch Ordner einstellen welche ausschließlich auf dem SSD Cache liegen sollen für eine bessere Leistung.

Fazit

unRAID ist das beste NAS Betriebssystem (abseits der fertig NAS Systemen) welches mir bisher begegnet ist, wenn es Euch um eine einfach und unkomplizierte Nutzung geht!

Ähnlich wie bei Apple gilt hier das Motto „it simply works“, Ihr habt Euch nicht mit dem Terminal rum zu schlagen oder Ähnliches. Für alles gibt es eine Einfache und Übersichtliche UI. Solltet Ihr einmal Hilfe Brauchen oder ein Feature fehlt hilft die Community sehr gut weiter, ob nun via dem App Store oder einfach mit Ratschlägen.

Das Ganze ist hier deutlich weniger technisch als bei FreeNAS und einstiger freundlicher. Ein weiter vortiel von unRAID sind die virtuellen Maschinen und die Festplatten Konfiguration.

Ihr könnt hier bunt Festplatten mixen und dennoch Datenschutz genießen. Zudem hat unRAID keine großen Hardware Anforderungen. Ihr habt einen alten Computer in der Ecke stehen und ein paar über gebliebene Festplatten? Das reicht für unRAID!

Habt Ihr ein High End NAS mit Grafikkarte könntet Ihr das System sogar für Steam in Home Streaming nutzen.

Aber natürlich ist unRAID nicht perfekt. Es gibt zwei Punkte, die mich primär Stören. Dies wäre die Performance und der Preis. unRAID ist aufgrund der Art, wie hier die Parity berechnet wird bei Schreibzugriffen vergleichsweise langsam. Zwar kann eine SSD als Schreibcache helfen, aber das natürlich auch nur bedingt. Ich würde nicht sagen, dass dies das KO Kriterium ist, gerade wenn man Gbit LAN nutzt und eh auf 120MB/s limitiert ist, aber FreeNAS würde gegeben falls auch ohne SSD Cache deutlich mehr Leistung liefern.

Der zweite Punkt ist der Preis. unRAID ist nicht gratis! Ihr müsst hier zwischen 60€ und 120€ investieren, was zwar noch Okay ist, aber sicherlich abschreckend wirkt. Es gibt eine 30 Tage Testversion, welche man mal ausprobieren kann.

Dies würde ich Euch auch raten, probiert unRAID aus, wenn Ihr auf der Suche nach einem neuen Betriebssystem für Euer NAS/Home Server seid!

unRAID ist nicht perfekt und sicherlich auch nicht für jeden Nutzer besser als FreeNAS aber es ist definitiv einen Blick wert gerade, wenn man Festplatten Mixen möchte.

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