Installation und Konfiguration eines NAS-Servers mit Ubuntu als Betriebssystem

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1 Installation und Konfiguration eines NAS-Servers mit Ubuntu als Betriebssystem Die in diesem Dokument aufgeführten Arbeitsschritte beschreiben den Aufbau eines NAS-Servers mit Ubuntu als Betriebssystem auf der Grundlage eines konkreten Hardware Vorschlags. Es wird jedoch keinerlei Haftung übernommen EWS 2013 EWS 1

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung4 Hardwarekomponenten.5 Softwarekomponenten..6 Los geht s.6 UEFI Einstellungen6 Ubuntu installieren.6 UID und GID des Benutzers nas ändern.8 NAS konfigurieren..10 Verbindung zum NAS aufbauen, Login als Benutzer nas.10 Befehle mit root-rechten ausführen.10 Entfernen unnötiger Pakete10 Ubuntu Systemupdate über Telnet ermöglichen.10 Zusätzliche Pakete installieren.11 Installation der Web-Admin Oberfläche.11 Aufbau des RAID111 Primäre Partition auf Festplatte1 des RAID1 anlegen (Laufwerk sdb)11 Partition von Laufwerk sdb nach sdc kopieren.12 Reset Superblocks12 RAID1 erzeugen mit sdb und sdc als Member.12 RAID1 mit Dateisystem ext4 formatieren..12 RAID1 Definition in Config Datei festschreiben.13 Mount RAID1 nach /home/nas/nas.13 Konfiguration des NFS-Servers..14 Definition der zu exportierenden Verzeichnisse..14 Verzeichnisse freigeben.14 Anzeige der freigegebenen Verzeichnisse14 Auto-Suspend15 Wake On Lan (WOL) einrichten.15 Parameter der Netzwerkkarte lesen.15 WOL temporär aktivieren15 WOL permanent aktivieren.15 Netzwerkkarte nach Shutdown unter Strom halten.15 Wake On Lan nach Suspend To RAM erlauben16 Netzwerkkarte für WOL einrichten.16 MAC-Adresse der Netzwerkkarte ermitteln..16 Anbinden von Linux-Clients..17 Clients an das NAS anbinden..17 NAS-Server manuell durch Client wecken17 NAS-Server automatisch durch Client wecken..17 Anbinden von Windows Clients18 Wake on LAN..19 Anbinden von Smartphones EWS 2

3 UPnP-Server einrichten.23 Tuning.24 SSD24 Monitoring25 RAID1 Monitoring25 mdadm Monitor installieren25 Benachrichtigung im Fehlerfall..25 Testmail senden.25 Manuelles Monitoring26 Rekonfigurationen27 mdadm rekonfigurieren (siehe auch /etc/default/mdadm).27 Fehlerbehebung.28 Laufwerksfehler im RAID1 beheben28 Verschiedenes.29 Deinstallation alter Kernel-Module..29 Bekannte Fehler.29 Fehler bei DNS Auflösung.29 WOL funktioniert manchmal nicht29 Abkürzungen EWS 3

4 Einleitung Diese Anleitung beschreibt den Aufbau eines NAS-Servers im Folgenden kurz NAS genannt auf der Grundlage eines konkreten Hardware Vorschlags. Für dieses NAS wird Ubuntu als Betriebssystem eingesetzt. Die Festplatte für die Datenspeicherung wird gespiegelt (RAID1). Dadurch bleiben die Daten bei Ausfall einer Festplatte erhalten. Vorteile eines NAS Zentrale Ablage aller Daten wie Musik- und Videodateien Zugriff auf diese Daten von jedem Medium möglich wie Laptop, Tablet, Smartphone, SAT-Receiver, Television Datenausfallsicherheit durch Spiegelung der Daten auf zweiter Festplatte Nach der Beschreibung der eingesetzten Hardwarekomponenten geht es ohne Umweg mit einer Step-by-Step Anleitung zur Installation und Konfiguration EWS 4

5 Hardwarekomponenten Bei den Hardwarekomponenten sind folgende Mindestanforderungen zu berücksichtigen: Gehäuse 3 x 3,5 Zoll Einschübe 1 x 5,25 Zoll Einschub Platz für ATX-Netzteil Netzteil jedes 80+ zertifizierte ATX-Netzteil Mainboard Format Mini-ITX Onboard CPU und Grafikkarte incl. Lüfter 4 x SATAIII Anschlüsse WOL-Unterstützung Festplatten Platte für Betriebssystem: SSD oder normale Festplatte. Platten für Datenspeicherung: keine SSD, leise, stromsparend und trotzdem ausreichend schnell. Für den Aufbau des RAID-Verbundes ist es von Vorteil, wenn die Festplatten aus unterschiedlichen Fertigungswochen stammen, um einen möglichen Ausfall zu minimieren. DVD/BluRay Player optional Die folgenden Komponenten bilden die konkrete Grundlage für das NAS: 1 x Gehäuse COOLERMASTER Elite 120 Advanced 1 x Netzteil ENERMAX 300W 1 x Mainboard ASRock E350M1 2 x RAM Kingston DIMM DDR3 Synchron 667 MHz, 2 GB 1 x SSD Crucial C300-CTFDDAC064M 2 x Festplatte SAMSUNG HD204UI 2 TB 1 x BluRay-Player LG IHOS EWS 5

6 Softwarekomponenten Für größte Flexibilität wurde auf den Einsatz einer speziell für NAS-Server bereitgestellten Distribution wie FreeNAS, OpenFiler, Ubuntu-Server, etc. verzichtet. Stattdessen kommt Ubuntu als Desktop-Version zum Einsatz. Grundsätzlich ist aber jede Ubuntu-Version verwendbar. Los geht s Nach dem Zusammenbau der Hardwarekomponenten geht es zuerst um die UEFI-Einstellungen. Danach wird das Betriebssystem installiert. Hierzu werden ein Monitor und eine Tastatur (kabelgebunden oder per USB-IR) benötigt. Als Monitor kann auch ein TV mit HDMI-Schnittstelle dienen, da das eingesetzte Mainboard einen HDMI-Ausgang hat. UEFI Einstellungen Damit das NAS in den Standby-Modus gesetzt werden kann, muss im UEFI die Funktion Suspend to RAM aktiviert sein. Für das hier eingesetzte ASRock Mainboard befindet sich die Einstellung unter ACPI-Configuration Suspend to RAM Auto Bei dem hier eingesetzten Mainboard von ASRock steht die Einstellung standardmäßig auf Auto und muss nicht geändert werden. Permanentes Überwachen der Festplatten aktivieren: Storage Configuration Hard Disk S.M.A.R.T Enabled Ubuntu installieren Downlad Ubuntu in der 64bit Version von: EWS 6

7 Die Installation von Ubuntu ist nicht Gegenstand dieser Beschreibung. Annahmen und Voraussetzungen Die Platte für das Betriebssystem ist an SATA-1 angeschlossen (sda). Die Platten für das RAID1 sind an SATA-2 und SATA-3 angeschlossen (sdb und sdc). Das NAS ist im Netzwerk unter dem Namen nas-server zu erreichen. Auf dem NAS existiert ein Benutzer nas mit sudo Rechten. Der Benutzer nas hat die UID 9999 und die GID Auf dem NAS ist das zusätzliche Software-Paket telnetd installiert, damit das NAS im Netzwerk über Terminal erreichbar ist. Für das Editieren von Dateien wird vi als Editor benutzt, es kann aber auch jeder andere Editor verwendet werden. Es sind folgende Clients angeschlossen: Client Hostname Freigabeverzeichnis Zugriff Ubuntu Laptop laptop1 /home/nas/nas Lesen und schreiben Ubuntu Laptop laptop2 /home/nas/nas Lesen und Schreiben Windows Laptop win laptop /home/nas/nas Lesen und schreiben Smartphone Samsung android s2 /home/nas/nas/audio Lesen SII 2013 EWS 7

8 Achtung Netzwerkanschluß nur über LAN Kabel, nicht WLAN. WOL über WLAN funktioniert nur mit speziellen Netzwerkkarten. Die weitere Konfiguration mit dem NAS findet nun von einem Linux-Client im Terminal statt. Aufruf: Zubehör Terminal UID und GID des Benutzers nas ändern Damit es später zu keinen Problemen bei den Benutzerrechten kommt, ist es erforderlich, die UID und GID des Benutzers nas vom Standardwert auf einen anderen Wert zu setzen. Hier wird die UID und GID vom Standardwert 1000 auf 9999 geändert. Hierfür darf der Benutzer nas nicht angemeldet sein. Login als nas: root Login freischalten telnet nas server sudo passwd root vi /etc/securetty pts/0 exit Login als root: Änderungen durchführen telnet nas server id nas usermod u 9999 nas groupmod g 9999 nas find / user 1000 exec chown h 9999 {} \; find / group 1000 exec chgrp h 9999 {} \; usermod g 9999 nas id nas exit 2013 EWS 8

9 Login als nas: root Login wieder sperren telnet nas server sudo passwd delete lock root sudo vi /etc/securetty # Eintrag pts/0 am Ende der Datei wieder entfernen Achtung: Bei einer Änderung der UID/GID funktioniert möglicherweise der Zugriff auf ein angeschlossenes USB-Laufwerk nicht mehr. In diesem Fall ist die Access Control List (ACL) zu löschen: setfacl b /media/eardgyl 2013 EWS 9

10 NAS konfigurieren Verbindung zum NAS aufbauen, Login als Benutzer nas telnet nas server Befehle mit root-rechten ausführen sudo su Entfernen unnötiger Pakete Da die Ubuntu Desktop Version als Server-Variante betrieben wird, wird Unity gelöscht und stattdessen stabilere Gnome X11 System installiert. apt get install gnome shell # required before uninstall unity apt get remove unity unity 2d unity 2d panel unity 2d shell apt get autoremove Ubuntu Systemupdate über Telnet ermöglichen apt get update && sudo apt get dist upgrade vi /etc/update manager/release upgrades Prompt=normal sudo do release upgrade update grub EWS 10

11 Zusätzliche Pakete installieren apt get install ethtool lm sensors mdadm mediatomb nfs server samba vsftpd Installation der Web-Admin Oberfläche WebMin ist ein Tool zur komfortablen Konfiguration des NAS-Servers über LAN. wget apt get install perl libnet ssleay perl openssl libauthen pam perl libpam runtime libio pty perl apt show versions python libapt pkg perl dpkg install webmin_1.650_all.deb rm webmin_1.650_all.deb Aufruf von WebMin: Login als: nas Aufbau des RAID1 RAID1 ist der Verbund von mindestens zwei Festplatten im Spiegelbetrieb. Ein RAID1-Verbund speichert auf allen Festplatten die gleichen Daten (Spiegelung) und bietet somit volle Redundanz im Fehlerfall. Hinweis: Die Synchronisation des RAID1 kann bei 2 TB bis zu sechs Stunden dauern. Primäre Partition auf Festplatte1 des RAID1 anlegen (Laufwerk sdb) Das Anlegen der Partitionen erfolgt mit dem Programm fdisk. Beschreibung der Optionen: o Eine neue leere DOS Partitionstabelle anlegen n Eine neue Partition anlegen p primär 1 Partition 1 Enter Enter w Die Tabelle auf die Festplatte schreiben und das Programm beenden 2013 EWS 11

12 fdisk /dev/sdb <<EOF > o > n > p > 1 > > > w > EOF Partition von Laufwerk sdb nach sdc kopieren sfdisk d /dev/sdb sfdisk force /dev/sdc Reset Superblocks mdadm zero superblock /dev/sdb1 mdadm zero superblock /dev/sdc1 RAID1 erzeugen mit sdb und sdc als Member echo y mdadm create /dev/md0 level=mirror raid devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1 RAID1 mit Dateisystem ext4 formatieren mkfs.ext4 /dev/md EWS 12

13 RAID1 Definition in Config Datei festschreiben vi /etc/mdadm/mdadm.conf DEVICE /dev/sdb1 /dev/sdc1 ARRAY /dev/md0 devices=/dev/sdb1,/dev/sdc1 PROGRAM opt/bin/raid notify.py Mount RAID1 nach /home/nas/nas mkdir p /home/nas/nas vi /etc/fstab /dev/md0 /home/nas/nas ext4 defaults,errors=remount ro 0 1 mount /home/nas/nas 2013 EWS 13

14 Konfiguration des NFS-Servers Hier werden die drei Verzeichnisse /home/nas/nas, /home/nas/nas/audio und /home/nas/nas/video an die anfangs definierten Clients exportiert. Definition der zu exportierenden Verzeichnisse vi /etc/exports /home/nas/nas /home/nas/nas laptop1(rw,sync,no_subtree_check,all_squash,anonuid=9100,anongid=9100) laptop2(rw,sync,no_subtree_check,all_squash,anonuid=9200,anongid=9200) Verzeichnisse freigeben exportfs ra # or /etc/init.d/nfs kernel server restart # or service nfs kernel server restart Anzeige der freigegebenen Verzeichnisse exportfs 2013 EWS 14

15 Auto-Suspend Aus Stromspargründen sollte sich das NAS nach einer einstellbaren Zeit von Inaktivität in den S3-Modus begeben (STR: Suspend To RAM). Hierbei bleiben alle Einstellungen im RAM erhalten. Diese Aufgabe übernimmt das Script auto_suspend.sh. Dieses Script befindet sich im Script-Paket zu dieser Dokumentation. Das Script-Paket wird auf Wunsch gegen eine geringe Aufwandsentschädigung zur Verfügung gestellt. Anforderung bitte per an Betreff: NAS-Server Script-Paket Wake On Lan (WOL) einrichten Parameter der Netzwerkkarte lesen ethtool eth0 WOL temporär aktivieren ethtool s eth0 wol g WOL permanent aktivieren vi /etc/rc.local sleep 5 ethtool s eth0 wol g Netzwerkkarte nach Shutdown unter Strom halten vi /etc/init.d/halt NETDOWN=no 2013 EWS 15

16 Wake On Lan nach Suspend To RAM erlauben vi /etc/default/acpi support STOP_SERVICES="networking" Netzwerkkarte für WOL einrichten cat /proc/acpi/wakeup # get network card id from lshw # (search for network card, physical id, e.g. 04:00.0) lshw class network grep Bus # get device name from with physical id (e.g. PCE4) cat /proc/acpi/wakeup # activate network card for wol temporarily echo n PCE4 sudo tee /proc/acpi/wakeup # activate network card for wol permanently vi /etc/rc.local # enable network card for wol permanently echo n PCE4 sudo tee /proc/acpi/wakeup MAC-Adresse der Netzwerkkarte ermitteln ifconfig grep Hardware 2013 EWS 16

17 Anbinden von Linux-Clients Clients an das NAS anbinden Damit die Clients sich mit dem NAS verbinden können, sind folgende Schritte auf jedem anzuschließenden Client erforderlich. mkdir $HOME/NAS sudo apt get install nfs common sudo vi /etc/fstab nas server:/home/nas/nas <HOME>/NAS nfs4,rsize=8192,wsize=8192 rw 0 0 Hinweis: <HOME> ist durch das jeweilige Benutzer Home-Verzeichnis zu ersetzen. NAS-Server manuell durch Client wecken apt get install wakeonlan /usr/bin/wakeonlan <NAS SERVER MAC ADRESSE> Hinweis: MAC-Adresse siehe MAC-Adresse der Netzwerkkarte ermitteln. NAS-Server automatisch durch Client wecken cd /etc/network/if up.d vi 99_wakeonlan #!/bin/bash /usr/bin/wakeonlan <NAS SERVER MAC ADRESSE> chmod _wakeonlan Hinweis: MAC-Adresse siehe MAC-Adresse der Netzwerkkarte ermitteln EWS 17

18 Anbinden von Windows Clients NFS-Client Software ist bei Windows7 nur in der Professional Version verfügbar; weiterhin gibt es auch eine Reihe frei verfügbarer NFS-Clients. Hier wird der Zugang zum NAS über das Netzwerkprotokoll Samba geregelt. Verzeichnis /home/nas/nas mit Schreibrechten über Samba zur Verfügung stellen: vi /etc/samba/smb.conf [NAS] comment = the nas section in read/write mode path = /home/nas/nas read only = no public = no guest ok = no valid users = smbrw Benutzer für den Samba-Zugriff einrichten addgroup gid 9810 smbrw adduser gecos "" no create home disabled login shell /bin/false uid 9810 gid 9810 smbrw smbpasswd a smbrw Restart Samba initctl restart smbd Das freigegebene Verzeichnis kann dann z.b. über den Windows Datei Explorer angezeigt werden EWS 18

19 Wake on LAN Download t= &v=3600&s=4a71858b9f8b834f89d8ab3c9cb8c8fc Extrahieren mit 7-Zip Start wol2.exe 2013 EWS 19

20 Name: NAS IP eingeben MAC Adresse: Button Auflösen klicken Button Ok klicken 2013 EWS 20

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22 Anbinden von Smartphones NFS-Freigaben können bei Android nur mit gerooteten Geräten gemountet werden, d.h. es muss Zugang zum root-benutzer bestehen; der root-login ist aber standardmäßig deaktiviert. Lösung: Zugang zum NAS über das Netzwerkprotokoll Samba. Verzeichnis /home/nas/nas/audio mit Leserechten über Samba zur Verfügung stellen: vi /etc/samba/smb.conf [Audio] comment = the nas audio section in read only mode path = /home/nas/nas/audio read only = yes public = no guest ok = no valid users = smbro Benutzer für den Samba-Zugriff einrichten addgroup gid 9820 smbro adduser gecos "" no create home disabled login shell /bin/false uid 9820 gid 9820 smbro smbpasswd a smbro Restart Samba initctl restart smbd Das freigegebene Verzeichnis kann dann z.b. über den ES Datei Explorer angezeigt werden. Um das NAS auch vom Smartphone wecken zu können, die WakeOnLan-App von installieren und MAC-Adresse des NAS eintragen EWS 22

23 UPnP-Server einrichten Ein UPnP-Server ist ein Medienserver, der es erlaubt, Mediendaten wie Filme und Musik über das Netzwerk an UPnP-fähige Geräte zu verteilen. Es gibt eine ganze Reihe von UPnP-Servern für Linux, die alle ihre Vor- und Nachteile haben. Eine gute Übersicht über die verfügbaren Server liefert folgender Link: In dieser Anleitung wird die Installation und Konfiguration des UPnP-Servers MediaTomb beschrieben, da er leicht und schnell zu installieren und zu konfigurieren ist. Außerdem läßt er sich komfortable über eine WEB-Oberfläche bedienen. Der Service wird automatisch beim Booten gestartet. Nachfolgend die Kommandos zum manuellen Bedienen des Service. Starten von MediaTomb: service mediatomb start Stoppen von MediaTomb: service mediatomb stop Status von MediaTomb: service mediatomb status Nach erfolgreichem Start des Servers kann man das Programm über die folgende Adresse aufrufen: Erhält man die Meldung MediaTomb UI is disabled. Check your configuration. muss in der Datei /etc/mediatomb/config.xml der Eintrag ui enabled="no" auf "yes" gesetzt werden. In den Zeilen darunter lässt sich festlegen, ob der Zugang nur per Benutzernamen und Passwort 2013 EWS 23

24 möglich sein soll. Dazu wird "accounts enabled" auf "yes" gesetzt und bei "user" und "password" entsprechend ein Benutzername und ein Passwort eingesetzt. Anschließend muss der Server neu gestartet werden. vi /etc/mediatomb/config.xml ui_enabled=yes service mediatomb stop service mediatomb start Tuning SSD sudo su vi /etc/fstab # add discard,noatime,nodiratime,defaults # to options field for ssd device tmpfs /tmp tmpfs defaults,noatime,mode= # switching IO Schedulers to noop (for ssd device) cat /sys/block/sda/queue/scheduler vi /etc/rc.local # switching IO Schedulers to noop (for ssd device) echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler 2013 EWS 24

25 Monitoring RAID1 Monitoring mdadm Monitor installieren mdadm monitor scan daemonize mail=nas Benachrichtigung im Fehlerfall s werden nur bei folgenden RAID Stati versandt: Fail FailSpare DegradedArray TestMessage Der Aufruf der Datei raid-notify.py erfolgt über die Konfigurationsdatei mdadm.conf. Diese Datei befindet sich im Script-Paket zu dieser Dokumentation. Das Script-Paket wird auf Wunsch gegen eine geringe Aufwandsentschädigung zur Verfügung gestellt. Anforderung bitte per an Betreff: NAS-Server - Script-Paket mkdir /opt/bin cp raid notify.py /opt/bin chmod 700 /opt/bin/raid notify.py Testmail senden Bei postfix Fehlern das Programm dpkg-reconfigure postfix erneut ausführen. sudo mdadm monitor scan oneshot test 2013 EWS 25

26 Manuelles Monitoring ps aux grep mdadm grep i mdadm /var/log/* zgrep i mdadm /var/log/* cat /proc/mdstat mdadm detail /dev/md0 cat /var/mail/nas 2013 EWS 26

27 Rekonfigurationen mdadm rekonfigurieren (siehe auch /etc/default/mdadm). sudo dpkg reconfigure mdadm 2013 EWS 27

28 Fehlerbehebung Laufwerksfehler im RAID1 beheben Im Fehlerfall sollte zuerst eine Datensicherung z.b. auf eine externe USB-Festplatte vorgenommen werden. Austausch eines fehlerhaften Laufwerks, in diesem Fall Laufwerk sdc. # get failed drive (Status U or _U) cat /proc/mdstat mdadm detail /dev/md0 # remove failed sdc from raid1 mdadm manage /dev/md0 fail /dev/sdc1 mdadm /dev/md0 remove /dev/sdc1 # shutdown nas and replace failed disk with new one shutdown h now # format new disk sfdisk d /dev/sdb sfdisk force /dev/sdc # add new sdc to raid1 mdadm manage /dev/md0 add /dev/sdc1 # monitor raid1 status cat /proc/mdstat mdadm detail /dev/md EWS 28

29 Verschiedenes Deinstallation alter Kernel-Module dpkg l 'linux *' sed '/^ii/!d;/'"$(uname r sed "s/\(.*\) \([^0 9]\ +\)/\1/")"'/d;s/^[^ ]* [^ ]* \([^ ]*\).*/\1/;/[0 9]/!d' xargs sudo apt get y purge Bekannte Fehler Fehler bei DNS Auflösung Kommt es bei der Namensauflösung von Hostnamen temporär zu Fehlern, kann ggf. folgende Einstellung in der Datei /etc/nsswitch.conf ggf. helfen. vi /etc/nsswitch.conf #hosts: files mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns mdns4 hosts: files dns mdns4_minimal mdns4 WOL funktioniert manchmal nicht Wird ein Client neu gestartet oder nach Suspend To RAM wieder aufgeweckt, wird das NAS manchmal nicht aktiviert. Workaround: z.zt. keiner 2013 EWS 29

30 Abkürzungen ACL Access Control List ATX Advanced Technology extended GID Group ID HDMI High Definition Multimedia Interface media_interface Mini-ITX Integrated Technology Extended NAS Network Attached Storage age RAID Redundant Array of Independent Disks SATA Serial-ATA SSD Solid State Drive UEFI Unified Extensible Firmware Interface mware_interface UID User ID UPnP Universal Plug 'n' Play ay S.M.A.R.T Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology sis_and_reporting_technology STR Suspend To RAM WOL Wake-On-LAN EWS 30