Vor längerer Zeit habe ich in meinem Blog gefragt, welche Themen euch denn so interessieren. Dabei kam erstaunlicherweise zum Vorschein, dass das Thema Heimserver einen großen Anklang findet. Sehr passend, denn in der nächsten Zeit werde ich mich verstärkt mit dem Thema Proxmox Homeserver beschäftigen.

Doch wie kam es denn überhaupt dazu?

Als ich vor einer Weile etwas am Server verändern wollte, ging so ziemlich alles schief. Der Server ist seither außer Betrieb und auch das Smart Home vorübergehend nicht aktiv. Leider. Kurzum musste ich das Beste aus der Situation machen und so ging es daran, die neue IT für das Smart Home zu planen. Damit ich künftig keine Probleme mehr mit solchen Ausfällen bekomme, habe ich mich für ein ganz spezielles Setup entschieden, das sicherlich nicht sehr häufig im Zuhause aufgebaut wird.

Wie ich mir meinen Proxmox Homeserver vorstelle, welche Technik ich dazu noch brauche und wie das am Ende aussehen soll, möchte ich dir in diesem Beitrag erklären.

Serverschrank für Rackserver
Foto von Taylor Vick auf Unsplash

Der alte Heimserver

Bislang kam in meinem Smart Home ein HP ProLiant DL360 G7 zum Einsatz. Er war ausgestattet mit einer 12-Kern-CPU und insgesamt 36 GB Arbeitsspeicher. Damit ich verschiedene Systeme betreiben konnte, habe ich mich für Proxmox entschieden, da es in meinen Augen sehr gut zum Virtualisieren geeignet ist. Aber klar, dafür wurde es ja auch entwickelt.

Der Server selbst stellte mit dann mehrere virtuelle Maschinen zur Verfügung. Manche davon nutzte ich für die Arbeit an und um meinen Blog. Zum Beispiel konnte ich so bequem Dateien austauschen, ohne diese in einer angemieteten Cloud ablegen zu müssen. Die Verarbeitung der Daten im eigenen Zuständigkeitsbereich war durchaus ganz bequem. Zum Einsatz kam hierfür eine Nextcloud.

Alle virtuellen Maschinen lagen dabei auf einem NAS. Es ist ausgestattet mit insgesamt 16 TB Speicher und 10 GB Arbeitsspeicher. Genug Ressourcen also, um all auch eine größere Menge von Daten verarbeiten zu können. Notfalls kann das NAS dank der 10 GB Arbeitsspeicher auch kleinere virtuelle Maschinen betreiben. Und genau der Punkt wird nochmal im neuen Setup wichtig werden.

Ein zweites NAS kann zu Backup-Zwecken dienen und erweitert den Speicher des ersten NAS nochmals um 16 TB. Es stehen so also insgesamt 32 TB Speicher InHouse zur Verfügung.

Übrigens habe ich es in zwei Jahren nicht geschafft, den Server sauber in einem Serverschrank zu verstauen. Schande über mein Haupt! Auch eine USV hatte der Server nicht, die NAS jedoch schon.

Aber jetzt wird alles anders!

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Die neuen Proxmox Homeserver

Nachdem sich der alte Server nun also verabschiedet hat, wurde es Zeit für neue Technik. Hierzu kommen in meinem Fall zwei Dell PowerEdge R630 zum Einsatz. Sie verfügen über jeweils zwei Prozessoren mit jeweils 10 Kernen. Unterstützt werden sie dabei von jeweils 48 GB Arbeitsspeicher.

Beide Server kommen so zusammen auf 40 Kerne und insgesamt 96 GB Arbeitsspeicher. Genug Power, um auch für die nächsten Jahre gerüstet zu sein. Zumindest für all das, was ich mit ihnen anstellen möchte.

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Mein Ziel ist es dabei, beide Server in einem Proxmox Cluster zu betreiben. Die virtuellen Maschinen bleiben weiterhin auf dem NAS abgelegt und werden von dort aus abgerufen und auch wieder dorthin gespeichert. Das ermöglicht mir innerhalb des Clusters eine sogenannte Live Migration durchzuführen. Auch im Fehlerfall soll Server 2 die Aufgaben von Server 1 automatisch übernehmen, ohne dass hierfür mein manuelles Eingreifen notwendig ist.

Der große Vorteil besteht nun darin, dass ich Server 1 problemlos abschalten kann, während das Smart Home mit all seinen weiteren Diensten auf Server 2 weiter lauffähig bleibt. Sollte also wieder einmal ein technisches Problem entstanden sein, gibt es keine Probleme im Alltag und auch keinerlei Einschränkungen. Die Hochverfügbarkeit macht es möglich.

Damit alles auch sauber verstaut werden kann, gibt es darüber hinaus noch einen Serverschrank, der bereits seinen Platz gefunden hat. Er wird später alle Geräte beinhalten, die für den Betrieb des Smart Homes und weiteren Diensten gebraucht werden.

Das leidige Thema Strom

Damit die Proxmox Homeserver auch während eines Stromausfalls sicher heruntergefahren werden können, braucht es eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. An diese werden beide Server angeschlossen. Im Idealfall wird es auch hier ein 19 Zoll Rackmodell werden, sodass die USV nahtlos in den Schrank integriert werden kann.

Die NAS-Systeme sind bereits durch eine eigene USV geschützt. Jedoch ist es problematisch, dass beide NAS von unterschiedlichen Herstellern sind. Denn sowohl Synology als auch QNAP haben in ihren Geräten die Zugangsdaten für das netzwerkbasierte Abrufen des Stromstatus fest in die Konfigurationsdateien eingetragen. Da nun beide Konfigurationsdateien voneinander abweichen, kann ein Synology-NAS nicht mit einem QNAP-NAS kommunizieren.

Da ich auch an der Konfiguration nichts ändern möchte (man weiß ja nicht wozu das führt oder wie lange das hält), werde ich einen Raspberry Pi als Vermittler einsetzen. Er wird für mich den aktuellen Status des Akkus überwachen und den NAS gegebenenfalls mitteilen, dass sie bitte herunterfahren sollen. So wird es auch im Falle eines Stromausfalls möglich sein, beide NAS-Systeme sicher offline zu bringen, ohne dass ich einen Datenverlust befürchten muss.

Die Server selbst sind getrennt abgesichert, da ich die Last auf einen Akku nicht zu stark nach oben treiben möchte. Ich schaffe außerdem noch eine Redundanz, da es als eher unwahrscheinlich gilt, dass beide Akkus kaputt gehen.

Akkumulator mit Haltegriff
Foto von Kumpan Electric auf Unsplash

Die Homeserver einrichten

Damit auch später alles voll funktionsfähig ist, benötige ich zwei verschiedene Netzwerke. Eines der Netzwerke ist das bereits vorhandene Heimnetz. Hierüber können alle Rechner mit den Servern kommunizieren.

Das zweite Netzwerk wird ein rein internes Netzwerk für NAS und Server. Es werden von mir statische IP-Adressen vergeben und es gibt keinerlei Verbindung ins Internet. Im Falle eines Stromausfalls wird dieses eigene Netzwerk aufrechterhalten, so dass die Kommunikation zwischen Servern und NAS weiterhin gewährleistet ist.

Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Live Migration und der Datenverkehr zwischen Servern und NAS nicht über das Heimnetz stattfindet. Ein Datenaustausch und die Migration kann so viel schneller erfolgen, da es sich hierbei um ein eigenes 1 GBit-Netzwerk handelt, das bei Bedarf auf bis zu 10 GBit erhöht werden kann. Auf absehbare Zeit werde ich mit jedoch mit 1 GBit zufrieden geben.

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Aus dem Serverschrank selbst kommen so nur Stromkabel und ein einziges Netzwerkkabel, das die Verbindung zum Heimnetz herstellen wird. Sollte es im Falle eines Stromausfalls zu Problemen kommen, kann ich mein Notebook bequem an das zweite Netzwerk anschließen und manuelle Maßnahmen ergreifen. Das Ziel soll es jedoch sein, dass die IT des Hauses sich in einem solchen Fall komplett selbst regeln kann.

Ein dritter Proxmox Homeserver

Sicherlich erklärst du mich nun für verrückt, wenn ich von einem dritten Proxmox Homeserver spreche. Doch keine Sorge, das hat durchaus seinen Grund. Du musst dir vorstellen, dass zwei Server alleine kein vollständiges Cluster bilden können. Es ist in einem solchen Fall eine dritte Stimme notwendig.

Stell dir vor, Server 2 meldet, dass Server 1 nicht erreichbar ist. Was er allerdings nun nicht weiß ist, ob es an ihm selbst oder an Server 1 liegt. Also ist die eigene Verbindung gestört oder ist Server 1 offline?

Aus diesem Grund benötigt es einen weiteren Server, der seine Stimme hierzu abgibt. In meinem Fall wird das eine virtuelle Maschine auf dem NAS sein, die sich über einen zweiten Netzwerkadapter direkt in das Netzwerk der Proxmox Homeserver einklinkt. Auf dem NAS selbst sollen dann keine weiteren virtuellen Maschinen betrieben werden. Die eine wird jedoch deshalb genutzt, da sie so die dritte Stimme sein kann, welche für den Betrieb notwendig ist.

Clever an diesem Konzept ist jedoch, dass theoretisch weitere Server integriert werden können. Hierzu genügt es, diese entsprechend mit den Switches zu verbinden und Proxmox zu installieren. Danach können sie in das Cluster aufgenommen und verwaltet werden. Sollte also in meinem Fall in einigen Jahren die Kapazitätsgrenze erreicht sein, kann ich jederzeit mein Setup erweitern.

Mein weiteres Vorgehen

Zum jetzigen Zeitpunkt wo ich den Artikel verfasse, warte ich noch auf meine Server. Sobald sie angekommen sind, werden sie selbstverständlich in den Serverschrank eingebaut. Dieser bekommt dafür noch seine eigene Erdung und hat bereits eine eigene Stromversorgung erhalten.

Die Server erhalten Proxmox und werden in das Cluster aufgenommen. Sobald dieser Schritt abgeschlossen ist, werden die NAS in den Serverschrank aufgenommen und an die jeweiligen Netzwerke angeschlossen. Danach geht es an die weitere Einrichtung der virtuellen Maschinen. Hierzu werden sie alle auf Server 1 gestartet. Über Regeln der Hochverfügbarkeit in Proxmox wird dann vorgegeben, welche virtuellen Maschinen auf welchem Server (in meinem Fall Server 2) im Ausfall migriert werden sollen.

Darüber hinaus muss eingestellt werden, dass im Falle eines Stromausfalls zuerst die Server herunterfahren und im Anschluss die NAS-Systeme. Aus diesem Grund haben die NAS-Systeme bisher auch den größeren Akku verbaut. Nach der aktuellen Konfiguration kann der Betrieb der Speicher so für insgesamt 2 Stunden aufrechterhalten werden. Die Server erhalten hier eine geringere Überbrückungszeit.

Damit schlussendlich dann auch die NAS-Systeme zuverlässig herunterfahren, wird noch der Raspberry Pi integriert. Er sorgt dann dafür, dass beide NAS-Systeme den jeweiligen Befehl erhalten beziehungsweise die Daten des Akkus übermittelt bekommen.

Bei mir soll es künftig jedenfalls keine Einschränkungen mehr durch einen ausgefallenen Server geben!


Lukas

Hey, ich bin Lukas. Seit einigen Jahren schreibe ich in meinem Smart Home Blog über Hausautomation und Digitalisierung. Als Wirtschaftsinformatiker weiß ich, wie wichtig die Vernetzung von IT-Systemen ist. Diese Erkenntnisse übertrage ich auf mein eigenes Smart Home, das ich auf Basis von ioBroker betreibe. Hierzu nutze ich die Leistung meines eigenen Server-Clusters aus dem Keller. In deinen Ohren klingt das mindestens genauso spannend, wie für mich? Dann komm mit auf unsere Reise zu einem vollwertigen, sicheren und komfortablen Smart Home. Ganz oben findest du Verknüpfungen zu Social Media, wo du mir gerne folgen darfst. Ich freue mich auf dich!

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