NAS on Zwindler's Reflection

Mon NAS en 2024 - Jonsbo N2 × Intel N100 - hardware

Fri, 03 May 2024 12:00:00 +0200

Cet article fait partie d’une série dans laquelle je parle de mon nouveau NAS que j’ai construit moi-même :

Mon NAS, quatrième itération ?

Depuis 2011, je change de NAS régulièrement.

2011, c’était de la récup’ (un vieux Qbic Soltek, une carte mère avec un Atom fanless).

2014, c’était encore plus bidouille, car j’avais juste posé une carte mère dans mon Red Helmer.

2018, j’en avais marre de gérer moi-même l’OS, les problèmes d’upgrades de l’OS, etc. J’étais donc passé sur un NAS du commerce (un QNAP).

Après 6 ans de bons et pas très loyaux services (QNAP désactive des features au fur et à mesure), j’ai décidé de m’en reconstruire un nouveau, moi-même.

Pourquoi construire son propre NAS en 2024 ?

Construire son propre NAS présente plusieurs avantages par rapport aux solutions commerciales :

Contrôle total sur le matériel et le logiciel
Rapport performance/prix souvent meilleur
Évolutivité : possibilité d’upgrader facilement
Pas de vendor lock-in : liberté de changer d’OS
Apprentissage : comprendre le fonctionnement interne

Cependant, cela demande du temps, des connaissances techniques et implique de gérer soi-même la maintenance.

Les critères hardware

À force d’itérations, je commence à savoir ce que je veux / ne veux pas pour mon NAS. En voici la liste :

quatre emplacements
un ou plusieurs ports ethernet 2.5 Gbps
un beau boitier, qui fasse un peu sérieux, relativement compact (pas une tour)
pas de bruit, peu de chauffe
une consommation électrique raisonnable
possibilité de hotswap les disques

Ces critères sont surtout hardware, mais j’en rajoute qui est plutôt software, tout en restant lié au hard :

la possibilité de faire des machines virtuelles (si jamais j’en ai l’envie) et des containers

Le choix des composants

C’est l’étape la plus compliquée quand on fait un NAS DIY.

Le problème principal est de trouver un boitier qui convient. Ça fait des années que je cherche (même en 2011 / 2014) et souvent les boitiers sont rares, chers, volumineux et/ou moches. Le côté hotswap est fréquemment absent.

Heureusement, j’ai trouvé un boitier qui coche toutes les cases, même s’il est difficile à trouver en France : le Jonsbo N2. J’avais entendu parler de cette marque sur Next Inpact avec le Jonsbo N1, plus compact, mais qui n’avait pas de hotswap.

Le Jonsbo N2 corrige ce défaut. C’est grosso modo un cube de 22 cm de côté, il est plutôt beau même si un peu gros à mon goût.

Niveau compatibilité, on peut l’alimenter avec une PSU au format SFX et une carte mère au format Mini ITX. C’est relativement attendu, vu la compacité, mais ça nous rajoute tout un tas de problématiques complémentaires.

Budget et coût total du projet

Avant de détailler chaque composant, voici un aperçu du budget total :

Boîtier Jonsbo N2 : ~120€
Carte mère Intel N100 avec ports 2.5GbE et de nombreux SATA : ~200€
Alimentation SFX 300W : ~80€
RAM DDR5 16Go : ~60€
SSD NVMe 500Go : ~40€
Switch 2.5 Gbps + carte réseau : ~80€

Total : environ 580€ (hors disques de stockage)

Alimentation SFX

D’abord, les alimentations SFX sont plus rares, plus chères et moins efficaces. Trouver un modèle peu puissant, économe, bon marché et semi-passif (pour le bruit) est impossible.

Le mieux que j’ai trouvé est une alimentation Be Quiet SFX Power 3 de 300w. Elle n’est pas semi-passive (donc fait continuellement du bruit, même si c’est raisonnable) et seulement 80Plus Bronze (donc il y a des pertes significatives d’énergie). En alternative, j’aurais pu prendre (à vérifier, la taille n’est pas claire) les SFX-L de Be Quiet, qui ont l’avantage d’être 80 Plus Gold et modulaires.

Conseils pour choisir son alimentation SFX

Pour un NAS, les critères importants sont :

Efficacité énergétique (80 Plus Gold ou l’équivalent avec les nouvelles normes cybenetics)
Niveau sonore (ventilateur semi-passif idéal)
Puissance adaptée (300W largement suffisant pour ce type de build)
Câbles modulaires pour faciliter le câblage dans l’espace restreint du JONSBO

Carte mère Intel N100

Ensuite, les cartes mères mini-ITX ont souvent peu de ports SATA, ce qui ne colle pas avec mon besoin de quatre disques. À partir de là, il y a 3 solutions, aucune n’étant vraiment “ouf”.

La plupart des cartes Mini ITX ont 2 (voire 1) ports SATA, mais certaines ont aussi des ports M.2 pour NVMe et/ou un port PCIe :

Il existe des adaptateurs 1 NVMe => 6 SATA
Il existe des cartes d’extension PCIe => SATA

Mais je n’ai absolument pas confiance dans la qualité de ces machins, donc j’ai abandonné l’idée. D’autant que j’aurais peut-être besoin du port PCI-e pour ajouter une carte d’extension pour avoir le 2.5 Gbps.

J’avais trouvé une carte avec quatre ports SATA et le support du socket AM4 (exemple ASRock B550M-ITX/AC). Si je rajoute un Ryzen 5 5600G, je coche la case “possibilité de faire des VMs”, mais c’est relativement cher (~260€ au total) et surtout le CPU consomme beaucoup d’électricité (TDP 22w).

Dernière solution, il existe aussi quelques OVNI comme la carte ASRock Rack X570D4I-2T avec des ports OCuLink permettant de gérer 4 SATA chacun, mais c’est quasiment impossible à trouver et très cher.

En fouillant AliExpress, je suis assez vite tombé sur ce genre de modèles de cartes “noname” :

Il existe plein de modèles et de variations du même genre de cartes. Grosso modo, c’est un chipset Intel compatible Atom de différentes générations avec 4 ports Ethernet 2.5 Gbps, 6 SATA, parfois fanless, parfois non.

Sur le papier, c’est pile ce que je cherche. J’ai une carte mère et son N100 (seulement 6w de TDP) + ventirad qui coche tous mes critères. Il faut juste ne pas trop avoir peur du côté “carte mère noname”.

Pourquoi choisir l’Intel N100 ?

Le processeur Intel N100 présente de nombreux avantages pour un NAS :

Très faible consommation : TDP de seulement 6W
Performance suffisante : 4 cœurs jusqu’à 3.4 GHz
Support hardware : décodage vidéo H.264/H.265, VT-x et VT-d pour la virtualisation
Connectivité moderne : DDR5, PCIe 4.0
Prix abordable : rapport performance/prix excellent

J’ai pris le risque, j’ai choisi cette carte, que j’ai réussi à avoir autour de 200€ (ici 250 sur la capture d’écran).

Composants complémentaires

Pour installer l’OS de mon NAS, j’ai ajouté un SSD NVMe de 500 Go (le moins cher de marque que j’ai trouvé).

J’ai aussi ajouté 16 Go de RAM DDR5, dans l’idée que j’aurais peut-être besoin de ça pour des containers / VMs.

Comme je n’ai pas encore de réseau en 2.5 Gbps chez moi, j’ai donc dû faire l’upgrade. J’ai choisi un switch “noname” sur AliExpress (là encore), une carte PCIe pour mon PC perso.

Pour les disques, j’ai fait l’erreur (on en reparlera) de récupérer des vieux disques Western Digital Red de 4 To que j’avais en stock…

Liste des achats complémentaires

Montage

Le boîtier est très beau, bien conçu, semble être de bonne qualité / bonne facture. La carte mère est en haut, l’alimentation se positionne sur le bas + côté et les disques de l’autre.

Côté carte mère, elle est livrée avec une grosse surface de contact en cuivre sur laquelle j’ai ajouté le ventirad low profile.

Pour être parfaitement honnête, je me demande si le ventilateur est réellement nécessaire. On en reparlera dans le prochain article.

Installation du système de refroidissement

Le système de refroidissement du NAS est conçu pour être silencieux tout en restant efficace :

le N100 devrait être simple à refroidir du fait de son faible TDP
la ventilation des disques est assurée par le ventilateur à l’arrière

Pour pouvoir être hotswap, les disques durs sont connectés à un backplane, aéré par un ventilateur low profile (15 mm d’épaisseur) que j’ai remplacé par un 25mm (classique) car j’ai lu qu’il était bruyant. Le souci, c’est qu’il y a très peu d’espace, pas assez pour un 25mm, mais ça rentre au chausse-pied.

Note : il existe des plans d’impression 3D pour corriger ce problème, si nécessaire. Mais je n’en ai pas eu besoin.

Conclusion

Une fois le montage fini, je trouve ça plutôt clean :)

Bilan de cette première partie

Cette première étape du projet NAS 2024 s’achève sur un bilan globalement positif :

Boîtier Jonsbo N2 : excellent compromis design/fonctionnalité
Intel N100 : performance/consommation remarquable
Assemblage : relativement simple malgré l’espace restreint
Budget maîtrisé : ~580€ pour une base solide

Quelques points d’attention tout de même :

la carte mère “noname” est un véritable pari
la compacité pourrait rendre l’ensemble difficile à refroidir (en tout cas silencieusement)

Dans le prochain article, on parlera des différents tests de performance que j’ai réalisés et du choix du système d’exploitation.

ZFS on Linux : cannot replace X with Y: devices have different sector alignment

Sun, 24 Mar 2013 14:27:45 +0000

Pour une obscure raison que je détaillerai dans un prochain article je me suis retrouvé avec un disque de ma grappe RAID-Z1 avec 2 partitions, une en ext4 et l’autre pour la grappe ZFS. Vous savez surement que pour des raisons de performances et de taille utile de la grappe ZFS, il est préférable de disposer d’un disque entier pour la création des VDEV.

Une fois le nettoyage fait au niveau de la partition non ZFS, je me suis retrouvé face à un dilemme. Comment remplacer le device disque3-part2 par disque3. Et c’est ainsi qu’a commencé ma descente aux enfers (relativement brève heureusement).

La première idée que j’ai essayé pour me débarrasser du disque a été le zpool replace, mais forcément ça ne peut pas marcher, puisque c’est le même disque, il est donc busy.

Ma seconde idée a été de passer disque3-part2 en offline, mais là encore, comme offline ne correspond pas à un état « détruit », mais plutôt « mis de côté pour plus tard », ça n’a pas été bien loin.

Ma troisième idée a été de profiter du fait que le disque3-part2 était offline pour passer disque3 comme spare de mon zpool. Alors effectivement, au final ça a marché mais ce n’est pas tout à fait la façon dont je voulais le faire. En fait, le disque a été entièrement formaté…

zpool status tank
pool: tank
state: DEGRADED
status: One or more devices could not be used because the label is missing or
invalid.  Sufficient replicas exist for the pool to continue
functioning in a degraded state.
action: Replace the device using 'zpool replace'.
see: http://zfsonlinux.org/msg/ZFS-8000-4J
scan: resilvered 31,5K in 0h0m with 0 errors on Sun Mar 24 12:44:41 2013
config:
NAME            STATE     READ WRITE CKSUM
tank            DEGRADED     0     0     0
raidz1-0      DEGRADED     0     0     0
disque1  ONLINE       0     0     0
disque2   ONLINE   0     0     0
disque3-part2    UNAVAIL      0     0     1

Bon « ce qui est fait est fait », le disque3-part2 étant pour toujours indisponible (paix à son âme), je me suis dis que j’allais au moins enfin pouvoir importer le disque3 en entier pour ma grappe. Mais comme une bonne nouvelle n’arrive jamais seule, voilà en face de quoi je me suis retrouvé.

zpool replace tank disque3-part2 disque3
cannot replace disque3-part2 with disque3: devices have different sector alignment

OMG… Je sens que ça va me plaire cette histoire… En fait il s’agit d’un module de ZFS qui cherche à savoir si vos disques utilisent des tailles physiques de bloc de 512 octets ou de 4ko (les plus récents), pour pallier à des problèmes de performances rencontrés… Normalement je suis bien en default, la zpool doit choisir elle même…

zpool get ashift tank
NAME  PROPERTY  VALUE   SOURCE
tank  ashift    0       default

Le soucis c’est que ce paramètre indique juste qu’à la création, la zpool choisit toute seule son alignement (9 pour 512 ou 12 pour 4k), ce qui est vraiment facheux car à mon humble avis mes disques sont tous en 4k… Et bien sûr, plus moyen de modifier à la volée…

zpool set ashift=12 tank

Après avoir sué a grosses gouttes avec une grappe en DEGRADED pendant quelques minutes (surtout parce que je ne savais pas si j’allais savoir le fixer), j’ai quand même réussi à récupérer la « solution » grâce à la communautés, en attendant un vrai patch des développeurs.

En gros, murrayju a patché le code, et il « suffit » de compiler ses propres modules ZFS pour contourner le problème

apt-get install git uuid-dev alien
git clone https://github.com/murrayju/zfs
cd zfs
./autogen.sh
./configure
make deb
dpkg -l | grep zfs

Les packages existant provoquent (forcément) des conflits avec ceux qui viennent d’être compilés, il faut donc se débarrasser de tout ce qui ressemble de près ou de loin à un module ZFS

apt-get remove zfsutils zfs-fuse zfs-dkms ubuntu-zfs libzfs1
dpkg -i *.deb
dpkg -l | grep zfs
apt-get remove zfsutils

A partir de là, un reboot permet de se débarraser des modules noyaux encore chargés et de booter sur l’ancien code, qui lui accepte bien mes disque 4K sur mon pool 512

init 6
zpool replace tank disque3-part2 disque3
zpool status
pool: tank
state: DEGRADED
status: One or more devices is currently being resilvered.  The pool will
continue to function, possibly in a degraded state.
action: Wait for the resilver to complete.
scan: resilver in progress since Sun Mar 24 14:00:28 2013
20,8M scanned out of 2,59T at 2,98M/s, 253h10m to go
6,25M resilvered, 0,00% done
config:
NAME            STATE     READ WRITE CKSUM
tank            DEGRADED     0     0     0
raidz1-0      DEGRADED     0     0     0
disque1  ONLINE       0     0     0
disque2   ONLINE       0     0     0
replacing-2 UNAVAIL      0     0     0
disque3-part2   UNAVAIL      0     0     0
disque3         ONLINE       0     0     0  (resilvering)

Elle est pas belle la vie?

Bon … par contre … après ça, j’imagine que vous ne serez pas surpris d’apprendre que je suis passé en ext4 avec mdadm …

NAS/MediaCenter : Do It (the hardware part) Yourself!

Wed, 29 Jun 2011 20:29:52 +0000

Do it yourself

Après un long moment de silence presque religieux, me voilà pour raconter mon expérience de création d’un NAS/MediaCenter de A à Z; cet article tardif sur la partie hardware de la chose (ça fait maintenant plus de 8 mois que le tout fonctionne) va en fait servir d’introduction à un ou plusieurs articles qui vont suivre sur ZFS, et plus particulièrement ZFS-fuse pour Linux.

Je venais de terminer mon stage de fin d’étude, j’avais pas mal de temps sur les bras et un peu d’argent à consacrer à un projet qui se voulait le plus chronophage possible, en attendant de trouver du travail. Un NAS était le composant ESSENTIEL qui me manquait pour pouvoir geeker dans un environnement ressemblant vaguement à un vrai. Et plutôt que d’acheter un NAS tout fait et de jouer avec, je me suis dis que ça serait ENCORE PLUS FUN de le faire moi même.

Wife Acceptance Factor

Pour justifier l’utilité toute relative d’un tel achat, je me suis également mis en tête : « puisque le NAS allait se trouver devant la télé, autant qu’il serve à lire les vidéos en HD stockées localement », histoire d’éviter les transferts NAS => Affichage et les aléas du réseau domestique.

Ensuite, le projet étant un NAS fait maison, il fallait qu’il rivalise avec (voire surpasse) ses concurrents tout faits, aussi bien par ses performances (capacité, puissance électrique consommée, débit) que par son silence (c’est très important… si si si…).

Même si maintenant ce processeur commence à dater (on préfèrera les solutions ADM Série E ou un Céléron SU2300), la solution qui s’est imposée à l’époque pour réaliser un NAS performant et relativement peu cher étaient les processeurs D525 sur les cartes mères au format Mini ITX. Leur consommation est ridicule et certaines disposent d’une puce NVIDIA faible consommation assez puissante pour afficher des vidéos en HD.

La config

Voici donc les composants que je me suis procurés :

Carte Mère AT5IONT-I (atom dual core hyperthreadé + NVidia ION 2, le tout sans ventilo)
2*2Go de RAM Kingston (ou comment gaspiller son argent, car au final 2 Go c’est déjà presque trop)
2*1 To de stockage (pour les données)
Une carte d’extension PCI-SATA pour combler le manque de ports SATA de la carte mère (seulement 2 ports!)
Une alimentation Silencieuse au format SFX, format aujourd’hui limité aux HTPC. Il y a aussi des possibilités d’alimentation externe appelé PicoPSU, à la manière des ordinateur portables
1*160 Go [stock] (exclusivement pour le système)
1 lecteur de DVD [stock]
1 boitier provenant d’un vieux Barebone pour cartes mères, Flex-ATX, format totalement « has-been » [stock] (fort heureusement, c’est un format compatible Micro-ATX et donc compatible Mini ITX)

Pour donner une vague idée du prix, j’en ai eu pour moins de 350€ si je ne compte pas mes composants en stock. Un NAS acheté chez un fabriquant m’aurait couté un peu moins cher mais n’aurait pas eu les fonctionnalités graphique du MediaCenter. De plus :

Le prix peut être probablement être réduit de 100 à 150€ si on met de côté l’aspect MediaCenter et qu’on se concentre sur l’aspect NAS
On doit pouvoir mieux se débrouiller que moi, surtout avec la démocratisation du format Mini ITX jusqu’à présent très cher sans grande raison

Le choix de réutiliser un boitier non adapté a été motivé par l’absence de boitiers à la fois compacts mais pas trop, et pas trop cher : un NAS crédible doit rester bon marché, et nécessite des emplacements pour disques.

Le boitier de mon Qbic

Malheureusement, le plus dur a été de tout faire rentrer dans le boitier en question, pourtant prévu pour une carte mère beaucoup plus grande… Le premier problème auquel j’ai été confronté a été la taille et le format de la plaque métallique entourant la connectique de ma carte mère. Mon bon vieux Qbic de chez Soltek appartient à une époque où les standards, ce n’était pas encore ça…

C’est très joli, mais pas vraiment pratique…

N’ayant pas vraiment de solution, j’ai du découper le boitier avec les moyens du bord. Paix à son âme, ainsi qu’à celle de mes poumons, maintenant enrichis aux poussières d’aluminium.

Oui, j’ai torturé ce pauvre boitier à la scie à métaux

Heureusement, ceux qui ont un matériel adéquat pourront le faire un peu mieux que moi…

Mais le boitier n’avait pas terminé de me réserver des surprises, grâce à l’agencement très « old school » des connecteurs de la carte mère. J’ai du refaire tous les branchements pour arriver reproduire ce qui était décrit dans le manuel de ma carte mère.

On voit bien que tous les fils sont regroupés dans un coin pour fonctionner avec les cartes mères récentes

Quand je croyais que tout était enfin résolu. Mais c’était sans compter que ma carte mère n’acceptait pas mes barrettes de RAM ! Et il s’agissait pourtant de barrettes standard Kingston!

Il a fallut faire une mise à jour du bios en ayant au préalable acheté une barrette 1Go supportée. Évitez vous une crise cardiaque et vérifiez bien la compatibilité sur ces architectures pour l’instant peu vendues…

Il ne reste plus beaucoup de place… au milieu à gauche le radiateur de la carte mère (CPU + GPU). En haut à gauche l’alim, en haut à droite les disques et le lecteur DVD. En bas à gauche la carte d’extension SATA

Voilà qui conclu donc ce récit épique de la construction d’un NAS maison. De quoi, je l’espère, refroidir les bricoleurs du dimanche. Même avec des composants de marque, il reste pas mal de travail à faire!

Le prochain article sera consacrés aux choix software pour finaliser mon NAS/MediaCenter.