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Was ist Unraid?

Unraid is an embedded operating system designed to give you complete control over your hardware. It functions as a robust network-attached storage (NAS) system, an application server, and a host for virtual machines (VMs).

Unraid wird auf einem USB-Flash-Laufwerk installiert und von diesem gebootet, wobei es in ein Root-RAM-Dateisystem geladen wird. Es verwendet einen modernen Linux-Kernel mit aktualisierten Hardware-Treibern, sodass es auf nahezu jedem 64-Bit-x86_64-System mit minimalem Speicherbedarf ausgeführt werden kann. Alle Konfigurationsdaten für das Betriebssystem werden auf dem Flash-Laufwerk gespeichert und gleichzeitig mit dem Betriebssystem geladen.

Unraid bietet eine benutzerfreundliche Weboberfläche zur einfachen Verwaltung. Es bietet grundlegende Steuerungen für allgemeine Aufgaben und erweiterte Einstellungen für erfahrene Benutzer. Während es standardmäßig auf Einstellungen setzt, die für die meisten Menschen geeignet sind, ermöglicht es auch Anpassungen. Diese Kombination aus Einfachheit und Flexibilität hilft Ihnen, Ihre Inhalte effektiv zu speichern, zu schützen, zu teilen und zu genießen.

Die Kernfähigkeiten von Unraid liegen in drei Hauptbereichen:

Software-definiertes NAS

Ermöglicht Benutzern, Speicherplatz über ein Netzwerk effizient zu teilen.

Arrays und Parität​

Unraid bietet eine einfache und flexible Lösung zur Umwandlung eines 64-Bit-fähigen Systems in ein Network Attached Storage (NAS). Es kann eine Vielzahl von Laufwerken verarbeiten, egal ob sie über IDE, SATA oder SAS verbunden sind, und unterstützt unterschiedliche Laufwerksgrößen. Dies bedeutet, dass Sie neue Laufwerke nacheinander hinzufügen können, wenn Ihr Speicherbedarf wächst, ohne Ihre vorhandenen Daten reorganisieren zu müssen.

The main job of an Unraid array is to organize and protect the data stored across several drives. It does this by using up to two special drives called parity drives. These parity drives are important because they help reconstruct your data if one of the other drives fails. In fact, with just one parity drive, you can protect all the other drives in your array, keeping your data safe. Plus, you can mix different sized drives and easily expand your storage over time, making Unraid a user-friendly option for anyone looking to manage their data effectively.

Wie funktioniert die Parität? - Klicken zum Erweitern/Reduzieren

In Unraid, parity information is updated in real time. To understand how this works, imagine the contents of a hard drive as a long stream of bits, where each bit is either a zero or a one. By summing the nth bit values across all drives and determining whether that sum is even or odd, the corresponding nth parity bit can be set accordingly. If a data drive ever fails, this parity information allows for an accurate determination of the exact bit values, facilitating a precise rebuild on the replacement drive.

Zum Beispiel:

Keine Parität

In the image above, three drives contain streams of bits that vary by device size. These drives are unprotected, so if one fails, data will be lost. To protect against failure, we need a fourth disk as a %%parity disk|parity-drive%%, which must be equal to or larger than the largest data disk.

To set the parity bits, we find the total for each column. If the sum is even, the parity bit is 0; if odd, the parity bit is 1.

Here's the same image as before, but with parity calculated per frame:

Parität

Nehmen wir an, dass Laufwerk 2 in unserem Beispiel ausgefallen ist und ein neues Laufwerk zum Ersatz gekauft wurde:

Laufwerksausfall

To rebuild data on the new disk, we determine the missing bit rather than calculating the parity bit. For column 1, the sum is 0, so the missing bit is 0. For column 6, with a sum of 1, the missing bit is 1.

Rebuilding a disk using parity protects against data loss and offers fault tolerance, ensuring full access to the system even if a drive fails.

Benutzerfreigaben​

Unraid is different from most RAID systems because it saves data on individual drives instead of combining them into one. As a root user, you can create user shares, which are like top-level folders that gather files from multiple drives in the array or cache pool. This means you don’t have to worry about which specific drive holds your files; they are organized for you.

You can also customize these shares to include or leave out certain drives and decide how files are spread across your storage. Additionally, you can manage how users access the shares by setting up network options, like SMB and NFS, and applying security settings. To keep private data safe, you can create user accounts and set access limits for trusted individuals.

User shares distribution example
User shares - Distribution
User shares distribution example larger
User shares - Access

Verstehen von Cache-Laufwerken​

One of the standout features of Unraid is the cache drive, which helps speed up data transfer. When you use a cache drive alongside three or more drives, you can write data up to three times faster. When you save files to a user shares with a cache drive, the data is first stored on the cache drive. This allows for quick writing, and later, a process called Mover transfers the data to the main storage array - often during the night—making room on the cache drive.

For added data safety, you can set up a cache pool with multiple drives. This setup not only increases storage space but also uses technologies like ZFS or BTRFS to provide extra protection for your data, similar to RAID 1. Overall, Unraid’s management of shares and cache drives creates a flexible, efficient, and secure storage solution.

Erfahren Sie hier mehr über die Konfiguration von Freigaben und Cache.

Wie das Erfassen von Daten mit dem Cache-Pool funktioniert

Anwendungsserver

Ermöglicht die Ausführung containerisierter Anwendungen.

Unraid transforms your storage solution into a versatile application server through Docker containerization. This approach overcomes traditional NAS limitations while maintaining system stability and ease of use.

Traditionelle NAS-Lösungen stellen drei zentrale Herausforderungen für das Hosting von Anwendungen dar:

  1. Kompatibilitätsprobleme mit dem Betriebssystem - Anwendungen, die für andere Betriebssysteme entwickelt wurden, können nicht ausgeführt werden.
  2. Komplexes Lifecycle-Management - Schwierige Installationserfahrungen können verbleibende Artefakte nach der Entfernung hinterlassen.
  3. Anwendungskonflikte - Softwarekomponenten können sich gegenseitig beeinflussen oder den Systembetrieb stören.

Unraid's use of Docker addresses these challenges in three key ways:

  1. Unabhängigkeit vom Betriebssystem - Jeder Container läuft in seiner eigenen Linux-Umgebung, wodurch Kompatibilitätsprobleme mit dem Host-Betriebssystem beseitigt werden.
  2. Image-basierte Bereitstellung - Vorgefertigte Anwendungspakete ermöglichen die Ein-Klick-Installation und vollständige Deinstallation von Anwendungen.
  3. Prozessisolierung - Containerisierte Anwendungen arbeiten in separaten Benutzerbereichen, wodurch jegliche Konflikte zwischen der Software vermieden werden.

Docker-Container ermöglichen das Ausführen von Anwendungen in isolierten, ressourcenschonenden Umgebungen, ohne den mit virtuellen Maschinen verbundenen Overhead. Unraid vereinfacht die Nutzung von Docker, indem es Zugriff auf Tausende vorgefertigte Apps durch Docker Hub und Community Applications bietet. Dieser containerisierte Ansatz ermöglicht es Unraid-Benutzern, mehrere Anwendungen gleichzeitig auszuführen, ohne Kompatibilitätsprobleme zu haben. Er hilft auch, das System durch die Nutzung selbsthaltender Anwendungspakete organisiert zu halten und erleichtert es, die Serverfähigkeiten durch das Docker-Ökosystem zu erweitern.

notiz

Für erweiterte Docker-Einstellungen sehen Sie sich Run Docker Containers an.

Virtualisierungsplattform

Führt virtuelle Maschinen mit einer Leistung nahe der Hardware durch.

Unraid funktioniert als Virtualisierungshost, indem ein %%hypervisor|Hypervisor%% verwendet wird, um Ressourcen sicher an virtualisierte Gäste zuzuweisen. Dies ermöglicht es Ihnen, verschiedene Anwendungen in isolierten Umgebungen auszuführen, über das hinaus, was ein netzwerkgebundener Speicher allein kann.

Hinweis

Um Hardware-Virtualisierung in Unraid zu nutzen, stellen Sie sicher, dass Ihre CPU, Ihr Chipsatz, BIOS und die Gerätetreiber kompatibel sind. Eine vollständige Liste der Anforderungen finden Sie im VM-Setup-Leitfaden. Wenn Ihr Server diese Anforderungen nicht erfüllt, wird das VMs-Menü im Unraid WebGUI deaktiviert.

Vorteile der Verwendung von Virtuellen Maschinen (VMs) - Klicken zum Erweitern/Reduzieren

Während Docker-Container für Linux-basierte Anwendungen beliebt sind, erhöhen VMs die Flexibilität und Effizienz Ihrer Unraid-Servereinrichtung und bieten auf Ihrem Unraid-Server einzigartige Vorteile:

  • Isolation: VMs laufen unabhängig in separaten Umgebungen, was sicherstellt, dass der Ausfall eines keine Auswirkungen auf die anderen hat.

  • Konsolidierung: Konsolidieren Sie mehrere physische Server in eine einzige Unraid-Maschine, reduzieren Sie den Hardwarebedarf und vereinfachen Sie die Wartung.

  • Ressourcenzuweisung: Unraid ermöglicht es Ihnen, bestimmten CPUs, Speicher, Speicherplatz und Netzwerkressourcen für jede VM zuzuweisen, wodurch sichergestellt wird, dass kritische Workloads die erforderlichen Ressourcen erhalten.

  • Testen und Entwicklung: VMs ermöglichen die einfache Erstellung und das Testen von Software über verschiedene Umgebungen hinweg, ohne dass mehrere physische Maschinen erforderlich sind.

  • Sicherheit: Die Isolation von VMs erhöht die Sicherheit, indem es schwerer wird, dass Malware sich zwischen ihnen ausbreitet.

  • Legacy-Anwendungsunterstützung: VMs ermöglichen es Ihnen, veraltete Anwendungen oder Betriebssysteme auszuführen, die möglicherweise nicht mit moderner Hardware kompatibel sind.

  • Ressourcenisolation: Jede VM kann über dedizierte Ressourcen verfügen, wodurch Leistungsprobleme zwischen VMs vermieden werden.

  • Ressourcenüberbelegung: Sie können mehr VMs laufen lassen, als die physischen Ressourcen normalerweise zuließen, in dem Wissen, dass nicht alle ihre Zuweisungen gleichzeitig vollständig nutzen.

Zuweisbare Geräteunterstützung für Virtualisierung - Klicken zum Erweitern/Reduzieren

Unraid's KVM-based virtualization uses modern tools for flexible hardware assignment while maintaining host stability.

Wichtige Komponenten umfassen:

Kerntechnologien

  • QEMU und libvirt: Verwalten die Lebenszyklen von VM.
  • VFIO Geräte-Passthrough: Bietet direkten Hardwarezugriff.
  • VirtIO und VirtFS: Optimieren Speicher- und Netzwerkleistung.
  • OVMF: Unterstützt UEFI und Secure Boot.

Zugewiesene Ressourcen

Plattform-Flexibilität

Zuweisbare Ressourcen

Für Schritte zur Einrichtung von %%VM|VM%%s siehe Virtuelle Maschinen erstellen.

vorsicht

GPU passthrough requires compatible hardware (see VM setup).