Configurer un serveur de stockage en réseau robuste à faible consommation d'énergie

Construire un appareil Internet des Objets, ou peut-être enregistrer une vidéo continue, nécessite un système de stockage de haute capacité et faible consommation, de préférence en utilisant du matériel peu coûteux. Dans certains cas spécifiques, votre appareil peut être distant ou peut-être doit-il faire face à des intensités de vibration élevées, comme être monté sur un équipement industriel, sur un robot, ou dans un véhicule. Dans de telles circonstances, le stockage à état solide devient indispensable.

Raspberry Pi ?

J'ai commencé par examiner la construction d'un serveur de stockage en réseau en utilisant un Raspberry Pi ; après tout, ce sont de formidables petits ordinateurs à carte unique. Cependant, il y a quelques éléments qui les rendent moins qu'idéaux pour ce genre de chose. Premièrement, le port réseau est seulement de 300Mbit/s dans le dernier modèle 3B+, et de 100Mbit/s dans les générations antérieures. Deuxièmement, les ports USB sont seulement de l'USB 2.0 (480Mbit/s), donc significativement plus lents que l'USB 3.0 (5Gbit/s). Les connecteurs USB ne sont pas toujours les meilleurs pour les environnements à haute vibration et peuvent avoir des erreurs de connexion intermittentes à cause de cela, ou échouer par fatigue si le câble n'est pas bien sécurisé. Les câbles USB, en particulier ceux de 2.0, ne se comportent pas particulièrement bien non plus dans des environnements à haute EMI, comme à proximité de moteurs entraînés par des VFD.

ODroid HC1 !

Après avoir comparé de nombreuses options séduisantes sur le marché, j'ai choisi un ODroid HC1 (Home Cloud 1) chez leur distributeur britannique (https://odroid.co.uk). C'est un ordinateur à carte unique très compact et à un prix raisonnable. Les performances annoncées pour le HC1 sont assez impressionnantes, comparées à d'autres ordinateurs à carte unique dans une gamme de prix similaire.

Lorsqu'il est acheté directement chez Hard Kernel , l'unité coûte 49 dollars américains, sans inclure les frais de port, une alimentation ou un disque dur. Hard Kernel propose également des cartes très impressionnantes au format RasPi, avec beaucoup de puissance de traitement pour ceux qui sont prêts à payer pour cela. Le HC1 m'a séduit car il est dédié à contrôler le stockage en réseau, complètement dépourvu de toute fonctionnalité superflue. Il est également plutôt compact malgré le fait qu'il soit monté sur un énorme dissipateur thermique qui fait également office de boîtier ouvert, avec l'option d'inclure un couvercle supérieur pour ceux qui en préféreraient un.

J'aurais aimé avoir la fonctionnalité WiFi intégrée, ainsi que la capacité de gérer plusieurs disques pour le RAID et la sécurité des données en cas de défaillance d'un disque. Bien que l'Odroid HC1 ne dispose pas de telles fonctionnalités, il conserve un port USB unique, qui pourrait éventuellement être utilisé pour connecter une clé WiFi USB. Je m'intéressais au WiFi pour la commodité, afin de pouvoir vérifier le contenu du disque depuis un appareil mobile, plutôt que pour écrire ou lire de grandes quantités de données. Le RAID, d'autre part, est un peu plus difficile sur les ordinateurs à carte unique à moins de commencer à regarder les machines basées sur x86, d'ajouter des processeurs graphiques, ou de considérer des fonctionnalités supplémentaires gourmandes en énergie. Il était difficile de trouver une option compacte et à faible consommation d'énergie, donc j'ai dû renoncer au RAID.

Stockage

J'ai finalement opté pour un SSD SATA Samsung 860 Evo d'un téraoctet pour le dispositif de stockage, et une carte microSDHC Sandisk de 16 gigaoctets pour le dispositif de démarrage. J'ai essayé de me contenter d'une vieille carte microSD de deux gigaoctets, mais elle était trop lente pour le système d'exploitation. La Sandisk microSDHC de 16gb était la carte de marque la moins chère disponible. Si vous recherchez une configuration extrêmement robuste, les disques Samsung 860 Evo PRO sont deux fois plus chers mais offrent presque quatre fois plus de durabilité de flash que l'Evo, ce qui pourrait valoir la peine pour une installation à distance collectant des données critiques. La version PRO consomme également considérablement moins d'énergie. Une option un peu plus orientée budget de Samsung est la ligne Qvo, qui a environ la moitié de la durabilité de flash de l'Evo. J'ai décidé de choisir les Samsung plutôt que toute autre marque parce que mon matériel ne propose pas l'option pour le RAID. Je n'ai eu aucun problème avec eux par le passé, et j'en ai 9 en fonctionnement continu, donc j'ai décidé de rester avec ce qui a bien fonctionné pour moi auparavant.

Les disques mécaniques ne sont pas une bonne idée pour les environnements à faible consommation d'énergie, sujets aux vibrations ou sévères. Ils sont très bon marché pour la capacité de stockage qu'ils offrent comparés à un SSD de qualité, mais les vibrations les endommagent très rapidement, tout comme la poussière et l'humidité. Un SSD consomme beaucoup moins d'énergie qu'un disque mécanique et ne souffre pas du temps de démarrage à la sortie de veille lorsque vous souhaitez commencer à écrire des données.

SSD Samsung 860 EVO et ODroid HC1 après l'achat.

Système d'Exploitation

Il existe plusieurs systèmes d'exploitation de stockage en réseau disponibles pour les ordinateurs à carte unique. J'ai décidé d'utiliser OpenMediaVault car il fonctionne sur un nombre considérable d'ordinateurs à carte unique basés sur ARM, vous permettant de suivre même si vous empruntez une voie différente (comme un Raspberry Pi). Il dispose également d'une interface web très facile à utiliser pour le configurer et gérer les partages/utilisateurs, évitant ainsi toute ligne de commande ou SSH !

Préparation du système d'exploitation

Configurer et faire fonctionner l'ODroid HC1 est simplement une question de branchement du disque dur, de flashage et de branchement de la carte SD, et enfin, de connexion ethernet et d'alimentation. Passons en revue ces étapes une par une.

Tout d'abord, transférons l'image du firmware sur la carte SD.

1. Téléchargez l'image « OMV_4_Odroid_XU4_HC1_HC2.img.xz » depuis Sourceforge.

2. Téléchargez un logiciel de flashage d'image de votre choix. Nous travaillerons avec Etcher (https://etcher.io/) dans cet article car son utilisation est très simple.

3. Branchez la carte microSD sur votre ordinateur.

4. Ouvrez Etcher et sélectionnez l'image téléchargée, puis votre lecteur.
   

5. Cliquez sur Flasher !
   

Préparation du matériel

Pendant qu'Etcher flashe et valide l'image sur votre carte SD, vous pouvez assembler l'ODroid HC1 et le disque dur en branchant simplement le disque dur sur le connecteur SATA de l'HC1.

L'ODroid HC1 connecté au disque Samsung constitue un stockage en réseau très compact.

Ensuite, retournez-le et utilisez les vis fournies pour sécuriser le disque.

Vous pouvez ensuite brancher le câble Ethernet.

Une fois le câble Ethernet connecté, vous aurez terminé de connecter tout le matériel.

Une fois qu'Etcher a terminé de flasher la carte SD, vous pouvez la brancher dans le HC1 puis connecter l'alimentation. OpenMediaVault nécessite impérativement une connexion internet stable lors de son premier démarrage. J'ai tenté de démarrer mon HC1 pour la première fois connecté à un réseau qui incluait une liaison sans fil, qui n'était pas particulièrement de haute qualité, et j'ai eu beaucoup de difficultés à faire fonctionner l'appareil. Cependant, j'ai eu un succès immédiat en branchant directement le HC1 dans la partie câblée du réseau.

Cela peut prendre un certain temps pour le premier démarrage, alors faites-vous un thé ou un café, ou consultez certains des autres articles sur ce blog. Laissez le HC1 démarrer et s'installer pendant au moins 15 minutes ; il n'y a aucune indication visuelle que cela est terminé, donc il vaut mieux laisser l'appareil un peu plus longtemps que de faire quoi que ce soit avec trop tôt.

Configurer le Vault

Vous voudrez vérifier ce qui fournit les adresses DHCP sur votre réseau (typiquement votre routeur internet dans une maison ou un petit bureau) pour regarder les clients connectés, et trouver l'adresse IP de l'ODroid. Alternativement, vous pouvez utiliser un outil de balayage IP pour la trouver - un choix populaire est Angry IP Scanner (je préfère la version legacy car elle ne nécessite pas Java). Si c'est votre seul ODroid sur le réseau, vous pouvez probablement sauter la recherche de l'adresse IP et naviguer vers http://odroidxu4/ dans votre navigateur web. Sinon, allez à l'adresse IP avec votre navigateur.

Configurer OpenMediaVault commence par la connexion.

Le nom d'utilisateur et le mot de passe par défaut sont admin / openmediavault.

La première chose que vous voudrez faire est d'aller dans Système⇒Paramètres Généraux puis Mot de passe de l'Administrateur Web pour changer votre mot de passe.

Ensuite, vous pouvez vous diriger vers Système⇒Gestion des Mises à Jour pour vous assurer que vous avez tous les derniers paquets. Cliquez sur le bouton Vérifier, puis cliquez sur la case à côté de Informations sur le Paquet pour tout sélectionner et appuyez sur le Bouton de Mise à Jour

 

Veuillez patienter un moment pendant qu'OpenMediaVault installe ses mises à jour.

Une fois les mises à jour effectuées, vous voudrez redémarrer. Vous pouvez cliquer sur l'icône du menu ⋮ en haut à droite du tableau de bord et sélectionner redémarrer.

Configuration du disque dur

Si vous utilisez un disque dur existant, ou si votre disque dur est pré-formaté, vous devrez supprimer les partitions avant de continuer. Vous pouvez aller dans le menu Stockage⇒Systèmes de fichiers, sélectionner toutes les entrées /dev/sda* et les supprimer. Cependant, assurez-vous de ne pas toucher à l'élément /dev/mmc, car c'est la carte SD à partir de laquelle vous démarrez !

Configurer un disque dur nécessite que vous créiez un système de fichiers.

Une fois que vous avez un disque vide, vous pouvez cliquer sur le bouton Créer. Donnez un nom de volume à votre disque, assurez-vous que EXT4 est sélectionné pour le système de fichiers et cliquez sur OK.

Cela prendra probablement quelques minutes pour se compléter.

Une fois cela fait, cliquez sur Fermer, puis sélectionnez /dev/SDA1 et cliquez ensuite sur le bouton Monter. Vous devrez ensuite cliquer sur Appliquer pour que le disque soit monté.

Le bouton appliquer se trouve dans le coin supérieur droit du tableau des appareils.

Obtention d'accès

Ensuite, vous aurez besoin d'un utilisateur pour accéder au partage de fichiers. Allez dans Gestion des droits d'accès⇒Utilisateur dans le menu, puis cliquez sur Ajouter.

Maintenant que nous avons terminé avec le stockage, nous devons configurer la gestion des droits d'accès.

Définissez le nom d'utilisateur et le mot de passe puis cliquez sur Ajouter. Ensuite, vous devrez Appliquer les modifications comme vous l'avez fait lors du montage du nouveau système de fichiers. Vous avez maintenant un utilisateur pour accéder au partage de fichiers.

Nous devrons configurer les options de base lors de la création d'un nouvel utilisateur.

Rendez-vous dans Gestion des droits d'accès⇒Dossiers partagés et cliquez sur Ajouter.

Donnez simplement un nom au partage comme “logdata” et cliquez sur Ajouter. Idéalement, vous devriez également définir les permissions pour refuser l'accès aux “autres”, afin que seuls les utilisateurs puissent accéder au dossier.

Créer un dossier partagé permet à l'utilisateur que nous venons de créer de transférer des données vers et depuis le stockage en réseau.

Une fois le partage créé, vous pouvez le sélectionner puis cliquer sur le bouton Privilèges pour ajouter votre utilisateur.

Vous voulez sélectionner la case à cocher Lire/Écrire puis cliquer sur Enregistrer. Encore une fois, vous devez appliquer ces changements.

Enfin, cliquez sur le bouton ACL, à côté du bouton Privileges que vous avez précédemment cliqué, et faites la même chose puis Appliquez et Fermez.

Activation de l'accès réseau

Dirigez-vous vers l'option de menu Services - SMB/CIFS. C'est le serveur de fichiers sur l'appareil.

Cliquez sur Activer puis Enregistrer et Appliquer.

N'oubliez pas de cliquer sur le bouton appliquer pour sauvegarder les modifications que vous effectuez.

Une fois que vous avez activé le serveur SMB, cliquez sur l'onglet Partages puis sur le bouton Ajouter. Vous pouvez sélectionner le partage précédemment créé puis cliquer sur le bouton Enregistrer, puis Appliquer les modifications.

Sous Windows, vous pouvez aller à \\odroidxu4\ (ou \\adresseip\) dans l'Explorateur Windows pour voir si le partage est correctement configuré. Entrez les identifiants que vous avez créés plus tôt lorsque cela vous est demandé.

Nous pouvons utiliser nos identifiants pour voir et accéder au dossier partagé sur l'OCDroid depuis n'importe quel autre ordinateur sur le réseau.

En copiant vers ou depuis le disque, vous devriez voir des taux de transfert d'environ 95-115Mo/seconde sur un réseau câblé, ce qui est à peu près aussi rapide que ce qu'un réseau gigabit peut transférer. Le débit sur le HC1 est plutôt impressionnant.

Autres méthodes d'accès

OpenMediaVault prend également en charge d'autres moyens de transfert de fichiers. Si l'appareil qui génère toutes les données que vous devez stocker ne prend pas en charge les systèmes de fichiers SMB (partages Windows), alors vous pourriez également vouloir activer le FTP. Le FTP n'est généralement pas aussi rapide que le SMB, cependant, si vous utilisez un microcontrôleur, il est plus facile à implémenter que les partages SMB.

Le serveur FTP peut également être assez pratique pour naviguer sur le serveur depuis un emplacement distant. Si vous souhaitez accéder au serveur FTP depuis un microcontrôleur basique, vous ne voudrez probablement pas que le SSL soit obligatoire, juste optionnel. Si vous avez besoin d'exécuter le serveur FTP sans SSL, vous devriez uniquement accéder au serveur sur internet via un tunnel VPN dans le réseau auquel le NAS est connecté.

Activation du FTP

Allez dans Services⇒FTP puis cochez la case Activer et cliquez sur Enregistrer.

Maintenant, vous pouvez aller dans l'onglet Partages et ajouter le partage tout comme vous l'avez fait pour le partage SMB ci-dessus. N'oubliez pas de cliquer sur Enregistrer puis d'Appliquer les modifications de configuration.

Conclusion

Si vous cherchez à construire un serveur de stockage de données à distance qui utilise très peu d'énergie et occupe seulement un petit espace, l'Odroid HC1 est une excellente option. Si vous vous trouvez dans un environnement très humide ou mouillé, vous pourriez vouloir appliquer un revêtement conforme et donner à la carte une couche généreuse des deux côtés, et potentiellement à l'intérieur de votre disque dur également (uniquement si vous utilisez un disque à état solide). Le revêtement conforme assurera que les cartes ne souffrent pas de corrosion.

Le grand dissipateur thermique sur l'Odroid ajoute une grande rigidité à l'ensemble, donc il y a peu de soucis que le connecteur SATA subisse une fatigue due aux vibrations ou aux impacts. Associé à un disque à état solide, cela vous donne un dispositif de stockage en réseau robuste.

Comme mentionné précédemment, pour une robustesse ultime, il serait idéal d'avoir les données automatiquement miroitées sur deux disques. Mieux encore, nous pourrions avoir plusieurs disques en RAID 6, mais alors nous serions bien au-delà des limites du ‘compact’, ‘faible consommation’ et ‘économique’. Les dissipateurs/boîtiers de l'Odroid HC1 sont empilables, il serait donc possible d'utiliser simplement deux NAS ensemble et d'utiliser une synchronisation logicielle telle que RSync, que OpenMediaVault peut configurer pour vous, sur le second système pour copier les fichiers depuis le premier. En synchronisant les deux systèmes, vous disposeriez d'une certaine capacité de basculement et de rétention des données en cas de défaillance d'un disque.

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