Alternatives Betriebssystem – Backup mit OpenMediaVault auf einem QNAP NAS

[PROLOG]
Ein QNAP-NAS mit einem alternativen Betriebssystem ist längst kein Hexenwerk mehr, so habe ich hier (Alternatives Betriebssystem TrueNAS: Aufrüstung und Inbetriebnahme eines TS-470U) mal TrueNAS installiert und hier (Alternatives Betriebssystem - Windows Server (2019 Standard) auf einem QNAP NAS) Windows Server 2019.

Warum dieses simple Unterfangen nun auch noch mit Open Media Vault (OMV)?

Ganz einfach: Windows Server war nur mal zum Spielen und TrueNAS erfordert einige Ressourcen, sodass nicht jedes Gerät geeignet ist, vor allem nicht 2-bay NAS, da ein Datenträger für das Betriebssystem geopfert werden muss. OMV ist hier weniger anspruchsvoll und kann angeblich auch gut auf einem USB-Stick installiert werden. Das Prozedere der Installation auf dem QNAP-NAS unterscheidet sich kaum zu den anderen Artikeln, damit will ich niemanden mehr langweilen… dass ich mich nun an OMV rangemacht habe ist jedoch nicht in meinem Spieltrieb oder Langerweile begründet:

In einem Thread berichtet jemand davon, dass seine Daten plötzlich verschwunden seien, involviert sind dabei scheinbar Jobs in HBS3. Daraufhin berichten dolbyman und FSC830 davon, dass im US-Forum auch schon öfter von derartigen Phänomenen berichtet wurde. Nicht, dass das nicht schon gruselig genug ist, war ich vor langer Zeit ebenfalls (offensichtlich) Opfer dieses Phänomens als etliche Filmdateien im Backup verschwunden waren und nur noch deren jeweilige Ordner existierten. Wie es sich am Quellsystem verhielt, also ob die Daten dort noch vorhanden waren, weiß ich nicht, denn ich bemerkte es erst, nachdem das System neu aufgesetzt und das Backup wiederhergestellt wurde.


Dass man sich nicht nur auf eine Backup-Lösung verlassen darf habe ich längst geblickt und entsprechend reagiert, sodass ich mit einem HBS3 Backup Job, einem HBS3 Sync-Job sowie Snapshot-Replica ganz gut aufgestellt scheine und vor allem nicht völlig auf HBS3 angewiesen bin. Leider ist mein Backup aber trotzdem von QNAP-Software abhängig, und genau das gilt es jetzt zu ändern! Kurzum: Ich brauche ein Backupsystem mit zuverlässiger Software, welche sich das Backup selbst holt und entsprechend selbst verwaltet, sodass keine Daten im Backup verschwinden und das Backup auch das tut was es soll, wenn Daten auf dem Quellsystem verschwinden. Wie ich das realisiert habe beschreibe ich im Folgenden, selbstredend erfolgt das bei mir auf QNAP-Hardware…


[VORBEREITUNGEN]

Zunächst brauchen wir ein entsprechendes Gerät, auf dem OMV und das Backup landen sollen. Mir schwebt hier aus Platzgründen ein 2-bay NAS vor, bei dem OMV auf einem USB-Stick installiert wird. OMV bietet hierzu ein Plugin, welches die Schreibvorgänge auf den Datenträger drastisch reduziert, sodass man hier ohne Sorge einen USB-Stick verwenden kann. Ich habe mich für ein TS-253Be entschieden, zumindest für die Zeit des Testlaufs. Voraussetzung ist natürlich auch bei OMV ein Gerät, welches einen Monitoranschluss oder Console-Port hat. Etwas Sorge bereitet mir allerdings die Tatsache, dass das Modell einen festen DOM hat und ich unter Umständen Probleme mit der Bootreihenfolge bekommen kann.


Mit einem passenden USB-Stick als Installationsziel folgt nun die Installation, auf die ich hier nicht näher eingehe, denn das primäre Ziel soll es ja sein, ein möglichst QNAP-unabhängiges Backup zu erstellen. Der grobe Ablauf der Installation ist wie folgt:

  • Tastatur und Monitor anschließen (alternativ Verbindung über Console-Port herstellen)
  • Installations-Stick erstellen, einstecken und USB-Stick für das Installationsziel einstecken
  • QNAP einschalten und im BIOS die Bootorder auf den Installations-Stick stellen
  • Beim anschließenden Neustart wird die Installation gestartet und durchgeführt
  • Installations-Stick entnehmen, Bootorder auf den anderen Stick mit der OMV Installation setzen
  • Nach dem Reboot startet OMV, dessen GUI nun über das LAN erreichbar ist

Mit der TS-253BE hatte der Installer Probleme die Netzwerkadapter zu erkennen, als das System gestartet wurde war aber alles OK. Die Installation auf den USB2-Datenträger dauert elendig lange, und auch das Arbeiten mit dem System macht ob der Trägheit mal so gar keinen Spaß, teils ist es sogar unmöglich.

Abbruch. Neuanfang. Diesmal mit einer TS-453A bei der das System auf SSD installiert wird. Das hat auch keine 10 Minuten gedauert und schon kann es losgehen!


[GRUNDEINRICHTUNG]

In der GUI angekommen ist nun angesagt das System upzudaten. Ist das getan, besorgen wir uns erstmal ein paar Plugins, die teils praktisch, teils obligatorisch sind:

Als Erstes werden die OMV Extras installiert, bzw. die Repo eingebunden. Das geschieht in der Shell mittels wget -O - https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/packages/raw/master/install | bash.

Die Plugins können dann über die GUI heruntergeladen und installiert werden.

Für Installationen auf USB-Stick geht es mit dem Plugin „openmediavault-flashmemory“ los.

Wie bereits angemerkt sorgt dieses Plugin dafür, dass der USB-Stick nicht bereits nach kurzer Betriebszeit abraucht. Bei meiner Installation auf SSD brauche ich das nicht zwingend, installiere es aber dennoch um die Schreibvorgänge zu reduzieren.


Sollte es doch einmal passieren, dass der Systemdatenträger abraucht, sorgt das nächste Plugin dafür, dass die Wiederherstellung des Systems schnellstmöglich erfolgen kann.

Dazu installieren wir das Plugin „openmediavault-backup“. Hier können System-Backups per Zeitplan erstellt werden.

Für versionierte Backups der Daten vom QNAP ist das Plugin „openmediavault-rsnapshot“ erforderlich; ist keine Versionierung erwünscht, so hat OMV bereits das passende Tool an Board.


Als extra-Helfer installiere ich außerdem „openmediavault-filebrowser“, damit ich gelegentlich ohne Konsole und ohne SMB oder NFS durch die Backupdaten stöbern kann.

Außerdem gibt es „openmediavault-nut“ obendrauf, damit das System durch die USV heruntergefahren werden kann.

Da mein Backupsystem nur dann eingeschaltet sein soll, wenn das Backup erfolgt, ist noch das Plugin „openmediavault-autoshutdown“ erforderlich.

Auf die Einrichtung der Plugins möchte ich hier nicht näher eingehen, ausgenommen „rsnapshot“ und „autoshutdown“ denen wir uns später widmen.


Nun wird unter „Storage“ der Speicherplatz bereitgestellt. Das Untermenü „Disks“ listet die verfügbaren Datenträger auf, wobei auch der Systemdatenträger und der DOM aufgeführt werden.


omv_disks.PNG

Bild 1 – Auflistung sämtlicher Datenträger


Ein RAID brauche ich hier nicht, sodass es direkt mit der Erstellung und Einbindung der Dateisysteme unter „File Systems“ weitergeht.


omv_fs.PNG

Bild 2 – Erstellte Volumes (auf dem Screenshot bereits mit vorhandenen Daten)


Anschließend wird für jede zu sichernde Freigabe des QNAP eine eigene Freigabe im Backupsystem erstellt. Alternativ wäre eine Freigabe mit mehreren entsprechenden Unterordnern möglich, was für die (öftere) Verwendung des Filebrowser-Plugins besser geeignet ist, allerdings die Möglichkeit ausschließt eine Versionierung filigraner zu gestalten, da diese auf die gesamte Freigabe angewendet wird.


omv_shares.PNG

Bild 3 – Auflistung der Freigaben


Das Netzwerk habe ich bereits bei der Installation konfiguriert, tut man das nicht ist dies noch mit DHCP konfiguriert und sollte nun geändert werden. Damit ist die Grundeinrichtung abgeschlossen.


[EINRICHTUNG DES BACKUPS]

OMV bringt von Haus aus den Dienst „Rsync“ mit, welcher für das Backup verwendet wird, zunächst widmen wir uns aber dem QNAP und aktivieren in HBS3 den Rsync-Server. Dazu vergeben wir einen Benutzernamen und ein Kennwort.


hbs3_rsync_server.PNG

Bild 4 – RSYNC Server auf dem QNAP


Zurück auf dem Backup-System wird nun unter Services/Rsync/Tasks der erste Backup-Job erstellt. Der Typ ist „remote“ und der Modus „pull“. Bei „source server“ wird der soeben aktivierte Rsync-User gefolgt von „@“ und der IP des QNAP angegeben, nach zwei Doppelpunkten folgt der Freigabename (oder der Pfad zu einem einzelnen Ordner) der zu sichernden Elemente. Bei „destination“ wird die in OMV entsprechend angelegte Freigabe/ Ordner angegeben. Anschließend wird noch das Kennwort für den Rsync-User angegeben, der Zeitplan festgelegt und bei Bedarf weitere Optionen gesetzt. Dies wird für alle zu sichernden Freigaben/ Verzeichnisse so fortgeführt. Wichtig: Es ist nicht auf dem Screenshot zu sehen… unten bei Extraoptionen können/ müssen Ordner ausgeschlossen werden, damit diese nicht mitgesichert werden. Für den Papierkorb sieht dies so aus: --exclude=/@Recycle


omv_rsync.png

Bild 5 – RSYNC Backup-Job erstellen


Damit ist allerdings noch keine Versionierung eingerichtet, denn das ist mit Rsync schlichtweg nicht möglich. Dazu bedienen wir uns nun dem Plugin „openmediavault-rsnapshot“, welches wir entsprechend unter Services/Rsnapshot aufrufen können. Hier erstellen wir nun für jede Freigabe in OMV einen entsprechenden Plan bei dem jeweils angegeben wird, wie viele Versionen aufbewahrt werden sollen, alles Weitere erledigt rsnapshot von selbst. Da das System allerdings nur zu einer bestimmten Uhrzeit eingeschaltet ist, ist es erforderlich auch eine stündliche Versionierung zu erstellen, was dann automatisch kurz nach der vollen Stunde erfolgt. Obacht: Hier darf nicht der Wert „1“ angegeben werden, es wird mindestens ein Wert von „2“ benötigt, sonst funktioniert Rsnapshot nicht!


omv_rsnapshot.PNG

Bild 6 – Versionierung mit RSNAPSHOT


Damit OMV nur zu den erforderlichen Zeiten eingeschaltet ist, muss jetzt noch die automatische Abschaltung eingerichtet werden. Dies geschieht unter Services/AutoShutdown; das Plugin schaltet OMV bei Nichtgebrauch ab und zu einer bestimmten Uhrzeit wieder ein. Möchte man das System (zusätzlich) zu einer fixen Zeit herunterfahren, muss dies im Power Management eingestellt werden. Die Konfiguration von Autoshutdown sieht bei mir so aus:


omv_autoshutdown1.png      omv_autoshutdown2.png

Bild 6 + 7 – Autoshutdown konfigurieren


Damit sollte OMV dann auch final für seine Aufgaben eingerichtet sein, hier und da wird es aber sicherlich noch individuelle Einstellungen benötigen. Wenn noch nicht erfolgt kann nun der erste Testlauf des Backups beginnen, diese lassen sich auch manuell starten. Mit dem Filebrowser kann man anschließend die Daten im Backup betrachten und prüfen ob alles den Erwartungen entspricht.


[PRAXIS, FAZIT UND TRIVIA]

Die Arbeit mit bzw. das Einrichten von OMV ist sicherlich nicht so komfortabel wie man es von QTS gewohnt ist, tatsächlich ging es mir zwischenzeitlich auch echt auf die Nerven, denn irgendwie wirkt es an vielen Stellen (bzw. vielen Plugins) irgendwie unfertig, manchmal können bestimmte GUI-Seiten nicht geladen werden und ständig muss man jede kleinste Änderung doppelt und dreifach bestätigen. Bei etlichen Prozessen muss man dann auch noch warten bis der Vorgang abgeschlossen ist, bevor man sich anderen Dingen in der GUI widmen kann. Besonders nervig ist das wenn die Dateisysteme erstellt werden, denn das dauert etwas. Wichtig ist aber, dass es zuverlässig läuft und man dank „set and forget“ nicht allzu oft daran rumschrauben muss. Das Hochfahren dauert übrigens etwa anderthalb Minuten, das ist schonmal ganz schick und für QNAP User ungewohnt!


Hardwareseitig gibt es nicht viel zu sagen, das System ist mehr als flott unterwegs (das war bei Installation auf USB-Stick ganz anders!), der Lüfter wird anständig gesteuert (zumindest läuft er nicht auf Hochtouren wie unter FreeBSD) und die Ressourcen (CPU, RAM) werden nicht ansatzweise ausgereizt. Ich werde das aktuelle Setup wohl noch eine Zeitlang testen, Entweder bleibt es beim TS-453A oder ich verpasse dem TS-253BE eine günstige M.2 Erweiterung.

Das Display des TS-453A steht erwartungsgemäß dauerhaft auf „System booting…“, wenn ich keinen Weg finde es sinnvoll zu verwenden, werde ich es abklemmen. Immerhin bleibt die Bootorder auch nach dem Abschalten erhalten, sodass man hier keine Tricks anwenden muss (beim Test mit Windows Server war das Verhalten komischerweise ein Anderes). Etwas enttäuscht bin ich von der Performance bei der Installation auf einem USB-Stick. Würde das ordentlich laufen, wäre OMV richtig interessant für 2-bay NAS, hier muss ich vielleicht nochmal mit USB 3 testen.


Es ist auch möglich, OMV direkt auf dem DOM (ggf. fest verbaut) zu installieren (bitte wie einen USB-Stick betrachten), allerdings sind die 4GB Kapazität bei manchen Modellen dann doch etwas eng bemessen, meine Grundinstallation brachte ohne Swap schon 2,62GB auf die Waage; andere Modelle haben auch nur einen 512MB DOM. Außerdem sind mindestens 4GB die Mindestanforderung und zwecks Swap sollte es in jedem Fall mehr sein als die Kapazität des RAM. Das bringt uns auch zum nächsten Punkt, weshalb ich den DOM niemals verwenden würde: Mit OMV wird der System-Datenträger trotz „flashmemory“ Plugin spätestens durch den Swap stark beansprucht, was relativ schnell zum Defekt des Datenträgers führt. Ein USB-Stick ist schnell und günstig ersetzt, ein DOM hingegen ist teuer und wie beim TS-253BE nicht immer ersetzbar! An dieser Stelle muss man sich aber auch nochmal vor Augen führen, dass zumindest USB2 Datenträger überhaupt nicht geeignet sind, da das System maximal träge ist. Wie es mit schnelleren Datenträgern ausschaut bleibt für mich vorerst offen.


Das Dashboard von OMV:


omv_dashboard.PNG

Bild 8 – Dashboard (Idle, in der CPU-Grafik sieht man, dass diese beim Hochfahren und Backup stärker belastet ist)


Lästig... Auch kleinste Konfigurationsanpassungen müssen mit insgesamt 4 Mausklicks bestätigt werden; erst Einstellungen speichern, dann Änderung oben rechts übernehmen und dies nochmal doppelt bestätigen:


omv_apply changes.PNG

Bild 9 – Änderungen werden doppelt und vierfach bestätigt


Das Backup mit Rsync selbst läuft zuverlässig, leider ist es aber gar nicht so einfach auszumachen, dass dem so ist, denn das Rsync-Plugin weist nicht aus, ob und wann der letzte erfolgreiche Durchlauf war. Lediglich das Log gibt so ein paar Informationen über den Ablauf preis, bei vielen Dateiänderungen kann dies aber auch sehr überfüllt sein.


omv_rsync_log.PNG

Bild 10 – RSYNC Log


Rsync bietet übrigens auch die Möglichkeit via SSH mit Zertifikaten zu arbeiten, wodurch man nicht mal mehr auf den Rsync-Server in HBS angewiesen wäre. Leider habe ich das partout nicht hinbekommen, die Authentifizierung schlägt immer fehl, obwohl ich mich sonst einwandfrei mit dem SSH Key anmelden kann.


Rsnapshot werde ich wieder abschalten, da ich eine Versionierung in diesem Backup gar nicht zwingend brauche um das gewünschte Ziel zu erreichen. Das spart mir nochmal einiges an Kapazität, sodass ich auch auf ein 2-bay NAS wechseln könnte, denn auch wenn es der Name vermuten lässt: Rsnapshot arbeitet auf Dateiebene mit Hardlinks und nicht – wie man es von Snapshots vermutet – platzsparender auf Blockebene wo nur geänderte Blöcke geschrieben werden. An der Quelle gelöschte Dateien werden durch Rsync natürlich beibehalten, sonst hätte das alles hier keinen Sinn.

Das Filebrowser-Plugin klingt zwar so weit toll, erfüllt seinen Zweck aber nur so halbherzig, denn in der Konfiguration des Plugins kann man nur einen Freigabeordner auswählen, der im Browser angezeigt wird. Möchte man in einen andere Freigabe wechseln, muss man die Konfiguration anpassen. Um gelegentlich mal durch die Backups zu stöbern und eventuell alte Daten zu löschen sollte es reichen.

Das automatische Ein- und Ausschalten funktioniert sehr zuverlässig, hier hatte ich insbesondere beim Abschalten etwas Sorge, aber meine Konfig scheint für den Einsatz optimal zu sein: 5 Minuten nachdem der Rsync-Traffic beendet ist, ist das System bereits heruntergefahren.


Selbstredend bietet OMV auch die Möglichkeit Benachrichtigungen per Mail zu versenden, falls mal ein Backup nicht ausgeführt werden kann, sowie die Überwachung per SNMP, was ich beides ebenfalls eingerichtet habe.


Alles in Allem bin ich schon recht zufrieden mit dem Ergebnis der ersten paar Tage im Testbetrieb. Das System tut was es soll, ist performant und deutlich unabhängiger von der QNAP-Software, lediglich der Rsync-Server seitens QNAP wird noch benötigt, ich glaube aber nicht, dass dieser großartig von QNAP „verquackelt“ wurde; zuverlässiger als das QNAP-eigene RTRR wird es schon sein. Es fühlt sich jedenfalls nochmal einen Zacken sicherer an und der Restore ist auch schon erprobt, dafür gebe ich die Freigaben einfach mittels SMB frei und kopiere die erforderlichen Daten manuell, so wie ich es bei fast jedem Backup mache, denn einen Automatismus beim Restore will ich nicht haben.



[EPILOG]

Manchmal frage ich mich ja, ob ich paranoid bin, was Backups angeht… Täglich HBS-Backups an ein internes System, HBS-Syncs an ein externes System, Snapshot-Replica an ein internes System, gelegentlich HBS-Backup auf externe HDD und jetzt noch ein tägliches Backup fast komplett losgelöst von QNAP-Software… Andere kommen einfach mit einem RAID1+ zurecht. Verrückte Welt.


Meine Backups sind nun unabhängig… ich bin auch unabhängig, greife aber dennoch gerne mal in den Kühlschrank, es schmeckt halt zu gut... Cheers! :beer: