Home Server mit HP t5740 Thin Client

Hier lernt ihr, wie man einen gebrauchten Thin Client zu einem Heimserver umfunktionieren kann. In dieser Anleitung verwenden wir den HP t5740e, der auf Ebay gebraucht für unter 20€ zu haben ist. Mit anderen Thin Clients sollte es jedoch ähnlich funktionieren.

Was ist ein Thin Client?

Der t5740e ist ein kleiner lüfterloser Computer der meistens als sogenannter Thin Client eingesetzt wird. Bei Thin Clients läuft die gesamte Software auf einem Server im Rechenzentrum und der Thin Client stellt die Applikationen nur dar. Meistens wird das Remote Desktop Protocol (RDP) verwendet, um eine Windows-Oberfläche auf dem Thin Client darzustellen. Diese Maschinen sind weit verbreitet in Unternehmen, Behörden etc. Am Schreibtisch des Bearbeiters steht in diesem Falle nur der kleine und leise Thin Client, während die eigentliche Rechenarbeit zentral im Rechenzentrum geleistet wird.

Da große Firmen diese Thin Clients immer wieder in großen Chargen aussondern, sind sie relativ billig auf Ebay zu bekommen. Während sie neu einige hundert Euro kosten, lassen sie sich auf Ebay teilweise unter 20€ ergattern. Wir wollen dies nutzen, um uns einen billigen Media-Server aufzubauen.

Warum kein Raspberry?

Wenn es um die Einrichtung eines Heimservers ging, fiel meine Wahl bisher immer auf einen Raspberry Pi. Raspberries sind billig, klein, energiesparend und es gibt unzählige Anleitungen für alle möglichen Projekte. Allerdings kann man auch an die Grenzen des Raspberry Pi kommen. So kann man z.B. Festplatten nur über USB anschließen. Außerdem ist der Arbeitsspeicher mit 1GB (Raspberry 3) relativ begrenzt. Und dann ist da das grundlegende Problem mit dem Prozessor: weil der Raspberry einen ARM-Cortex-Prozessor besitzt, kann man auf ihm bestimmte Software nicht installieren. So hatte ich z.B. kürzlich das Problem, dass ich einen Drucker-Treiber nicht installieren konnte, weil der Hersteller diesen nur für i386 Prozessor-Architekturen anbietet. Ausserdem läuft Wine nicht auf ARM-Cortex-Prozessoren. Windows-Software unter Wine auf dem Raspberry zum laufen zu bringen ist daher nicht so einfach möglich.

Für mich war vor allem die RAM-Begrenzung und die Prozessor-Architektur ausschlaggebend um nach einem anderen energiesparenden und geräuschlosen Rechner für meinen Heimserver zu suchen. Es gibt da z.B. den Intel NUC oder Lattepanda. Die sind mir jedoch beide zu teuer. Zwar gibt es eine Menge andere Einplatinencomputer, z.B. PandaBoard, ODROID oder den Banana Pi, jedoch haben diese alle auch einen ARM-Cortex-Prozessor. Im Neuzustand war kein Gerät mit i368-Prozessor unter 30€ zu haben.

Fündig geworden bin ich auf dem Gebrauchtmarkt bei einer Geräteklasse, an die ich nicht direkt gedacht hatte. Ausserdem war nicht ganz klar, ob diese Geräte eine neue Lunix-Installtion zulassen. Anleitungen zu dem speziellen Gerät waren auch nicht zu finden. Es hieß also auf gut Glück bestellen und ausprobieren. Erfreulicherweise hat alles reibungslos und sehr zu meiner Zufriedenheit funktioniert!

Die Vorteile des t5740e

• Es lässt sich problemlos ein beliebiges Linux von USB-Stick installieren (keine fehlenden Treiber oder ähnliches).
• Mit bis zu 4GB Arbeitsspeicher liegt der t5740e weit über dem RAM eines Raspberries.
• Der Intel Atom N280 mit zwei Kernen und 1,66 Taktfrequenz bringt vergleichbare Leistungen wie der 4-Kern 1,2Ghz Prozessor im Raspberry 3. Beim Internet-Surfen mit Firefox fand ich den t5740 sogar schneller.
• Die Prozessor-Architektur ist i386 und damit geeignet für die Installation von Programmen, wie sie auf üblichen Laptops laufen.
• Es gibt 8 USB-Anschlüsse, zwei davon sogar verschlossen im Gehäuse.
• Es kann eine Festplatte über SATA angeschlossen werden.
• Das Gehäuse kann modular erweitert werden. Im Anbauteil ist genügend Platz für eine Festplatte und mehr (z.B. USB-Geräte, die über die versteckten USB-Anschlüsse verkabelt sind).
• Der t5740e ist gebraucht für unter 20€ zu haben. Nimmt man mehrere kann man sie manchmal schon für 10€ kriegen.

Installation

Im ersten Test habe ich Lubunt 16.04.1 in der alternate- und i368-Variante installiert. Die alternate-Variante ist spezialisiert für alte Hardware mit wenig RAM. Die Installation von USB-Stick konnte ich problemlos durchklicken. Der Flash-Speicher war zu klein und ich hatte kein SATA-Kabel zur Hand. Daher habe ich das Betriebssystem vorerst auf einem USB-Stick installiert. Die Installation dauerte ewig, das System bootet jedoch jetzt relativ schnell. Ob die Installation (und das Booten und Laden von Programmen) auf einer Festplatte schneller geht, bleibt noch zu testen. Dies sollte eigentlich zu erwarten sein. Um den USB-Stick zu schonen habe ich den integrierten Flash-Speicher des t5740e als SWAP deklariert.

erste Erfahrungen

Das Betriebssystem läuft vergleichbar wie auf einem Raspberry Pi. Man muss halt manchmal warten, bis etwas zuende gerechnet hat. Im Gegensatz zum Raspberry Pi konnte ich mir sogar Youtube-Videos anschauen. Der Prozessor geht natürlich phasenweise ans Maximum, fährt jedoch auch immer wieder auf 10 bis 20% runter, wenn man gerade nichts kompliziertes macht. Mein 1GB Arbeitsspeicher wurde beim Web-Surfen nicht nennenswert ausgelastet.

Benchmarks

Unter Systemwerkzeuge > System Profiler and Benchmark lassen sich ein paar Benchmarks durchführen:

CPU Blowfish	19.76s
CPU CryptoHash	64.09MiB/s
CPU Fibonaci	9.48s
CPU N-Queens	16.51s
FPU FFT	17.15s
FPU Raytracing	41.63s

Weitere Tests werden folgen.

Handbücher und Anleitungen

• Quick Specs Overview

• Troubleshooting Guide mit Anleitung zum Auseinandernehmen und Ein- und Ausbau von Hardware

• Bios Setup

• Offizielle Liste von Ersatzteilen

• Sammlung von Handbüchern vom Hersteller

• Gut dokumentierte Hacks zum t5740 und anderen Thin Clients

Hardware-Erweiterungen

RAM

Es gibt spezielle RAM-Bausteine für den t5740e. Diese kosten jedoch meist mehr als das ganze Gerät gebraucht. Es lohnt sich also direkt einen gebrauchten mit maximalem RAM-Ausbau zu kaufen. Allerdings funktionieren standard DDR3 SODIMM RAM-Bausteine genauso gut. Da RAM in der Taktfrequenz abwärtskompatibel ist, kann man einen beliebigen PC3-10600 SODIMM DDR3-RAM mit Frequenz >667MHz nehmen, z.B. aus einem alten Laptop. Nach Herstellerangaben wird ist die Maximale Ausbaustufe 4GB (2x 2GB).

Flash-Speicher

Der Flash-Speicher ist bei manchen Ausführungen mit 1GB sehr klein. Darauf lassen sich nur bestimmte Linux-Varianten installieren. Einen Flash-Umbau habe ich bisher noch nicht getestet. Man benötigt einen 44-pin IDE flash memory. 1GB bekommt man ab ca 8€, 2GB oder 4GB gehen schon gegen 20€. Daher lohnt es sich auch hier eher, direkt einen t5740e mit maximalem Flash-Speicher von 4GB zu kaufen.

Bios Update für Windows 7

Wenn man Windows 7 auf dem t7540 installieren möchte, muss man erst das Bios auf die Version 1.04 updaten. Andernfalls stoppt die Installation schon ganz am Anfang nach "Windows wird gestartet" mit einem leeren schwarzen Bildschirm.

Die Datei sp55460.exe, die auf der HP-Support-Seite erhältlich ist, enthält das HP Compaq Thin Client Series System BIOS (786R9 BIOS) 1.04 Rev. D. Die .exe muss man zuerst auf einem beliebigen Windows-Computer (oder sogar unter Wine auf Linux) ausführen. Alles was sie macht ist einen Ordner entpacken, in dem das eigentliche Programm zum installieren des Bios enthalten ist. Diesen muss man dann auf den Thin-Client kopieren und dort ausführen. Die Readme-Dateien in den entsprechenden Ordnern erklären das Prozedere. Man soll wohl das Bios-Update auch unter Linux und unter DOS ausführen können (entsprechende Ordner mit eigenen Readmes sind enthalten). Bei mir hat aber beides nicht geklappt. Daher musste ich zuerst Windows XP installieren, nur um unter XP das Bios-Update zu machen. Anschließend konnte ich problemlos Windows 7 installieren (natürlich die 32bit Version).

Treiber unter Windows

Eine Liste mit Treibern findet sich auf driverscape.com. In meinem Falle musste ich nur den Broadcom NetLink Gigabit Ethernet Netzwerkadapter nachinstallieren. Auf driverpacks.net kann man sich ganze Verzeichnisse mit Treibern herunterladen, sodass sich Windows automatisch den richtigen Treiber aussuchen kann.

Besonderheiten von Windows Embedded

Menü-Icon zum Schreibfilter deaktivieren

Im originalen Windows 7 Embedded für den t5740 öffnet sich beim Einloggen in den Administratoraccount (Default Passwort: "Administrator") die hp Easy Tools. Mit diesem Tool können einige Einstellungen gemacht werden (wie z.B. Sprache und Keyboard Layout) und es kann ein image des ThinClients erstellt werden. Das Tool begrüßt einen mit der Meldung "Auf diesem Gerät ist ein Schreibfilter aktiviert. Bevor Sie eine neue Konfiguration übernehmen können, müssen Sie den Filter erst deaktivieren." Auch wenn man ohne das hp-Tool etwas dauerhaft installieren möchte, muss man diesen Schreibfilter deaktivieren. Was ist das für ein Filter? In der Standard-Einstellung für den ThinClient werden keine Informationen auf die Festplatte geschrieben. Da die Festplatte keine herkömmliche Festplatte ist, sondern ein Flash-Modul, würden ständige Schreibvorgänge die Lebensdauer des Speichers enorm herab setzen (wir haben es hier mit einer sehr frühen Variante des Flash-Speichers zu tun). Daher erzeugt der ThinClient eine virtuelle Festplatte im Ram-Speicher. Dort werden alle Daten, die im laufenden Betrieb erzeugt werden gespeichert. Diese Daten werden durch einen Neustart gelöscht. Ist der Schreibfilter (EWF ofder FBW) aktiviert, kann der Benutzer also keine Daten dauerhaft speichern (und auch keine Konfigurationen oder Installationen). Den Schreibfilter deaktivieren kann man nur als Administrator und möchte man irgendetwas dauerhaft installieren oder konfigurieren, muss man den Schreibfilter deaktvieren.

Im Handbuch ist der Schreibfilter wie folgt beschrieben:

A write filter protects the contents of and decreases wear on the flash drive of a thin client by redirecting and caching writes in an overlay. An overlay is a virtual storage space in RAM that tracks changes to a protected volume (the flash drive). The user experience in Windows is unaffected because the operating system maintains the appearance of writing to the flash drive. When a system restart occurs, the overlay cache is cleared, and any changes made since the last system startup are lost permanently. If it is necessary to make permanent system configurations, an administrator can commit (persist by writing through to the protected volume) changes stored in the overlay cache prior to a system restart.

Wie deaktiviert man den Schreibfilter? Wenn man als Administrator angemeldet ist, kann man auf das Schloss in der Startmenü-Leiste unten rechts klicken:

Menü-Icon zum Schreibfilter deaktivieren

Mit einem Rechtsklick öffnet man das Menü zum deaktivieren des Schreibfilters. Hat man ihn deaktiviert, muss man neu starten.

Schreibfilter deaktivieren

Aktivieren kann man den Schreibfilter auf die gleiche Weise. Dabei kann man zwei verschiedene Varianten des Schreibfilters auswählen: Enhanced Write Filter (EWF) und File-Based Write Filter (FBWF). Im Grunde ist es egal, welchen von beiden man aktiviert.