Tommy DoanがiCloudとGoogle Driveに代わるポータブルNASを構築した方法

Tommy Doanは、ファイルの同期、スマートフォンの写真のバックアップ、リモートアクセスの提供、モバイルバッテリーでの動作、独自の3K OLEDタッチスクリーンによる操作が可能なポータブルNASをZimaBoard 2で構築しました。このプロジェクトによってiCloudやGoogle Driveへの依存を減らせますが、本当の価値は単にサブスクリプションを避けることではありません。ファイルをどこに保存し、システムをどのように拡張できるかを自分で管理できる点にあります。

このポータブルホームサーバープロジェクトを設計し、記録してくれたTommy Doanに感謝します。彼のオリジナル動画では、基本的なストレージとセルフホストアプリケーションから、Wi-Fi、バッテリー駆動、取り外し可能なタッチスクリーン、Linux、CasaOS、レトロゲームのエミュレーションに至るまで、構築の過程を追っています。

出典に関する注記： この記事では、Tommy Doanの動画で紹介された構成と結果を再構成しています。コンポーネントの入手性、アプリケーションの動作、バッテリー駆動時間、温度、モバイルでのバックグラウンドアップロードの挙動は、最終的なハードウェア、ソフトウェアのバージョン、ネットワーク環境、ワークロードによって異なる場合があります。

その結果： ZimaBoard 2は、ローカルストレージ、プライベートなファイル同期、モバイル写真バックアップ、安全なリモートアクセス、取り外し可能なタッチスクリーンを備えた、バッテリー駆動のパーソナルサーバーになります。一般的なポータブルドライブより柔軟ですが、現実的なバックアップ計画と、電源、ネットワーク、ソフトウェアの慎重な管理は依然として必要です。

クラウドストレージをさらに借りるのではなく、ポータブルNASを構築する理由

Tommy Doanが最初に抱えていた懸念は、増え続ける個人ストレージへのアクセス料金を継続的に支払うことと、プライベートファイルがどこで処理されているのか分からないことでした。ホームNASでは、ユーザーがドライブ、アプリケーション、アクセス経路、保持方針を選べるため、所有モデルが変わります。

ローカルで所有しているからといって、システムが自動的にプライベートで安全になるわけではありません。リモートアクセスサービス、アプリケーションのテレメトリ、モバイルクライアント、脆弱なパスワード、バックアップの不足によって、データが漏えいしたり失われたりする可能性は依然としてあります。セルフホスティングでは、プロバイダーの運用上の判断を所有者自身の判断に置き換えます。

携帯性を高めることも、もう1つの目的です。Tommyは、サーバーをEthernetやコンセントによって1つの机に恒久的に縛り付けたくありません。そのため、構築は段階的に進みます。まずファイルと写真のサービスを動作させ、次に固定されたネットワーク接続と電源接続をなくし、最後にローカルインターフェースを追加します。

ZimaBoard 2が拡張可能なサーバーコアを提供

ZimaBoard 2 ミニホームNASがこのプロジェクトの中核です。Tommyは利用可能な2種類のメモリとオンボードストレージ構成について説明し、オンボードのシステムストレージをメインのデータライブラリとして扱うのではなく、ユーザーファイル用に自分でドライブを追加しています。

彼はすでにそのドライブを持っているため、PCIeアダプター経由でSSDを使用します。固定設置のNASでは、大容量HDDのほうが価格あたりの容量に優れる一方、SSDは可動部品がなく、移動させる可能性のあるデバイスにより適しています。トレードオフとなるのは、絶対的な優劣ではなく、容量、コスト、書き込み耐久性です。

後にTommyが元のM.2アダプターをWi-Fiを追加するハードウェアに置き換えるため、空いているPCIe接続が重要になります。これは、拡張可能な小型サーバーにおける中心的な制約を示しています。1つの変更によって、本来ならストレージや別の周辺機器に使えるインターフェースが1つ消費される可能性があるのです。

Google DriveをSyncthingワークフローに置き換える

TommyはSyncthingをインストールし、MacBook ProとNASの間に共有フォルダーを作成します。設定済みのデバイスの一方でファイルが追加または変更されると、Syncthingがその変更をもう一方のデバイスへ伝播するため、フォルダーを従来型のクラウドドライブアカウントへアップロードせずに作業を続けられます。

Syncthingのドキュメントによると、ファイルの作成、変更、削除はデバイス間で複製されます。この動作は同期には便利ですが、意図しない削除や有害な変更まで広がる可能性があります。Syncthing自体を唯一のバックアップとして扱うべきではありません。

より安全なワークフローでは、ライブ同期フォルダーと保護された履歴を分離します。バージョン管理によって置き換えられたファイルの一部を復元できる場合がありますが、重要なドキュメントには、ユーザーの操作を継続的にすべてミラーリングしない独立したバックアップ先が必要です。

セルフホスト型フォトライブラリにImmichを使用する

スマートフォンの写真について、TommyはiCloud中心のワークフローのセルフホスト型代替としてImmichを使用しています。モバイルアプリは、選択したアルバムの新しい写真や動画をサーバーへアップロードできるため、NASがカメラロールの保護と整理に積極的な役割を果たします。

Immichのモバイルバックアップガイドでは、バックグラウンドアップロードがスマートフォンのOSの影響を受けることが説明されています。iOSでは「Appのバックグラウンド更新」を有効にする必要があり、バックグラウンド処理をいつ実行するかはImmichではなくOSが決定します。そのため、新しく撮影した写真がすぐにサーバーへ届かない場合があります。

Immichには独自のバックアップ計画も必要です。アプリケーションデータベースにはパスとメタデータが含まれ、アップロード先には元のメディアが保存されます。どちらか一方の層だけを保護すると、復元したライブラリが不完全になる可能性があります。関連するZimaSpaceの記事ZimaBoard 2で構築するプライベートImmichフォトクラウドでは、クリエイター主導の別のワークフローも紹介されています。

Tailscaleで外出先からNASにアクセス可能な状態を維持

SyncthingとImmichは、サーバーがローカルのデスクから離れても到達可能な状態を保つことで、最も役立ちます。TommyはTailscaleを追加してデバイス間にプライベート接続を作成し、認証済みクライアントがNASにアクセスして、外出中もファイル転送を続けられるようにします。

これにより、セルフホスト型アプリケーションをすべて個別の公開Webサイトとして扱う必要がなくなります。プライベートなオーバーレイネットワークは直接的な公開範囲を抑えられますが、アカウントのセキュリティ、デバイスの承認、OSの更新、アプリケーションの認証も依然として重要です。

リモートアクセスは、双方で利用できるネットワークにも左右されます。Wi-Fiの電波が弱い場合、モバイルデータの制限、家庭側のアップロード帯域の遅さ、サーバーのスリープなどにより、プライベート接続自体が機能していても同期が遅れることがあります。

Ethernetと壁コンセントからの電源を取り外す

初期バージョンはNASとして機能しますが、依然としてEthernetとコンセントが必要です。Tommyは元のM.2カードを、Wi-Fiを追加できるアダプターに交換し、サーバーを有線ネットワーク接続なしで家の中を移動できるようにします。

電源には、フレームの下に固定12Vバレル出力のバッテリーパックを取り付けます。必要な電圧とコネクターを一致させることが不可欠です。USBモバイルバッテリーが、すべてのサーバーに正しい固定出力を自動的に供給できるとは限りません。バッテリー、ケーブル、変換経路は、アイドル時の消費電力だけでなく、システムのピーク負荷にも対応できる必要があります。

この変更により、NASは無線の通信範囲とバッテリー容量の範囲内で持ち運べるようになります。ただし、突然のシャットダウンによるストレージ障害を防げるわけではありません。書き込み中にバッテリー残量低下による遮断が発生すると、転送が中断されたり、次回起動時にアプリケーションの復旧が必要になったりする可能性があります。そのため、電源計画には安全なシャットダウン動作と状態監視を含める必要があります。

3K OLEDタッチスクリーンを追加

Wi-Fiとバッテリー駆動により、部屋まで伸びるケーブルを2本減らせますが、NASの管理には依然として別のデバイスが必要です。そこでTommyは14インチ3K OLEDポータブルタッチスクリーンを追加し、システム自身のインターフェースを表示・操作できるようにします。

このモニターはタッチ入力、内蔵スタンド、VESAマウントに対応しています。サーバーフレームに直接取り付けるとケーブルの取り回しに支障が出るため、Tommyは回転式デスクスタンドを再利用し、空いている隙間に差し込んでクランプで固定したうえで、ディスプレイケーブルと電源ケーブルを整理します。

完成した構造は、従来型のノートパソコンではありません。ディスプレイ、ストレージ、バッテリー、ネットワーク接続を備えたモジュール式のパーソナルサーバーです。画面は取り外して、別のコンピューター用の外部モニターとして通常の用途に戻すこともできます。

タッチスクリーンにLinuxとCasaOSが必要な理由

ZimaOSは通常、別のデバイス上で動作するブラウザーから管理します。タッチスクリーンを直接接続しても、それだけでそのブラウザーを表示できるデスクトップセッションが作成されるわけではありません。そこでTommyは、ホストOSとしてLinuxをインストールし、ブラウザーベースでサーバーとアプリケーションを管理できるCasaOSを追加します。

これはアーキテクチャを変えます。従来のNAS体験は、より広範なコンピューター環境の中の1つのワークロードになります。ローカルデスクトップから管理インターフェースを直接開けるほか、Linuxによって、一般的なヘッドレスNASのワークフローには含まれないアプリケーションにもアクセスできます。

その代わり、メンテナンスの手間が増えます。所有者はLinuxデスクトップ、CasaOS、コンテナ化されたサービス、ストレージのマウント、タッチスクリーンの動作、起動順序を管理する必要があります。スタンドアロンのインターフェースが便利なのは、アップデートや再起動後もこれらのレイヤーが安定して復旧する場合に限られます。

ポータブルNASでレトロゲームを動かす

システムにLinuxデスクトップとタッチスクリーンを導入すると、Tommyはストレージ以外の用途として、Dolphinによるレトロゲームのエミュレーションを試します。Intelプロセッサーは最新のAAAゲームに適しているとはされていませんが、彼が試した往年のタイトルは驚くほど快適に動作します。

これは、ストレージ処理とゲーム処理が同じ負荷になるという意味ではありません。ファイル同期、写真処理、メディアのインデックス作成、エミュレーションは、CPU、メモリ、ストレージ帯域幅を奪い合う可能性があります。サーバーがアイドル状態ならゲームが滑らかに動作しても、大容量のアップロードやバックグラウンド処理が実行されている間は挙動が変わることがあります。

それでも、このテストはローカル画面が重要である理由を示しています。デバイスは無人時にはサーバーとして動作し、所有者が前に座ればインタラクティブなコンピューターになります。

バッテリー駆動時間と温度の結果

Tommyは、ZimaBoard 2システムとディスプレイの両方を動かすために、122Whのモバイルバッテリーを使用しています。彼の構成では、4K動画のストリーミングなら約3時間半、ゲームなら約3時間使用できます。

彼の報告によると、ゲームなどの高負荷時の温度は約40～45℃、アイドル時はおよそ30～35℃です。これらの数値は、彼が組み立てた構成、周囲の温度、アプリケーションの負荷、測定方法を示すものであり、すべての筐体、ドライブ、電源構成に共通する保証値ではありません。

実用的なポータブルサーバーは、ディスプレイの使用、ワイヤレス転送、ストレージへの書き込み、写真処理、インタラクティブアプリケーションを同時に実行する負荷でテストする必要があります。アイドル時の消費電力だけから算出したバッテリー駆動時間では、外出先でシステムを使い続けられる時間を過大評価する可能性があります。

ポータブルだからといって、データが自動的に保護されるわけではない

Tommyは重要な制限についても締めくくりで述べています。NASはあくまで1台の物理デバイスです。唯一のドライブが故障したり、ユニット全体が破損したり、ポータブルシステムを紛失したりすれば、ファイルも一緒に失われる可能性があります。

Immichは、アップロードしたメディアとデータベースの両方を、より包括的なバックアップ戦略で保護することを推奨しています。同様にSyncthingも、削除や変更が伝播する可能性があるため、同期はバックアップと同じではないと注意しています。サーバーを移動させる設計では、この2つの事実がさらに重要になります。

現実的な保護計画では、ポータブルNASを現用コピーとして使い、別のローカルデバイスまたはリムーバブルドライブに2つ目のコピーを追加し、デバイスから離れた場所に3つ目のコピーを維持します。セルフホスティングによって変わるのはバックアップを管理する人であり、バックアップそのものをなくしてはいけません。

このようなポータブルNASを構築すべき人は？

このプロジェクトは、カスタマイズ可能なローカルサーバーを重視し、ハードウェアの統合を楽しむクリエイター、旅行者、学生、ホームラボ構築者に適しています。特に、複数の個人デバイス間でファイルを移動する必要があり、従来型のデスクトップNASを持ち歩かずにストレージへ直接アクセスしたい場合に役立ちます。

サーバーを常にルーターと壁のコンセントのそばに置くなら、据え置き型NASのほうがシンプルです。必要なのが直接接続ストレージだけなら、通常の外付けSSDのほうが小型です。インフラの所有権よりも、手間のかからない冗長性とグローバルアクセスを重視するなら、商用クラウドサービスのほうが使いやすいでしょう。

これらのカテゴリーのどれか一つだけでは不十分なとき、Tommyの設計は魅力を発揮します。ポータブルドライブ、セルフホスト型アプリケーションサーバー、プライベートな同期エンドポイント、インタラクティブなLinuxコンピューターを、一つのモジュール式ビルドに統合しています。

パーソナルクラウドは所有者のワークフローを中心に構築できる

Tommy DoanのポータブルNASが成功しているのは、それぞれの改造が特定の不便に対応しているからです。Syncthingが作業ファイルを処理し、Immichがスマートフォンの写真を管理し、Tailscaleがプライベートアクセスを拡張し、Wi-FiがEthernetを不要にし、バッテリーが壁のコンセントを不要にし、タッチスクリーンが別の管理デバイスへの依存をなくします。

必ずしも最小・最もシンプルなNASになるとは限りません。これは、所有者がデータを保存し、アクセスし、操作する方法に合わせて作られたパーソナルサーバーです。そのカスタマイズ性と、それを維持する責任こそが、クラウドストレージをさらに借りることに代わる本当の選択肢です。

ハードウェアの組み立て、携帯用ディスプレイマウント、アプリケーションのワークフロー、バッテリーテスト、レトロゲームのデモンストレーションについては、Tommy Doanの完全な構築例をご覧ください。ほかのホームサーバービルダーとZimaBoard 2のプロジェクトアイデアを交換するには、ZimaSpace Discordコミュニティに参加してください。