译文 · 原文： Home Lab: The Accidental System · 作者 Brian T. Kelley
原文：https://alwaysprocessing.blog/2023/06/11/hl-accidental-system 发布：2023-06-11 作者：Brian T. Kelley 译者：MiMo；代码块保留英文原样 | 仅供个人学习与交流
我起初并没打算搭建一个家庭实验室，但它就这么自然而然地出现了。本文将分享我为解决零散问题所做的选择，以及这些选择如何积累成一套规模超乎预期的硬件与服务集合。
多年来，我为了应对各种即时需求，陆续购置了各类系统、设备与服务。然而，我并没有一个全局、连贯的规划，这种被动、临时的应对方式造成了不必要的折腾，尤其是在无线网络硬件方面。在接下来的章节中，我将按时间顺序，逐一介绍每一项重要投入及其驱动事件，以此展示我是如何意外地踏入家庭实验室搭建之路的。
家庭实验室的演进
网络，第一版
我在 2014 年 9 月搬进了一栋新的联排别墅，并带来了当时唯一拥有的网络基础设施：一台 AirPort Extreme [1]。我将它安装在三楼的接线柜中，让它和电缆调制解调器都隐藏在视线之外。然而，这个安装位置（位于房屋水平与垂直足迹的尽头）以及放置方式（置于金属箱内）对于全屋覆盖来说都是次优选择，因此我在一楼额外增加了一个有线连接的 AirPort Express 802.11n（第二代）接入点。
当时我的网络拓扑结构中的终端节点并不多（一部手机、一台笔记本电脑、一台工作笔记本、一台 Apple TV，可能还有其他几个设备），所以这个配置在最初几年里运行得还算不错。（我不认为终端节点是家庭实验室的一部分，因此相关提及会保持简洁，以紧扣主题。）
网络，版本 1.1
2017 年夏天，家里多了几位室友，那套备受质疑的 WiFi 系统亟待改善。但我既不懂问题所在，也不熟悉当时的主流方案，于是将 AirPort Extreme 更换为 AirPort Extreme 802.11ac，这稍微改善了 WiFi 覆盖。我们还通过以太网连接了几台设备来缓解一些遗留问题，使家庭网络连接总体达到” 够用” 的状态。
NAS，第一版
随着家里人增多、存储空间变小，我开始盘点可以丢弃的东西。硬盘实在太多了，于是我决定购买一台网络附加存储（Network-Attached Storage，NAS）设备来：
整合到单一设备中。当时我拥有 4 块 USB 2.0 硬盘、1 块 FireWire 400/800 硬盘、2 块 USB 3.0 硬盘和 1 块 Thunderbolt 2 硬盘。苹果在 2016 年全面转向 USB - C/Thunderbolt 3，这意味着我连接部分硬盘盒的能力正在倒计时。我尤其担心那个 FireWire 硬盘盒 —— 它不仅接口过时，还以 RAID 0 配置搭载了我最珍贵的数据 —— 如果真有必要换盒，我对其能否被其他盒子读取毫无把握 [2]。
提升硬件故障韧性。我曾遭遇过两次正在使用中的硬盘故障。其中一次没有任何备份，那过程非常痛苦。我原以为新购买的硬盘能安全使用一段时间，但它在购买后三个月内就坏了。另一次故障发生在外置备份硬盘上，我顺利地替换了它，没有造成额外麻烦。
确保数据可访问性。我当时家里没有书桌，每次连接硬盘都需要找个稳定的地方放置（所有硬盘都是旋转式机械硬盘），找到对应的电源适配器和数据线，再把所有东西插好。虽然偶尔使用尚可，但网络挂载方式连接起来要方便得多，而且可以在家里的任何位置使用。
当时，我认为网络附加存储（NAS，Network-Attached Storage）只是通过网络挂载提供访问的存储设备，所以很困惑为什么市面上那么多 NAS 设备会有各种不同的处理器和内存规格。我没有花时间弄清这个疑问，而是直接购买了当时评价最好、规格最低的设备 ——Synology DS216 + II，并安装了两块 10TB、7200 转速的 Deskstar NAS 硬盘（这是该型号支持的最大容量），配置成 RAID 1 模式。
群晖的责任随着时间推移逐渐增加（尽管规格严重不足，它仍能胜任），而且硬件至今仍在稳定运行。
网络 2.0 版
2018 年夏天，我们尝试在屋顶露台设置投影仪和 Apple TV，但 WiFi 覆盖需要改善，附近也没有以太网布线。由于苹果已正式停产 AirPort 产品线，我决定用新系统替换 AirPort 设备。在以太网可用的位置安装了 eero Pro（第二代），并在屋顶露台门边添加了一个 eero Beacon。最终，整栋房屋和屋顶露台的 WiFi 覆盖都达到了优秀水平！
网络 2.1 版
2020 年夏天开始居家办公几个月后，我有幸在开通第一天就装上了 CenturyLink 光纤网络。940 Mbps 对称连接相比 Xfinity 有线网络的 50/10 Mbps 带宽（译注：此处指下行/上行速率）有巨大提升，每月还便宜 20 美元！
我之前搬到了新家，这里的调制解调器 / 路由器配置与联排别墅不同：媒体柜内放置了有线调制解调器和一台 eero Pro，而 eero Pro 通过以太网连接至布线箱，其中包含一个交换机用于连接屋内其他接入点。
光纤互联网连接从外部接入点引入布线箱，因此需要将新路由器放置在此处。我曾考虑为布线箱额外购买一台 eero Pro，但世纪电信（CenturyLink）免费提供了 Actiontec C3000A，我不想在路由器上花费太多。同时我希望避免再次在金属箱体内安装 WiFi 接入点，尤其是当它附近存在更理想位置的接入点时。
于是，我选择了阻力最小的方案：将 Actiontec C3000A 用作布线箱内的路由器，并将媒体柜中的 eero Pro 重新配置为仅作为接入点使用。
Mac 主机，版本 1
苹果在 2020 年夏季宣布了从英特尔 CPU 向 Apple Silicon（苹果自研芯片）的过渡。我购买了一台 Mac mini (2018)（2018 款 Mac mini），以确保自己有一台可用于测试的英特尔 Mac，并能覆盖到英特尔 Mac 用户群体的尾声阶段。同时，我还购入了一台 Mac mini (M1, 2020)（M1 芯片，2020 款 Mac mini），以便拥有一台用于测试的入门级、第一代 Apple Silicon Mac。
NAS，版本 1.1
2020 年底，我在群晖（Synology）上又增加了两项服务，因此它不再仅仅是网络附加存储（Network-Attached Storage, NAS）。
我们大量使用 HomeKit（家庭套件），但有几台设备不兼容 HomeKit。在了解到群晖支持 Docker（容器化技术）后，我安装了一个 Homebridge 容器，并在一个晚上就让那些不兼容的设备通过 Homebridge 成功接入了 HomeKit。
在搬到西雅图之前，我已经将多年的家庭录像进行了数字化。现在，有了足够的上行带宽，并且在从火线（FireWire）硬盘盒中的磁盘恢复文件后，我希望能让家人（以及在家中）方便地观看这些录像。我尝试了群晖的 Video Station，它能用，但体验有些笨重。于是，我试用了 Plex。虽然设置起来需要更多的功夫，但它对所有人来说都更易用，这就是为什么我选择它来从群晖服务器上提供视频服务。
实验室，版本 1
我花了不少时间才为 Synology NAS 找到合适的安装位置。它需要以太网连接，但又需要防止意外碰撞。唯一满足这些要求的地方是电视的媒体柜。但这并不是理想位置，因为 Synology 会产生背景噪音，影响房间使用和看电视。
经过一番考虑，我购买了一个壁挂式机架，安装在设备间。选择壁挂式是为了将设备抬离地面，防止被水淹；选择机架是为了提供比普通架子更好的防碰撞保护。设备间没有以太网接口，但我从相邻房间的邻近端口拉了一根线过来。
我不推荐这种做法。机架会把 Synology 的噪音通过墙壁传导到相邻房间（虽然在这个案例中，噪音影响较小）。而且我选的机架深度不足，无法支持某些机架式服务器。
NAS，版本 1.2
我差点省略这部分，因为挺尴尬的。我主要使用的电脑没有定期备份，并且直到 2021 年 9 月 —— 购买群晖（Synology）近四年后 —— 才启用 Time Machine（时光机）支持🤦♂️。
实验室，版本 1.1
当遇到大风、强降水或大量降雪时，我们偶尔会经历轻微的电力波动或中断。在 2021 年深秋至初冬期间，这类事件频发，我担心这可能会损坏或导致群晖硬盘中的数据损坏。我购买了一台 CyberPower 1500VA / 900W 不间断电源（UPS），以确保未来的电力波动不会影响群晖，并保证在断电时群晖有足够时间安全关闭。
网络，版本 2.2
到 2022 年初，我的工作 VPN（虚拟专用网络）连接频繁中断。我不清楚这是由于 Actiontec C3000A 路由器的故障率升高，还是因为家庭网络流量已超出路由器的处理能力，亦或是问题一直存在但变得更加明显。
由于大多数推测都指向路由器，我并未尝试深究问题根源，而是将其更换为 Ubiquiti EdgeRouter 12。效果非常显著 —— 网络吞吐量有了明显提升，且连接中断的情况消失了。
NAS，版本 1.3
许多公司都在探索日历管理与共享解决方案，但通讯录和联系人获得的关注较少。我有一些联系人共享的使用场景，因此安装了 Synology Contacts 来看看它能否满足我的需求。它在有限场景下确实运作良好，我目前也在使用，但同时也在寻找更完善的方案。
NAS，版本 1.4
我使用 NetNewsWire 来跟踪众多订阅源和博客。遗憾的是，出于未知原因，我一直无法让 iCloud 同步功能正常工作。我希望在不同设备间同步订阅源和已读状态，因此在 2022 年 12 月假期期间，我在 Synology 上搭建了一个 FreshRSS 容器，并将订阅源迁移至这个自托管服务。将 NetNewsWire 作为主要客户端，配合 FreshRSS 作为后端，使用效果相当不错。
总结
在超过 8 年的时间里，我的家庭计算基础设施从一个简单的路由器 / 无线接入点安装，演变成了支持半打服务的各类硬件混合体。截至 2023 年 4 月底，我的家庭实验室由以下部分组成：
硬件：
- CyberPower 1500VA / 900W UPS（不间断电源）
- ECHOGEAR 10U 网络机柜
- 三个 eero Pro（第二代）和一个 eero Beacon
- 搭配两块 10 TB 7200 RPM Deskstar NAS 硬盘的 Synology DS216 + II
- Mac mini (2018)
- Mac mini (M1, 2020)
- Ubiquiti EdgeRouter 12
服务：
- FreshRSS
- Homebridge
- Plex
- SMB 文件服务
- Synology Contacts
- Time Machine
在此期间，随着需求变化，我淘汰并替换了以下硬件：
- Actiontec C3000A
- AirPort Extreme 802.11ac
- AirPort Express 802.11n（第二代）
- AirPort Extreme 802.11n（第二代）