Home Lab入門者のためのガイド

• Home Labとは、失敗を経験できる個人的な空間であり、実験を安全に行える場所
• 技術者やシステム管理者は、本番環境の機器で新しいことを試すと好ましくない結果を招く可能性があるため、ホームラボを構築する
• ホームラボは、リモートバックアップ、ネットワーク監視とアラート、有線UAP APなど、さまざまな目的に利用できる

ホームラボは設置場所が重要

• ホームラボの設置場所は重要な要素によって決まり、これには室温と換気、機器周辺の作業スペース、ネットワークケーブルの長さとアクセス性、電源、ホームラボから発生する騒音などが含まれる
• ホームオフィス、リビング、クローゼット、地下室、屋根裏、ガレージなど、さまざまな場所の長所と短所を検討する必要がある

ネットワーク vs. サーバーラック vs. キャビネット?

• 機器をどう収納するかを決める必要があり、ネットワークキャビネットやラックはサーバーキャビネットやラックと混同されやすい
• ネットワーク機器は一般的にサーバーより奥行きが浅く、発熱も少ないため、ネットワークキャビネットやラックはサーバーキャビネットやラックほど深くない
• キャビネットは扉や取り外し可能な側面を持つ密閉空間であり、ラックは半開放型または完全開放型のフレーム

おすすめのホームラボ用ハードウェア

• 機器の最大奥行きを測定し、上記の助言を踏まえたうえで、最初のハードウェアを購入する段階になる
• ISPのケーブルモデムを交換するところから、ホームラボを構築できる

ISPケーブルモデムを交換すべきか

• ISPのケーブルモデムを交換することは費用面で意味があり、性能、信頼性、セキュリティを向上させられる

ホームラボ用ラックの選択

• ラックユニットは、19インチおよび23インチのラックフレームと機器の高さを測る単位

ホームラボ用UPS（無停電電源装置）

• ホームラボに必要なUPSは、短時間の運用を支えられる十分なランタイムを提供する必要がある

汎用ホームラボ用ラックシェルフ

• 機器を冷却し、ケーブル管理をしやすくするために、通気性の良いラックシェルフを使用する

ラックマウント型ホームラボ用電源供給装置

• UPSに接続し、ほかの機器やデバイスの電源オン/オフを簡単に行える便利なハードウェア

ラックマウント型ホームラボ用冷却ファン

• 機器の温度を最適に保つことで過熱を防ぎ、性能を安定して維持し、寿命を延ばす

ホームラボ用ルーターとスイッチ

• Cisco、Ubiquiti、TP-Linkは、ルーティングとスイッチングの両方の要件を満たせる機器を提供している

ホームラボ用パッチパネルとネットワークケーブル

• ホームラボに必要なパッチパネルとネットワークケーブルを選ぶ際は、シンプルに保つことが重要

ホームラボ用サーバー

• ホームラボで何をホストするかによって推奨されるサーバーは大きく変わるため、具体的なサーバーは推奨しない

要約と結論

• ホームラボを構築する際は、自分の情熱を見つけ、ホームラボを使って学び、失敗し、成功することを楽しむべき
• 消費電力に注意し、拡張の余地を残して計画し、小さく始めることもできる
• ハードウェアについて性急な判断を避け、コミュニティフォーラムでほかの技術者やシステム管理者からフィードバックを得るべき

GN⁺の意見

• ホームラボは、IT専門家に対して自分の技術を実験し向上できる安全な環境を提供する
• ホームラボの構築は、ネットワーク管理、サーバーホスティング、セキュリティ演習など、さまざまな実践機会を提供し、実務能力を強化できる
• ホームラボを構築する際は、機器の消費電力と発熱を考慮し、効率的な冷却システムを設計する必要がある
• ホームラボの構築に関心がある初級ソフトウェアエンジニアは、まず簡単なネットワーク設定から始め、徐々に複雑なシステムへ拡張していくのがよい
• ホームラボ構築時に考慮すべき事項としては、予算、スペース、機器の互換性、拡張性などがあり、これらの要素を十分に考慮して計画を立てる必要がある

[GN⁺]

Hacker Newsのコメント

• 記事は良いが、その規模と範囲はやや気後れさせるかもしれない。ホームラボは単に机の上の1台のNUCでもよい。64GB RAM搭載のNUCなら多くのものを収容でき、24時間365日運用にも効率的だが、CPU負荷が継続すると騒音が出ることがある。その場合は、eBayで手に入るDellのSFF OptiPlexやPrecision Towerへ拡張できる。こうしたDell SFFは小型で、適切なデスクトップ/サーバーとして静かなファンを備えており、10G Mellanox 3カードを搭載できる。電力やスペースの制約を避けるには、OptiPlex以上の12世代CPU搭載モデルを使うのがよい。i5-12500搭載の中古品はすでにかなり安い。必要ならLGA1700でi9-14900（non-K）を載せることもできる。
• ホームサーバーでProxmoxを使うことへの賛辞。25年間自宅でLinuxサーバーを運用してきたが、常に単一のUbuntuシステムを手作業で管理するのは大きな苦痛だった。Proxmoxは、単一のハードウェア上で複数のコンテナとVMを非常に簡単に管理できるようにしてくれる。単一のUbuntuシステムを仮想化するだけでも、バックアップや高可用性などの利点がある。今ではサービスをそれぞれ独立したコンテナに分離し始めており、とてもすっきりしている。
• ホームラボをIKEA FRIHETENソファの中に数年間設置していた経験。利点としては、アクセスしやすいこと、電源ケーブルとLAN/WANケーブル以外は完全に見えないこと、ケーブル配線が簡単なこと、内部レイアウトや配線がしやすいこと、無料の騒音低減、冬は暖かいこと、点滅するライトを配偶者が気にしないこと、UPSやディスクベイを買っても配偶者に気づかれないことなどがある。欠点としては、中で作業しにくいこと、座ったり開け閉めしたりすると振動が生じることがあること、熱の問題（クローゼットより悪くはない）、誤って飲み物をこぼすリスク（たいていは設計上ハードウェアの下に流れる）、家具を動かす際にケーブルを抜いてしまうリスクなどがある。
• ホームラボを構築する際はnixディストリビューションの利用を勧める。システムが動いたらそのままにしておけるし、nixを使えばすべてのシステム状態がgitに記録される。6か月前にどうやって問題を解決したか思い出す必要もないし、Ubuntuのディストリビューションアップグレード後に手動でシステムを再構成する必要もない。インストールしたパッケージ、設定した内容など、すべての変更がgitログに残るので、ドキュメントとしても使える。
• かなり大規模なホームラボを時間をかけて構築し、うまく動いていて気に入っている。災害復旧が本当の問題だ。すべてを複製するには永遠に近い時間がかかりそうで、ルーター設定、スイッチ設定、NAS、さまざまなVLANに散らばった複数のDockerコンテナなどをすべて覚えていられる自信がない。最初はネットワークをマッピングしたが、時間がたつにつれて最新状態を維持できなくなった。インフラの図を描き、文書化し、最新状態を保てる良いツールがないか尋ねている。バックアップとアップグレードも継続的な問題だ。コンテナを設定して6か月後に戻ってくると、自分が何をしたのかまったく思い出せない。NUC、NAS、デスクトップ、サーバーなど複数のマシンにまたがって数十個のコンテナが散在しており、各コンテナサービスごとにどこにバインドマウントすべきか、どのユーザーで実行すべきか、どんな権限が必要かなどがある。すべてを頭の中で保持するのは難しく、実質的に不可能だ。集中管理インターフェースからバックアップ、復元、アップグレードを行いたい。VMの複製やスナップショットが恋しい。Proxmoxマシンでは今でもいくつかVMを動かしているが、ホームラボ全体についてはそうではない。理論上は家が燃えても完全に環境を復旧できるようなソリューション、あるいは少なくともそこへ向かう仕組みに移行したい。自宅環境を管理するためにKubernetesを全面採用するよりもっと簡単なものがあるはずだ。他の人たちは何を使っているのかと尋ねている。
• ホームラボ界隈は素晴らしい。誰もがさまざまな目標を持っている。低消費電力、興味深いプロセッサ、データ所有権、HA、UPS/家全体のUPSなどがあり、自宅はそうした重なり合う関心の唯一の共通交点だ。さらに魅力的なのは、この分野に惹かれる人の幅広さで、専門家から業界外の人までさまざまだ。ホームラボに深くはまり込むことで、インターネット初期の魔法をもう一度感じられる。
• 最近、12コア/24スレッドと128GB ECC RAMを備えた古いMac Pro 2013（ゴミ箱型）を購入し、「常時稼働」マシンへアップグレードした。総額は500ドル。Ubuntu 22.04をインストールしたところ、すぐに動作した（23.10にはいくつか問題がある）。残念ながら、内蔵のAMD Radeon GPU 2基を完全に停止/無効化するのは難しい、あるいは不可能だ。vgaswitcherooを使って片方のGPUを停止し、もう片方をD3hot状態に設定することで、アイドル時に約99Wの消費電力を実現している。Intel NUCはアイドル時にほとんど何も消費しない（Thunderboltエンクロージャ経由で4台のNVMeディスクを接続していても、UPSは出力0Wと表示する）。家を空けるときに100Wの発熱装置を24時間365日動かしたくないので、引き続きNUCを使う必要がある。
• ホームラボに対する別の視点。設置場所は地下の書斎の棚の上。換気は問題なく、WiFiも悪くはないが最高ではない。ハードウェアは近所の物々交換会で手に入れた古いPC。別の古いPCから持ってきたRAMを追加し、ハードドライブとWiFiカードを購入した。ソフトウェアはDebian stableとpodman/podman-compose。役に立つサービスはすべてcomposeファイル付きのフォルダとして管理している。podman-composeを使ってsystemdユニットに変換している。記事にあるようなものが関心事なら、それはそれで素晴らしいし、思い切りやればいい。ただし、それは決して必須ではなく、今すぐやる必要もない。この古くてほとんど無料同然のPCで、家族が毎日使う複数のサービスを動かしているが、16GB RAMの半分も使っておらず、CPU使用率も5%を超えない。
• ホームラボ機器が非技術系の生活空間にあるなら、騒音、照明/ディスプレイ、そして目立たなさについて考える必要がある。アパート住まいとして、長い間クローゼットに置いていた。リビングに移した後の対策としては、IKEA CORRASキャビネットを使って他の家具と調和させた。ラックマウントポストはあったが出っ張っていたので取り外した。騒音を減らすため、ファンレスか少数のNoctuaファンで冷却できる機器を使っている。1U PSUのファンをNoctuaに交換したこともある（少しのはんだ付けと悪態が必要だった）。Atomサーバーは、PSUを除けばデータセンター以外の環境ではファンレスで運用できる。今のところ唯一静かでないサーバーは3090 GPUサーバーで、需要に応じて回転するよう設定している。この場合、ノートPCからWake-on-LANコマンドを実行できるが、IPMI、PDU、IoT電源コンセントを使う方法や、3090とファンをソフトウェアで停止する方法を探すこと、あるいはKubernetesで自動化することも考えられる。照明については、明るすぎるインジケーターLEDを白いラベルメーカー用テープで覆って使っている。不要な光には黒いラベルメーカー用テープを使う。コンソールについては、ラックコンソールをスライドアウトして使うのを好み、とくにIBMのヴィンテージTrackPointキーボード付きのものが好きだ。リビングに監視ディスプレイを置きたいなら、少なくともキーボードはスライドアウト式の引き出しに入れる。また、不要な機器は処分する。そうしないと必要なラックスペースが2倍以上になり、リビングでオーディオ機器のように見せることも難しくなる。アパートで今すぐルーターまで扱いたくないなら（サーバーだけなら）、プラスチック製のOpenWRTルーターを検討するとよい。ルーター、スイッチ、パッチパネルなど数ラックユニット分を置き換えられ、外部WiFi APや配線も不要になるかもしれない。
• 昨年からホームラボ環境を構築・維持しており、本当に素晴らしい経験になっている。コンテナ、仮想マシン、ネットワーキングについて多くを学んだ。paperless-ngxやimmichのような一部のセルフホストアプリケーションは、機能面で独自クラウドソリューションよりはるかに優れている。tailscaleのようなVPNサービスを追加すれば、今では世界中どこからでもホームラボにアクセスできる。唯一足りないのは、NUCやミニPCのような低消費電力マシンを用意して、24時間365日必要なサービスをそちらにオフロードし、電気代を節約することだ。週末に定期的なメンテナンスとアップグレードを行うだけの気力があるなら、ホームラボ構築は100%おすすめできる。