HomeLab 搭建指南 (一):万物之始 —— 需求分析与硬件选型
在云服务订阅制盛行的今天,我们依然选择搭建 HomeLab(家庭实验室),这不仅仅是为了拥有一台服务器,更是一场关于数据主权的实践。本文将作为系列开篇,分享我对 HomeLab 的架构设计理念、硬件选型逻辑以及最终的落地方案。
一、 为什么我们需要 HomeLab?
在这个数据即资产的时代,将照片、密码、笔记等核心数据托管于第三方云服务,始终面临着隐私泄露与服务关停的风险。HomeLab 的本质,是将云服务私有化,让数据回归物理硬盘。
核心收益
- 数据主权:我的数据,我做主。不被算法裹挟,不受平台限制。
- 隐私保护:密码管理(Bitwarden)、个人云盘(Nextcloud)等敏感服务不出局域网。
- 技能精进:它是最佳的练兵场,涵盖虚拟化、容器编排、网络安全等全栈技能。
- 折腾之乐:享受从零构建系统的成就感(工程师的浪漫)。
隐性成本
当然,入坑前需保持清醒:
- 初期投入:硬件购置费用。
- 运维成本:需要持续投入时间进行维护、更新和排查故障。
- 电费支出:以 30W 功耗为例,7x24 小时运行年电费约 160 元(0.6元/度)。
二、 架构哲学:AIO 还是分布式?
HomeLab 界流传着两种主流架构,选择哪种决定了后续的硬件路线。
1. All-in-One (AIO):集中式架构
一台高性能服务器,通过 ESXi 或 PVE 虚拟化所有服务(软路由 + NAS + 媒体中心 + Windows)。
- 优点:资源利用率极高,不仅省空间,数据交换速度也快(虚拟网卡)。
- 痛点:All-in-One = All-in-Boom。只要宿主机维护重启,全屋断网、服务全停,家庭和谐度直线下降。
2. One by One:分布式架构
路由器只做路由,NAS 只存数据,计算节点只跑服务。专机专用,松耦合。
- 优点:容错率高,单点故障不扩散;升级灵活,可逐步添置设备。
- 痛点:设备数量多,管理相对分散,且增加了物理接口的占用。
我的选择:One by One + KISS 原则
我倾向于 分布式架构,并严格遵循 KISS (Keep It Simple, Stupid) 原则:
- 网络与存储分离:路由器挂了不影响 NAS,NAS 挂了不影响计算节点。
- 计算无状态化:所有应用服务容器化(Docker),配置文件与启动脚本托管于 Git。
- 可迁移性:硬件故障时,能在任意一台新机器上通过
git clone+docker compose up瞬间恢复服务。
三、 硬件选型方法论
在下单之前,我们需要建立一个清晰的决策矩阵。
1. 平台之争:x86 vs ARM
这是很多新手纠结的点,尤其是 Mac Mini M4 发布后。
| 维度 | x86 平台 (Intel/AMD) | ARM 平台 (Mac Mini/树莓派) |
|---|---|---|
| 生态兼容性 | 完美。Docker 镜像全,虚拟化方案成熟 (PVE/ESXi)。 | 受限。部分镜像无 ARM 版,折腾成本高。 |
| 虚拟化能力 | 强。各种硬件直通 (PCIe Passthrough) 玩法丰富。 | 弱。macOS 并不适合作为底层 Hypervisor。 |
| 扩展性 | 高。M.2、SATA、PCIe 接口丰富。 | 低。内存硬盘不可升级,外接依赖雷电接口。 |
| 功耗 | 中高。尤其高性能 U 发热量较大。 | 极低。能效比无敌,静音体验极佳。 |
结论:除非你只需跑极其简单的服务且已有 Mac 设备,否则 x86 是 HomeLab 的唯一正解。其可玩性、兼容性和性价比远超 ARM 平台。
2. 性能需求金字塔
- 入门级 (N100):适合轻量软路由、简单 NAS、跑几个 Docker 容器。
- 进阶级 (Ryzen/Core i5/i7):适合重度虚拟化、媒体转码 (Jellyfin/Plex)、编译代码、跑 Windows 虚拟机。
四、 实战:我的硬件清单
基于“性能与功耗平衡”的考量,我构建了如下的硬件组合:
1. 核心计算节点:天钡 GEM12 Max
这是 HomeLab 的大脑,运行 Proxmox VE (PVE)。
- CPU: AMD Ryzen 9 6900HX (8核16线程,性能过剩的安心感)
- GPU: Radeon 680M (核显性能强劲,支持 AV1 等多格式硬解)
- 内存: 32GB DDR5 4800MHz (虚拟机的温床)
- 存储: 1TB NVMe SSD (系统与虚拟机镜像)
- 网络: Intel i226V 2.5G 网卡
- 总成本: 约 ¥2500 (准系统+内存+硬盘)
选购逻辑:6900HX 的性能足以支撑未来 3-5 年的需求,且 680M 核显在媒体转码方面表现优异。
2. 网络基础设施
- 主路由: TP-LINK 7DR7290 (Mesh 主节点)
- AP: TP-LINK XDR5480 (覆盖全屋 WiFi)
- 交换机: TP-LINK 8口千兆交换机 (有线设备互联)
3. 数据存储 (NAS)
- 设备: 群晖 DS216+II
- 定位: 纯粹的文件服务器 (File Server) 和 备份中心。不跑 Docker,不跑繁重业务,保证数据存储的绝对稳定。
五、 部署架构图
我的 HomeLab 采用了 逻辑 AIO,物理分离 的混合模式:
graph TD
%% 样式定义
classDef ext fill:#f5f5f5,stroke:#666,stroke-width:2px,color:#333;
classDef hw fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px,color:#0d47a1;
classDef vm fill:#fff3e0,stroke:#ef6c00,stroke-width:2px,color:#e65100;
classDef svc fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1px,stroke-dasharray: 5 5,color:#1b5e20;
Internet(("互联网")):::ext ==> Modem["光猫 - 桥接模式"]:::hw
subgraph GEM12 ["GEM12 Max - PVE 宿主机"]
direction TB
subgraph Hardware ["硬件层"]
NIC_WAN["网口 1 - 直通"]:::hw
NIC_LAN["网口 2 - 物理"]:::hw
iGPU["AMD 680M 核显"]:::hw
end
subgraph Virtualization ["虚拟化层"]
VMBR0["虚拟网桥 vmbr0"]:::hw
subgraph VM_OpenWrt ["VM: OpenWrt 主路由"]
Wrt_WAN("WAN 口"):::vm
Wrt_LAN("LAN 口"):::vm
end
subgraph VM_Ubuntu ["VM: Ubuntu Server"]
Jellyfin("Docker: Jellyfin"):::svc
end
subgraph VM_HA ["VM: HomeAssistant"]
HAS("HASS OS"):::svc
end
end
end
%% 物理连接
Modem ==> NIC_WAN
NIC_LAN ==> Switch["千兆交换机"]:::hw
%% 逻辑连接与虚拟化映射
NIC_WAN ==> Wrt_WAN
Wrt_LAN <--> VMBR0
VMBR0 <--> NIC_LAN
VMBR0 <--> VM_Ubuntu
VMBR0 <--> VM_HA
%% 硬件直通关系
iGPU -.->|PCIe 直通 - 硬解| Jellyfin
%% 外设与终端
Switch --> NAS["群晖 NAS - 纯存储"]:::hw
Switch --> AP["无线 AP / Mesh"]:::hw
Switch --> Gateway["智能网关"]:::hw
AP -.- WiFi_Dev["手机 / 平板 / IoT"]:::ext
Switch --> Wired_Dev["PC / 电视 / 游戏机"]:::ext
%% 数据流向
Jellyfin -.->|SMB/NFS| NAS
HAS -.->|局域网控制| Gateway
架构亮点:
- OpenWrt 虚拟化:利用 PVE 的高性能网卡直通,跑满 2.5G 内网带宽。
- Jellyfin 硬解:将 680M 核显直通给 Ubuntu 虚拟机,实现流畅的 4K 转码。
- GitOps:所有的 Docker Compose 文件都存储在 GitHub 私有仓库中。部署新服务只需一行命令:
git clone my-homelab-config && docker compose up -d
六、 避坑指南与建议
HomeLab 的核心不在于硬件有多贵,而在于架构是否优雅、维护是否省心。
- 关于预算:
- ¥1000-2000:推荐 N100 迷你主机,性价比之王。
- ¥2000-3000:推荐 AMD 6000/7000 系迷你主机(如 GEM12),性能强劲,进退自如。
- 切记避坑:
- ❌ 不要用 ARM 做主力:除非你只跑极其基础的服务。
- ❌ 不要过度追求企业级硬件:二手服务器噪音大、功耗高,不适合家用。
- ❌ 不要忽视数据备份:RAID 不是备份,重要数据请遵循 3-2-1 原则(本地+异地/云端)。
万事俱备,硬件已就位。在下一篇文章中,我将手把手带你完成 Proxmox VE (PVE) 的安装与初始化配置,正式开启 HomeLab 之旅。