7年前、初めての自宅サーバーを自作しました。ソフトウェア開発の作業が速く、楽しくなったので、そこから自宅サーバーの世界にのめり込んでいきました。自作のストレージサーバーや、別の開発用サーバー、そして専用のファイアウォールも作りました。

あるとき、妻がやんわりと「仕事部屋、見苦しい配線だらけになってない？」と言いました。「え？」と私は返しました。「これが普通の配線量だよ」。でも、改めて部屋を見回すと、確かに配線がかなり多いことに気づいたのです……

多くのホームラボ愛好家はサーバーラックを買いますが、自分はラックを使うタイプではないと思っていました。そこまでサーバーにのめり込んでいるわけではなく、VM用のサーバーがここに、データ保存用のサーバーがあそこに、といった程度で、スイッチが数台散らばっているだけでした。ラックを買うということは、自分が単なるライトな自宅サーバー好きではなく、ガチなホームラボおたくであることを認めることになる気がしたのです。

ある日、ついに観念してラックを買いましたが、結果として大正解でした。サーバーの扱いが格段に楽になり、あの配線のカオスも解消されたのです。

前置きはいいからラックを見せてくれ

説明を飛ばしてラック本体が見たい方は、下の最終的な構成をご覧ください。

ホームラボとは？

「ホームラボ（homelab）」は、この10年ほどで広まった口語的な言葉です。

ホームラボとは、自宅の中に、通常はオフィスやデータセンターにあるようなIT機器やソフトウェアを試せる場所を作ることです。仕事で必要な新しいスキルを練習する場にも、単純に面白いテクノロジーで遊ぶ場にもなります。

なぜ自宅にサーバーラックを作るのか

サーバーを触ったことがない方からすると、なぜわざわざ家に何台もサーバーを置き、ましてやそのための小さな祭壇まで作るのか不思議に思えるかもしれません。

人によってホームラボを始める理由はさまざまですが、私の場合は次のとおりです。

• ソフトウェア開発：仮想マシン用に専用サーバーを使っています。メインのワークステーションを再起動したりアップデートしたりしても、サーバー側で動いているものに影響が出ません。ほかのプロジェクトに影響を与えず、気軽に新しい実験用のVMを立ち上げられます。
• ストレージ：デバイスごとに大容量ハードディスクを買ってデータを分散させるよりも、すべてのデバイスで共有できる大容量ストレージを一か所に持つ方が便利です。ストレージサーバーではZFSを使っており、ハードディスクが1台故障してもデータを失うリスクを抑えられます。
• ネットワーク：オープンソースのソフトウェアで自作ルーターを組むことで、ネットワークをより細かく制御でき、一般的な家庭用ルーターにありがちな不安定なソフトウェアから解放されます。

なぜこのガイドを書くのか

初心者による初心者のためのガイド

ここ数年ホームラボでいろいろ試してきたとはいえ、サーバーラックを組むのは今回が初めてです。ですので、このガイドは初心者向けの内容になっています。

これまで読んできたサーバーラックに関する記事は、どれも20台目のラックについて語るような内容でした。なぜそのパーツを選んだのか、なぜ別の選択肢を却下したのかが説明されていません。長年やっているうちに、判断が無意識になっているのです。

今回は初めてラックを組む立場なので、知の呪いから自由でいられます。初めての人間がどのようにこのプロセスに向き合ったのかを、順を追ってお伝えします。

利益相反なし

この記事を書くにあたって、誰からも報酬を受け取っておらず、製品の無償提供も受けていません。満足させるべき広告主も、維持すべきパートナーシップもありません。

多くのホームラボ系ブログがアフィリエイトリンクで運営されているというのは、あまり心地のよくない事実です。記事内のリンク経由で読者が製品を購入すると、著者に手数料が入る仕組みです。

アフィリエイトリンクを使いながらも有益な情報を提供している著者はいますし、優れたホームラボブロガーの中にはその方法で活動を支えている人もいます。それでも、アフィリエイトリンクは著者と読者の間に利益相反を生みます。販売者がリンクに対して歩合の報酬を支払う場合、著者は高額な製品や質の低い販売者を推奨する動機を持ってしまうのです。

自分が清廉潔白だと主張したいわけでも、お金のために書いている人を非難したいわけでもありません。ただ、私の動機は読者の利益により近いものだと思っています。ブログを書くのは虚栄心からです。投稿が面白い、役に立ったと言ってもらえるのが嬉しいのです。思考過程を文章にすることで自分のやり方を改善できますし、読者から有益なフィードバックももらえます。

私のラックには、私が開発したハードウェアであるTinyPilotが含まれていますが、それがほかの選択に影響を与えることはありません。TinyPilotについて触れる際は、その関係性を必ず明記します。

ラック選び

サーバーラックを作るとなると、まずラック本体から選びたくなるものですが、実際はそう単純ではありません。

ラック選びは反復的なプロセスです。ラックに何を載せるかが決まらなければ、どのタイプのラックを買うべきか決められません。しかし、どんなラックがあるのかを知ることで、どのパーツを買うべきかも見えてきます。

私がラックを選んだ手順は次のとおりです。

1. ラックをざっと眺めて、価格帯や機能、サイズの選択肢を大まかに把握する。
2. ラックに載せたいパーツの概略リストを作る。
3. そのパーツに必要なラックの高さと奥行きを計算する。
4. 条件に合うラックの候補を絞り込む。
5. 最終決定するまで2〜4を繰り返す。

何U必要か？

ラックの容量はラックユニット（U）で表されます。1ラックユニットは1.75インチです。ラックは数字の後にUを付けて表記されるのが一般的で、たとえば8Uラックなら8U分、つまり8×1.75インチ＝14インチ分の高さに機器を収納できます。

ラックマウント用に設計された機器の高さは、ラックユニットの倍数になっています。ネットワークスイッチの多くは1U、バッテリー（UPS）は通常2U、サーバーは一般的に2Uです。

小さすぎるラックを買って収納しきれなくなるのも困りますが、かといって将来使いもしないほど巨大なラックを置いて垂直方向のスペースを無駄にするのも避けたいところです。

パーツを選ぶ際は、必要なU数を合計していきます。今後数年でどれくらい拡張したいかを考えて、少し余裕を持たせておくとよいでしょう。

奥行きはどれくらい必要か？

サーバーラックの奥行きはさまざまです。多くのラックは最大50インチにもなるエンタープライズ向けサーバーを想定して設計されています。

職場にはHP ProLiant DL380 G7というサーバーがありますが、これがとにかく扱いづらいのです。奥行きは29インチ、重量は50ポンドもあります。ラックに載せるのも一苦労で、売却する時も大変そうです。

自宅の仕事部屋はそれほど広くないので、ラックが部屋を圧迫するのは避けたかったのです。そのため、自宅用ラックではフロントマウントだけで済むような奥行きの浅い機器に限定することにしました。

奥行きが少なくとも19インチあるラックを探しました。これなら棚やフロントマウントのサーバーシャーシを取り付けつつ、余計なスペースを取らずに済みます。

4ポストと2ポスト、どちらが必要か？

ラックには2ポストと4ポストの2種類があります。4ポストなら機器を前後両方で固定できます。

奥行きが長く重量のあるサーバーを載せる予定なら、両端でしっかり固定する必要があります。スペースを最小限にしたいなら2ポストでも十分かもしれません。

私はフロントマウントの機器しか考えていなかったので2ポストでもよかったのですが、4ポストの方が頑丈そうだったので、せっかくだからそちらにしました。

キャスターは必要か？

ラックの中には全体を移動できるキャスター付きのものがあります。ラックの裏側を簡単に掃除したかったので、私にとってキャスターは必須の機能でした。

候補

15Uでも十分そうでしたが、18Uとの価格差がわずかだったので、3U分の余裕を取っておくことにしました。

レビュー：StarTech 4POSTRACK18U 18Uラック

• 評価：A

このラックはとても快調です。頑丈な作りで、キャスターのおかげで移動も簡単です。

組み立ては簡単でした。最初から最後まで2時間半ほどで完了しました。少し気になったのは、部品にラベルが一切ないことです。ただ、形状から説明書と照らし合わせることができました。

このラックは奥行きを調整でき、私は最も浅い22インチに設定しました。ただし、最浅時に一部のネジ穴に手が届かなくなるという設計上の欠点があります。私は一度奥行きを広げて、届かない箇所をネジ止めしてから、再び浅い位置に戻すことで対処しました。

ネットワークスイッチ選び

ネットワークスイッチ選びは、ラック全体の中でも最も悩んだ部分でした。

スイッチは価格が跳ね上がりやすいので、300ドルも払ったあとで別途買い足したり、すぐに買い替えたりする事態は避けたかったのです。

どの速度が必要か？

よほど特殊なものでない限り、ラックマウント用スイッチで選べる速度は次のとおりです。

• 1 Gbps
• 2.5 Gbps
• 10 Gbps

私は10年以上、1GbpsのEthernetで十分にやってきました。仕事のほとんどはオンラインなので、ボトルネックは家庭内ネットワークよりもプロバイダー側だったのです。

ただ最近、自宅のストレージサーバーのボトルネックが1Gbpsスイッチにあると感じるようになり、ネットワークのアップグレードに興味が出てきました。

1Gbpsで満足してきたことを考えると、10Gbpsは大きすぎる飛躍に思えました。しかし、2.5Gbps機器について調べるほど、不安定で信頼性が低いという不満を目にしました。2.5Gbpsに上げるのも10Gbpsに上げるのも同じくらい大変なら、いっそ10Gbpsにしてしまえ、というのが大方の意見のようです。

実際、私も手こずりましたが、詳しくは後述します。

マネージドとアンマネージド、どちらを選ぶ？

ネットワークスイッチにはマネージドとアンマネージドの2種類があります。

• マネージドスイッチでは、スイッチのルールや設定を自分で構成できます。マネージドが必要になる最も一般的な理由は、セキュリティを高めるために仮想ネットワーク（VLAN）を作りたい場合です。

• アンマネージドスイッチは設定機能がありません。ネットワークトラフィックを中継するだけの単純な箱です。スイッチに接続されたどのホストも、ほかのどのポートにもトラフィックを送ることができます。

私はシンプルなアンマネージドスイッチが欲しかったのです。マネージドを使ったことがなく、余計な設定を管理したくありませんでした。

ところが、条件に合うスイッチはどれもマネージドしかなく、結局マネージドを選びました。実際に使ってみると、ネットワーク上のデバイスごとにVLANを分けられるのはなかなか楽しく、今ではすべての機器をVLANで分けたくてたまりません。

PoE対応と通常のEthernet、どちらを選ぶ？

低消費電力の機器の中には、Ethernetケーブルから供給される電力だけで動くものがあります。これをPower over Ethernet（PoE）と呼びます。

たとえば、自宅のWi-FiアクセスポイントであるRuckus R310はPoEに対応しており、電力とネットワーク接続を1本のEthernetケーブルでまかなえます。

PoE機器を使うには、PoE対応のスイッチが必要です。

PoEスイッチの欠点は、消費電力が大きく、価格も高いことです。PoE機器がないのにPoEスイッチを買っても、PoEでない機器は普通に動きますが、不要な機能にお金と電力を浪費することになります。

ポートは何個必要か？

当然、スイッチは有線でつなぐ機器の数以上のポートが必要です。

難しいのは、現在の必要数に加えて何ポート余分に用意するかです。これは今後数年でホームラボをどれくらい拡張するかにかかっています。

後からスイッチを追加することもできますが、高価なスイッチを数年で丸ごと買い替えるのは避けたいところです。また、もっとポートの多いスイッチを最初から買っておけば、追加のスイッチのために貴重な1Uを失わずに済みます。

私は現在Ethernetポートを持つ機器を8台持っているので、少なくとも16ポート以上のスイッチを探しました。

候補

私は以前Microtikを試したことがあり、応援したい気持ちはあります。小規模で独立系のハードウェア会社です。一部の人はあの90年代風のUIを好んでいますが、私には分かりづらく、操作しにくいと感じました。

アンマネージドのTP-Linkスイッチには良い印象があったので、ブランドとしては安心感がありました。

16ポートが2.5GbpsのTP-Link製ユニットも検討しましたが、中国からしか入手できず、米国の安全規格や適合認証もなさそうだったので、リスクを取るのはやめました。

TP-Link T1600G-28PSも考えました。TL-SG3428Xの良いところに加えてPoEまで付いています。しかし、ファンがうるさいというレビューをいくつか見かけたので、静かなスイッチが欲しかった私はTL-SG3428Xを選び、PoEは別途、安価で静音なアンマネージドのPoEスイッチを用意すればいいと判断しました。

レビュー：TP-Link TL-SG3428X

• 評価：B-

総じて、TP-Link TL-SG3428Xは気に入っています。静音なのが大きな利点です。信頼性にも問題はありません。TP-LinkのWeb管理画面の使い勝手はよくありませんが、これはネットワーク機器としては標準的なレベルです。

VLANの設定方法を理解するのにかなり時間がかかりました。QNAPのような他社がVLAN設定をどう表現しているかを見ると、TP-Linkよりもずっと分かりやすいと感じます。

レビュー：Netgear GS116LP 16ポート アンマネージドPoEスイッチ

• 評価：A

PoE機器は数台しかないので、当初は棚の上に小さな5ポートのPoEスイッチを置いて給電するつもりでした。昨年末、職場のオフィス移転の準備を始めた際に、そこで使っていたNetgear GS116LPを引き取ることにしました。

アンマネージドスイッチとして、求めていた通りに動いてくれています。機器に給電でき、設置も簡単で、しかも静音です。

振り返ると、PoEポート付きのマネージドスイッチを1台にまとめる選択肢をもっと真剣に探すべきでした。詳しくは後述します。

10G NIC選び

10Gbpsスイッチを選んでも、それで終わりではありません。10Gbpsの速度を出すには、10Gbpsで動かしたい機器ごとに10Gネットワークインターフェースコントローラー（NIC）が必要です。通常の1Gbps NICでも10Gbpsスイッチにはつながりますが、速度は1Gbpsに制限されます。

10G NIC探しにはかなり苦労しました。まず、10G NICの市場はほぼエンタープライズ向けのデータセンター用で、1枚あたり約1000ドルもします。中古なら100ドル以下で見つかりましたが、実際に中古で異なるNICを買った人のフォーラム投稿を漁る必要がありました。

Windowsデスクトップでは少し調整して10G NICを動かせましたが、TrueNASのストレージサーバーでは3種類のNICを試してもどれも動きませんでした。

• Mellanox ConnextX-3 CX311A
  • Windowsデスクトップではアクティビティランプが点灯せず、WindowsもPCIスロットに何かが刺さっていることを認識しませんでした。
  • マザーボード上の別のPCIスロットに替えると直ったというフォーラム投稿を見つけました。半信半疑でしたが、それで直りました。
  • TrueNASサーバーではまったく認識されませんでした。
• Chelsio T520-LL-CR
  • ChelsioはTrueNASサーバーで最も一般的なブランドの一つで、Serve the Homeでも推奨機種として挙げられていました。
  • TrueNASサーバーで認識されませんでした。
• Chelsio Dual Port T520-CR
  • TrueNASサーバーでこちらも認識されませんでした。

おそらく、TrueNASサーバーのマザーボードの互換性に問題があるのだと思います。コンシューマー向けのASUSマザーボードなので、こうしたエンタープライズ向けの10G NICをサポートしていないのかもしれません。

今後数か月以内に新しいストレージサーバーを組む予定なので、もう少し上位のマザーボードを試して、手元に余っている3枚の10G NICのいずれかが使えるか確かめてみます。

現在、ネットワーク内で唯一10Gbpsでつながっているのは、Windowsデスクトップとマネージドスイッチの間だけです。TP-Linkの使いづらいWeb管理画面で何かをクリックする時は、超高速な10Gbpsで操作できます。

UPS（無停電電源装置）選び

マンハッタンに住んでいた頃は、年に5回ほど停電がありました。いずれも短時間でしたが、パソコンの電源が落ちて作業内容が失われるには十分な長さでした。

突然のシャットダウンを避けるため、バッテリーによるバックアップ装置、いわゆる無停電電源装置（UPS）を買いました。APC BR1500Gで、同じものを6年間使い続けています。

短い停電なら、バッテリーのおかげでダウンタイムなしで乗り切れます。長時間の停電でも、バッテリーがある間にシステムを安全にシャットダウンしてデータ損失を防ぐ時間が稼げます。

UPSの欠点は、仕事部屋の配線が増えてしまったことでした。デスクトップ、サーバー、ルーターがそれぞれ部屋の別の隅にあったので、かさばる電源ケーブルをあちこちに這わせなければなりませんでした。

正常なシャットダウンにはどれくらいの時間が必要か？

長時間の停電では、UPSのバッテリーが切れる前にシステムをシャットダウンする時間が必要です。必要な時間は、UPSのバッテリー容量と、そこにつないだ機器の消費電力によって決まります。

本当ならKill A Watt電力計で各機器の通常時の消費電力を測り、それを基にバッテリーを選ぶべきでしたが、そこまで厳密にやるのは面倒だったので、以前のUPSの数値を基に概算しました。

以前のAPC UPSは865Wのバッテリーで、デスクトップ、VMサーバー、ストレージサーバー、ファイアウォール、ネットワークスイッチを同時につないだ状態で12分のバッテリー持ちと表示されていました。そこで、800Wを最低ラインとして考えることにしました。

アラート通知は必要か？

ラックを組み上げたあと、同僚から「最近のUPSの多くは、ローカルネットワーク上の機器にアラートを送って正常にシャットダウンさせる機能があるよ」と教えてもらいました。

私の場合、UPSからの自動シャットダウンを組むほどの手間をかける価値はないと感じましたが、システムが突然の電源断に弱い場合や、停電が頻発する地域にお住まいなら、考え方が違うかもしれません。

候補

レビュー：CyberPower CP1500PFCRM2U

• 評価：A

CyberPowerの液晶ディスプレイは見やすく、消費電力などの有用な情報が表示されます。ラックの光る表示を減らしたいときは、ディスプレイを消すこともできます。

このUPSは、VMサーバー、ストレージサーバー、ファイアウォール、ネットワークスイッチを同時に給電した状態で30分のバッテリー持ちと表示します。これらの機器の通常時の合計消費電力は200Wです。

CyberPowerはPowerPanel Businessという無料の管理ツールを提供しています。使うにはUSBケーブルでパソコンとUPSをつなぐ必要があります。Raspberry Piで動かせれば理想的ですが、残念ながらCyberPowerはARM向けのPowerPanelを提供していません。

PowerPanelを数分触ってみましたが、まあまあという印象で、必須とは感じませんでした。クローズドソースのベンダー製ハードウェア管理ソフトとしては想定どおりの品質です。UPS本体の物理ボタンで十分事足ります。

PowerPanelはUPSが停電した際にカスタムスクリプトを実行できるので、理論上はラック内の機器を自動シャットダウンさせることもできますが、私の環境ではそこまでする価値はないと感じています。

追記（2024-04-07）：読者の方から、ベンダー純正ソフトのオープンソース代替であるNetwork UPS Tools（NUT）プロジェクトを勧めていただきました。まだ試していませんが、興味深いプロジェクトです。

このUPSが静音であることも利点です。当たり前だと思っていましたが、実はそうでもないのです……

レビュー：Tripp Lite SMART1500LCD

• 評価：D

最初にラック用に買ったのはTripp Lite SMART1500LCDでしたが、これがとにかくうるさいのです。

バッテリーがうるさいなんて想像もしていませんでした。以前のAPC UPSは、停電でバッテリーに切り替わった時以外は完全に静かだったのです。

Tripp LiteのUPSはラック内で最もうるさいどころか、家の中で一番うるさい機器でした。仕事部屋で常にドライヤーをかけているような騒音でした。1階上の妻の仕事部屋にまで聞こえるほどでした。

まさか不良品なのでは？ 常時あれほどうるさく設計されているはずがない、と思いました。

Tripp Liteのカスタマーサポートに騒音の動画を送って問い合わせると、仕様どおりだという回答でした。

なんとか慣れようとしましたが、気が散って仕方なく、2日で諦めました。

驚いたことに、NeweggでのこのUPSの返品ポリシーは「交換のみ」でした。Neweggではいつも簡単に返品できていたので、事前に確認する発想がありませんでしたが、この29ポンドもある機器は扱いが厳しいようです。

幸い、Neweggのカスタマーサービスに丁寧に返金を願い出たところ、応じてもらえました。これも私がNeweggを使い続ける理由の一つです。

電源タップ選び

ラックにはコンセントが豊富なUPSがありますが、シンプルな電源タップも1本あると便利です。

ラック内の機器の中には、停電時に通電を維持する必要のないものもあります。

たとえば、ラックの中にはソーラーパネルの発電状況を監視する小さなIoTデバイスがあります。このデバイスは完全に付随的なものなので、停電時にオフラインになっても構いません。むしろ、貴重なバッテリー容量をソーラーモニターのために浪費したくないので、オフラインになってくれた方がよいのです。

候補

正直、電源タップはそれほど面白い製品ではないので、あまり吟味せず2つだけ比べました。

レビュー：Tripp Lite RS-1215-RA

• 評価：B+

この電源タップは快調に動いています。背面のコンセントは間隔が広く、大きなACアダプタが隣のコンセントを塞ぐことがありません。

ラック内の機器で前面のコンセントを使っているものはありませんが、数時間だけ試したい機器があるときなどに、たまに役立ちます。

レビュー：CyberPower CPS1215RMS

• 評価：C

この電源タップは数年前に職場のラック用に買ったものです。最大の不満は、コンセントの間隔が狭すぎることです。職場でつなぐ機器は大きな電源アダプタが多いので、1つで2つのコンセントを塞いでしまいます。

ラック棚選び

ラック化する前から持っていた既存の機器をラックに載せる予定だったので、少なくとも2U分の棚が必要でした。

候補

レビュー：Pyle PLRSTN62U ラック棚

• 評価：A

Pyleというブランドは聞いたことがありませんでしたが、ネットで見つけて買ったところ、とてもよくできていました。

取り付けは簡単で、価格も手頃、機器が滑り落ちないように縁に立ち上がりがあるのもよい点です。

レビュー：StarTech CABSHELFV 2Uラック棚

• 評価：D

最初はサーバー界隈で評判の良いStarTechの棚を買いました。

ラックに取り付けてみて、使い方が間違っているのかと思いました。棚の下側の縁が下向きに曲がっており、次のラックスロットにはみ出すのです。

この下向きの縁のせいで、2Uの棚ごとに3Uを割り当てるか、全体を0.5Uずらす必要が出てきます。

この縁の目的もよく分かりません。上向きに曲がっていれば機器の落下防止になると理解できますが、なぜ下向きなのでしょう？ 棚の構造的な補強になっているようにも見えませんでした。

追記（2024-04-09）：親切な読者の方々から、この縁は棚の中央部のたわみを防ぎ、構造的な強度を高めているのだとご指摘いただきました。

レビューを漁って、この奇妙な設計について触れている人がいないか探しました。触れている人はいても、あまり気にしていない様子でした。「まあ、2Uの棚が3U分取るけど、いいじゃん」といったトーンでした。

2Uの棚が3U分のスペースを取るのを容認できる人がいることに驚きました。私はすぐに返品して、Pyleの棚に買い替えました。

パッチパネル選び

これまでホームラボ系のブログを読んでいて、多くの人がラックにパッチパネルを組み込んでいるのに気づいていました。

いざ自分のラックを作る段になって、ずっと気になっていた疑問が湧いてきました。

そもそもパッチパネルとは？

パッチパネルをあれこれ調べても、ますます分からなくなりました。ただの空きスロットの列？ 何の意味があるのだろう？

この概念が腑に落ちたのは、実際にラックを組んでからでした。一言で言えば、パッチパネルはネットワークケーブルのごちゃごちゃをラックの前面ではなく背面に隠してくれるものです。

候補

レビュー：NewYork Cables 24ポート 1Uパッチパネル

• 評価：B+

結局のところ、パッチパネルは金属とプラスチックの塊なので、良し悪しを語るほどのことはあまりありません。ただ、NewYork製はしっかりした作りで、ラックへの取り付けも問題ありませんでした。

NewYork製を選んだ理由の一つは、レビューでEthernetケーブルを支える背面バーがあると書かれていたからです。しかし、私のラックではこのバーは特に役に立ちませんでした。Ethernetポートに近すぎて支えにならず、そもそも支えが必要なほどでもありませんでした。

唯一の不満はポートのラベルです。90年代の固定電話の短縮ダイヤルのように、紙のラベルをプラスチックの下に差し込む方式です。ほかのパッチパネルには簡単に消せるホワイトボード式のラベルがあり、私はそちらの方が好みです。

レビュー：Tripp Lite 16ポート 1Uパッチパネル

• 評価：A

NewYork製と同様、Tripp Lite製も可もなく不可もなくですが、パッチパネルにそこまで期待することもありません。

ラベルが小さなホワイトボード式になっているのが気に入っています。手元にホワイトボードマーカーはありましたが、狭いスペースには太すぎたので、極細のホワイトボードマーカーを買い足したところ、うまく書き込めました。

Raspberry Pi用ラックマウント選び

私は仕事でも趣味でもRaspberry Piという小型で安価なシングルボードコンピューターをよく使います。

Raspberry Pi用のラックマウントを見かけたので、面白そうだと思ってラックに追加することにしました。特に比較検討する気もなかったので、見た目が良さそうなものを最初に見つけたものを買いました。

レビュー：UCTRONICS Ultimate Rack

• 評価：C+

ラックマウントとしては可もなく不可もなく、といったところです。

価格に対する内容は悪くありません。Raspberry Pi 4用のPoE HATは通常1枚20ドルほどなので、4枚で80ドル相当です。そこにラックマウント本体、microSD延長アダプタ4つ、HDMI延長アダプタ4つ、OLEDディスプレイ4つ、ファン4つが付いてきます。

ラックマウント自体の作りは今ひとつです。部品同士のフィット感が悪く、HDMIやmicroSDポートの周りに目立つ隙間があります。

HDMIポートの固定も甘く、ケーブルを挿すとコネクタがたわんで負荷がかかります。いつか折れてしまわないか心配です。

PoEは発熱が増えるのでファンが付いているのは良いのですが、常時高い音でうなり続けます。私はすべてのファンの電源を切っています。ファンなしでPiが高温になっても、CPUがスロットリングするかシャットダウンするだけで、趣味の用途では大した問題にはなりません。

説明書がひどいのです。ステップ1はOLEDを取り付ける。まあいいでしょう。ステップ2は電源ボタンを取り付ける。はい、簡単です。ステップ3は残りの5つの部品を同時に組み立てる、です。

Ethernetケーブル選び

既存の環境をサーバーラックに移行する場合、おそらく新しいEthernetケーブルが必要になります。パッチパネルを使う場合は、パッチパネルとスイッチをつなぐ短い（6〜12インチ）ケーブル、いわゆる「パッチケーブル」を用意するのを忘れないでください。

パッチケーブルは長さの異なるものを混在させる必要があるでしょう。たとえば私のラックでは、スイッチのポート16とパッチパネルのポート16は1.5インチしか離れていませんが、スイッチのポート1と対応するパッチパネルのポートは6インチ離れています。

私は6インチ、12インチ、3フィートのEthernetケーブルを、だいたい5:2:1の割合で買いました。

機能ごとに色分けする凝ったことをする人もいますが、私は地味に青と黒のケーブルで統一しました。それが最も標準的でちゃんとしているように見えたからです。

光ファイバーケーブル選び

ツイストペア、DAC、それとも光ファイバー？

1Gbpsのネットワークを組むなら、RJ45コネクタの通常のツイストペアEthernetケーブルを買って終わりです。

1Gbpsを超える速度にする場合は、ツイストペアと光ファイバーのどちらかを選ぶ必要があります。

ツイストペアなら話は簡単です。RJ45ポートを持つネットワーク機器を揃え、すべての配線に標準的なツイストペアEthernetケーブルを使えばいいのです。簡単ですね！

光ファイバーの場合は、配線がもう少し複雑になります。

光ファイバー対応のネットワーク機器にはSFPやSFP+ポートがありますが、SFPやSFP+ケーブルというものは存在しません。SFP/SFP+を何か別のものに変換する必要があります。

私のネットワークスイッチと10G NICはすべてSFP+ポートだったので、接続はSFP+で始まりSFP+で終わるはずでした。つまり、接続は次のようになります。

1. ネットワークスイッチのSFP+ポート
2. SFP+から何かへのトランシーバー
3. 何かのケーブル
4. SFP+から何かへのトランシーバー
5. 10G NICのSFP+ポート

両端をつなぐために、SFP+を別のものに変換する必要がありました。選択肢は次のとおりです。

1. RJ45（ツイストペア）
2. LC（光ファイバー）
3. DAC（銅線）

接続はパッチパネルを経由する必要がありました。Ethernetと光ファイバー用のパッチキーは見つかりましたが、DAC用は見つかりませんでした。DAC用のキーが存在しないのか、それともパッチパネルに通す別の方法を見落としているのか、今でもよく分かりません。

それで選択肢はRJ45かLCの2つに絞られました。

ツイストペア vs. 光ファイバー

RJ45とLCの間に実用上の大きな違いは見つかりませんでした。LCの方が細いので見た目は少しすっきりしますが、ほかの機器がすべてツイストペアなのに、そこだけ違う種類のケーブルになることになります。

ツイストペアと光ファイバーの価格差には驚きました。SFP+からRJ45へのトランシーバーは、SFP+から光ファイバーへのものよりかなり高価でしたが、ケーブル自体はツイストペアの方が安いのです。

すべて見積もってみると、光ファイバーの方が合計でかなり安くなりました。

* これらはスイッチのほかのポート用に購入が必要だったため、実質的に追加費用はかかりません。

購入したすべてのケーブルは下記にまとめています。

以前から持っていたもの

ルーター：OPNsenseを載せたQotom Q355G4

自宅のルーターは、OPNsenseを動かしている安価なQotom Q355G4です。ラックマウントには対応していないので、今は専用のラック棚に載せています。

Wi-Fiアクセスポイント：Ruckus R310

アクセスポイント自体は厳密にはラックの中にはありませんが、PoEスイッチにつながっています。なかなか優秀なアクセスポイントで、VLANタグの異なる複数のWi-Fiネットワークを作れるので、ゲスト用Wi-Fiはインターネットにはアクセスできるものの、ほかのデバイスには一切届かないようにできます。

アウトオブバンド管理：TinyPilot Voyager 2a PoE

普段はSSHやWebインターフェースでラック内の機器に接続しています。OSを再インストールしたり、ブート設定を変更したり、ネットワーク設定を修正したりする際には、物理レベルでの操作が必要になります。

そんなとき、キーボードやモニターをわざわざラックまで運ぶ代わりに、TinyPilot Voyager 2aを差し込めばハードウェアレベルでのアクセスが可能です。

ソフトウェアテスト用：Dell Optiplex 7040 ミニPC

TinyPilotの開発では、新機能を実機でリモート操作してテストすることがよくあります。このDellのミニPCは、ほかの作業に影響を与えずに何度でも再起動したりOSを入れ直したりできるので、テスト用デバイスとして重宝しています。

ラック内の機器の配置はどうする？

ラックのパーツが決まったら、次はレイアウトを考える番でした。機器の配置について確立されたベストプラクティスは見つからなかったので、自分なりに筋が通ると思う配置を考えました。

レイアウトを検討するためにスプレッドシートを使い、色分けしてみました。これはラックのサイズを決める際にも役立ちました。

重い機器はラックの下部に置く

誰もが口を揃えていた唯一のルールは、最も重い機器は一番下に載せるということでした。

ラックには高価な機器が詰まっています。倒れて機器が壊れたり、ましてや人に怪我をさせたりしたくありません。安定性を最大化するため、重心はできるだけ低くしておきたいのです。

私のラックで圧倒的に重いのはUPSで、なんと27ポンド（約12.2kg）もあります。

パッチパネルはほぼ重量がなく、ネットワークスイッチもかなり軽量です。そのため、多くのサーバーラックではこれらの機器はラックの一番上の2スロットに配置されます。

前面で接続する機器は近くにまとめる

サーバーを実際に組んでみるまで気づきませんでしたが、前面ポートで接続する機器は近くにまとめることが重要です。たとえば、パッチパネルとネットワークスイッチは隣接するスロットに入れています。そうしないと、Ethernetケーブルがラック内のほかの機器をまたいで伸びることになってしまうからです。

背面のケーブルはそれほど気にしなくてよい

読んだガイドの中には、電源ケーブルの長さを最小限にするように機器を配置すべきというものもありました。私はその意味がよく分かりませんでした。

同じ構成を何百台も複製するデータセンターなら、ケーブル長の最適化も重要かもしれません。しかし家庭環境では、サーバーとUPSを2フィートの電源ケーブルでつなぐのと4フィートでつなぐのとで、違いがあるとは思えません。

最終的なラック構成

そして小物類は次のとおりです。

ラックの今後の展望

ラックマウントサーバー

お気づきかもしれませんが、私のサーバーラックにはあるべきものが一つありません。そう、サーバーです。

ラック化する前のVM用とストレージ用のサーバーは今も手元にあります。次にアップグレードするタイミングでラックマウント筐体に移行する予定ですが、ラックを組むだけでも十分大きなプロジェクトだったので、その作業は先送りにしました。

ラックの「ふた」はないの？

ずっと探しているのに見つからないのが、ラックの「ふた」です。私のラックの天板は、ただの open space になっています。

ラック天面の空いたスペースにぴったりはまり、物を置けるような天板があれば理想的なのですが。

もし解決策をご存じでしたら、ぜひ教えてください。

私がやらかした失敗を避けるために

UPSは取り付ける前にテストする

UPSは、ラックの中でも圧倒的に取り付けが大変な機器でした。どうやって一人でやるのか理解できません。窓用エアコンの半分ほどのサイズですが、取り付けるには片手で完全に水平に支えながら、もう片方の手でネジを締めなければなりません。結局、これは二人作業だと判断して妻に応援を頼みました。

苦労して重いUPSを取り付けたあとで、耐え難いほど騒音が大きいことに気づいたり、単なる初期不良だったりしたら目も当てられません。取り付ける前に必ず動作確認してください。

UPSのレビューでは騒音に関する記述をチェックする

UPSの中には完全に静かなものもあれば、常に騒音を発するものもあります。UPSを身近に置くつもりなら、騒音も考慮に入れてください。

返品ポリシーを確認する

Neweggで「交換のみ」の商品を見たのは初めてだったので、気に入らなければ返品できるものと思い込んでいました。

幸い、Neweggのカスタマーサービスが親切に対応して返金に応じてくれましたが、今後は事前に確認するようにします。

PoE機器が一つでもあるなら、PoE対応スイッチを選ぶ

現在、私のラックではネットワークスイッチで2U、パッチパネルで2Uを使っているのに、44ポート中11ポートしか使っていません。

PoEに対応しつつ静音性も保てるマネージドスイッチをもっと探すべきだったと後悔しています。理想は、少なくとも8ポートがPoE対応で、うち3ポートが10Gbps対応のファンレスなマネージドスイッチです。

ケージナットは痛くないのが正解

ラックに機器を取り付ける際は、ケージネジとケージナットで固定します。

私はケージナットも普通のナットと同じように、ネジを締める対象の裏側で指で押さえておくものだと思い込んでいました。

8個ほど取り付けたところで、「こんな尖ったものを指で挟んで力を込めさせるなんて、設計した奴は馬鹿なのか」と毒づきました。そして、もしかして自分が間違っているのではと思い至ったのです。

ケージナットはラックにパチッとはまる clever な設計になっています。そうすることで、ラックに機器をネジ止めする際にナットをわざわざ押さえておく必要がなくなります。

パッチキーを逆向きに取り付けない

自分でも馬鹿みたいだと思いますが、パッチパネルのキーを正しい付け方に気づくまで2回も逆向きに取り付けていました。

正しい方法を知った今となっては、以前の付け方はどう見てもおかしいのですが、初めてのラックだったのです！

まず、最初はこんな風に付けていました。

ぴったりはまるし、Ethernetケーブルも簡単に挿さるので、これで合っていると思っていました。でも、Ethernetケーブルを抜くたびに、ほぼ毎回パッチキーごと抜けてきました。

「逆向きだったのか」と思い、今度は後ろからキーを差し込んでみました。入れるのは少し硬かったですが、外れにくくはなりました。

この状態で半年も使っていました！

2つ目のパッチパネルを買い、キーをいろいろ試してみて、ようやく別の方法があることに気づきました。

上部の小さな切り欠きは飾りではないのです。正しい位置にはまると、小さなクリック音がします。前面はパッチパネルの表面とほぼ面一になるのが正解です。

マザーボードが10G NICを認識しないときは、別のPCIスロットを試す

Mellanoxの10G NICをデスクトップに取り付けたとき、Windowsがまったく認識しませんでした。挿し直しても同じ結果で、最新のドライバーをダウンロードしても、デバイスマネージャーにNICが表示されませんでした。

ようやく見つけたフォーラム投稿で、Mellanoxカードを別のPCIスロットに挿し替えたら動いたという報告がありました。別のスロットに挿し替えてみると、なんとあっさり動いたのです。

なぜPCIスロットで違いが出るのか、今でもよく分かりません。マザーボードの仕様書によれば、2つのPCIスロットは同一のはずなのですが、片方では動かず、もう片方では動きました。

SFP+のマルチモードとシングルモードの光ファイバーケーブルを混在させない

Mellanox NICをWindowsデスクトップに取り付けた初日は、すべて正常に動いていました。

ところが約24時間後、デスクトップのEthernet接続が数秒ごとに切断と再接続を繰り返すようになりました。再起動すると直りました。

翌日、また同じ問題が再発しました。デスクトップからスイッチへのケーブルをパッチパネルを経由せず直接つないでみると、問題が解消したので、原因はパッチケーブルかパッチパネルキーに絞られました。

ようやく気づきました。パッチケーブルがシングルモードだったのに対し、システムのほかの部分はすべてマルチモードだったのです。光ファイバーケーブルに「モード」の違いがあることすら知りませんでしたが、どうやら違いがあって、混在させるとうまく動かないのです。

マルチモードの光ファイバーケーブルを新たに買い直したところ、問題は解消しました。残念ながら、問題に気づいたのは70ドルのシングルモードケーブル箱の返品期限が切れた3日後でした。

中古機器も検討する

このガイドの盲点の一つは、10G NIC以外で中古機器をあまり検討しなかったことです。

新品を買ったのは「失敗」というわけではなく、意識的にそうした選択で、今も満足しています。私はお金よりも時間を優先し、eBayやFacebook、craigslistのような中古マーケットではなく、Neweggのような小売店でパーツを探す方が早かったのです。

もう少し時間をかけてもよいという方なら、中古機器を探すことでラックのコストを大幅に抑えることができます。

ラックのある生活

新しいラックにはとても満足しており、投資したことを後悔していません。仕事部屋のあちこちにインフラの破片が散らばっていた以前の状態より、断然よくなりました。

今ではすべてが一か所に効率よく、整理された状態で収まっています。家に人を招いても、配線だらけの変なだらしない人ではなく、ちょっと変わったオタクに見えるようになりました。

TinyPilotがすべての機器のすぐそばにあることの快適さを、過小評価していました（再度の開示：TinyPilotは私が開発した製品です）。ラックを組む前は、TinyPilotを机の横の床に置いていました。サーバーのトラブルを直すために使うたびに、TinyPilotの電源を切り、たくさんの配線を外し、部屋の反対側でつなぎ直し、作業が終わったらまた元に戻すという手間がかかっていました。

今ではすべてが物理的に隣り合っているので、不具合のあるデバイスにTinyPilotをサッと差し込んで低レベルでのアクセスが簡単にできます。Raspberry PiにNixOSをインストールする方法を調べたり、VMサーバーを最新版のProxmoxにアップグレードしたりする際にも役立ちました。