Raspberry Pi NAS mit OpenMediaVault (Komplettanleitung)

Raspberry PI NAS: Einen eigenen NAS-Server mit dem Raspberry Pi bauen (Komplettanleitung)

In dieser Komplettanleitung zeige ich dir, wie du aus einem Raspberry PI eine NAS selber bauen kannst. Eine Raspberry PI NAS (Network Attached Storage) hat viele Vorteile im Vergleich zu großen Systemen, kommen wir bei dieser Lösung mit einem sehr viel geringeren Stromverbrauch für den Dauerbetrieb weg. Dieser Beitrag begleitet dich Schritt für Schritt bei der vollständigen Umsetzung des Projektes.

Allerdings gibt es auch einige Nachteile einer Raspi-NAS, die wir definitiv ansprechen müssen. Angefangen bei dem eher ungeeigneten Gehäuse, wo wir was die Anzahl der verwendeten Festplatten betrifft und die Konfigurationsmöglichkeiten von Software-RAIDs, immer eingeschränkt sein werden. Uns steht keine PCI-Konnektivität zur Verfügung und SATA-Anschlüsse suchen wir vergebens. Wir sind also immer von der verwendeten USB-Schnittstelle Abhängig. Diese ist weniger Leistungsstark und zwingt uns dazu, externe Festplatten oder USB-Sticks für den zur Verfügung gestellten Speicherplatz auf dem NAS-Server zu verwenden.

Wie schnell und stabil die Übertragung nach der Installation letzten Endes ist, zeige ich dir in diesem Tutorial. Für private Zwecke ist die Raspberry PI NAS für viele Projekte dennoch sehr gut geeignet. Suchen wir nach einer einfachen Möglichkeit, einen Netzwerkspeicher mit wenig Energieverbrauch und sehr geringen Einstiegskosten im eigenen Netzwerk zu implementieren, erhalten wir mit einer selbstgebauten Raspberry Pi NAS ein solides Gesamtpaket. Wichtig ist uns die Flexibilität z.B. für den Betrieb eines Homeservers.

So können wir nicht nur Dateifreigaben über das Netzwerk (NFS/SMB) einrichten, sondern auch einen Zugriff über das Internet konfigurieren, um eine Cloud und viele weitere Server-Dienste im eigenen Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Dafür installieren wir die aktuelle Version der für den Raspberry Pi angepassten NAS-Software OpenMediaVault.

Inhaltsverzeichnis: Anleitung für den Selbstbau einer NAS mit dem Raspberry Pi 3-4 und OpenMediaVault

Was ist ein NAS (Network Attached Storage)?

Ein NAS ist ein im Netzwerk angebundenes Speichergerät für die Zentralisierung von Daten. Dabei können wir auf unterschiedliche Netzwerkprotokolle zurückgreifen, um Dateifreigaben für alle Geräte einzurichten. Im privaten Gebrauch werden NAS-Server häufig für die Speicherung großer Dateimengen verwendet. Dazu zählen Serien- und Filmsammlungen, Musikalben, Dokumente, Fotos und Software.

Heute dient ein Network-Attached-Storage (NAS) jedoch längst nicht mehr nur dazu, Daten im Netzwerk für den Zugriff von anderen Computern und Geräten zur Verfügung zu stellen. Mit aktueller NAS-Software ist es ähnlich, wie bei den fertig konfigurierten out of the Box NAS-Systemen von QNAP, Synologie oder Zyxel möglich, einen Homeserver für viele Anwendungen und Dienste über das Internet bereitzustellen. One-Klick-Installationen für die beliebtesten Applikationen gehören längst zum Standard einer guten NAS-Software.

Nextcloud, Emby, Plex, VPN-Services und die Implementierung von Docker-Container sind genauso wie Smarthome-Serveranwendungen mit wenigen Klicks auf dem NAS-Server installierbar. Das ein Raspberry PI 4 bereits genügend Power für viele Projekte mitbringt, sollte für die meisten Geeks kein Geheimnis mehr sein. Ein NAS-Server läuft im Normallfall ununterbrochen, 24-Stunden am Tag für 7-Tage pro Woche.

Das ist auch wichtig, möchten wir auf die Dateien und installierten Dienste zu jederzeit einen gewährleisteten Zugriff erhalten. Da die Strompreise und das Thema „Green-IT“ heute zu einer der wichtigsten Faktoren für die Anschaffung eines Heimservers gehören, gilt ein Raspberry-PI-NAS als die perfekte Wahl für den Homeserver-Selbstbau.

Was wird für das Raspberry Pi NAS-Projekt benötigt?

  1. Raspberry PI: Damit wir einen Raspberry PI zu einen NAS-Server ausbauen können, benötigen wir nach Möglichkeit ein modernes Modell. Zum Zeitpunkt des Tutorials ist der Raspberry PI 4 mit bis zu 8-Gigabyte Arbeitsspeicher erhältlich. Je mehr Arbeitsspeicher wir für die Raspi-NAS zur Verfügung haben, desto mehr Anwendungen können wir zeitgleich auf dem System laufen lassen. Wer noch über einen älteren Raspberry Pi 3 mit mindestens einen Gigabyte Arbeitsspeicher verfügt, kann auch diesen für die Umwandlung in ein NAS-System verwenden. Ältere Generationen eignen sich eher weniger für die Projektumsetzung.
  1. Raspi-Gehäuse: Auch wenn ein Raspberry Pi auch ohne ein Gehäuse verwendet werden kann, empfehle ich für den Dauerbetrieb einer Pi-NAS ein vernünftig abschließendes Gehäuse, gegeben falls mit einer aktiven Kühlung.
  2. MicroSD-Karte: Für die Installation unseres Betriebssystems und der NAS-Software „OpenMediaVault“ benötigen wir eine kompatible MicroSD-Karte. Die MicroSD-Karte dient uns hierbei lediglich als Bootplatte und sollte nicht für die Speicherung der Dateien verwendet werden. Dafür eignen sich externe Datenträger aufgrund der Festplatten-Größe deutlich besser. Mit einem USB-HUB können wir mehrere externe Festplatten an den Raspberry-PI anschließen, um ein Software-RAID zu implementieren und größere Speicherpools zu erstellen.
  3. SSH-Zugriff: Die Installation unserer Raspberry PI NAS erfolgt nach der Einrichtung komplett über den Remote-Zugriff per SSH. Besorge dir also im Vorfeld schon einen geeigneten SSH-Client. Das kann über die kostenlose Software „Putty“ erfolgen, über die Windows-PowerShell oder an einem Linux-Terminal eines Computers im selben Netzwerk.
  4. Netzwerk über LAN (Ethernet-Cable): Auch wenn ein Raspberry PI über ein integriertes Wireless-LAN-Modul verfügt, empfehle ich die Verbindung mit dem Netzwerk über die LAN-Schnittstelle. Dabei kann unsere PI-NAS deutlich schneller die Daten über das Netzwerk übertragen. Verbinde den PI daher unbedingt mit einem geeigneten Netzwerk-Kabel direkt an deinem Router oder Switch.
  5. Externes Speichermedium: Eine geeignete Festplatte wird für die Erstellung von Speicherplatz unter OpenMediaVault (OMV) empfohlen. Das kann eine SSD- oder HDD-Festplatte mit USB-Konnektivität sein. Optional kannst du mehrere Festplatten verwenden, dafür benötigst du jedoch in vielen Fällen einen USB-HUB.

Einige Hardware-Empfehlungen von mir, passend für den Umbau eines Raspberry Pi 4 in ein NAS mit OpenMediaVault (OMV)*

Einen Raspberry Pi als NAS-Server verwenden: Installation des Betriebssystems (Schritt 1.)

Zu allererst benötigen wir das Betriebssystem für den Raspberry PI. Wir verwenden für das Grundgerüst unseres NAS-Projektes das offizielle Raspberry Pi OS in der Lite-Version, welches wir von der Herausgeber-Webseite herunterladen können. Dafür verwenden wir den Raspberry Pi Imager den wir über diesen Link herunterladen.

Raspberry Pi Imager herunterladen: https://www.raspberrypi.com/software/

Installiere die Software auf deinen Windows-Computer und starte den Pi-Imager. Hast du den Raspi-Imager für Linux oder MacOS heruntergeladen, führe die Software alternativ auf den von dir verwendeten Client-System aus. Stecke die MicroSD-Karte jetzt in den dafür vorgesehenen Schacht. Verfügt dein Computer oder dein Laptop über keinen SD-Card-Reader, musst du einen Adapter an einen freien USB-Steckplatz verwenden.

Raspberry Pi NAS Tutorial

Anleitung für die Konfiguration:

  1. Wähle als Betriebssystem: Raspberry PI OS LITE (64-BIT)
  2. SD-Karte: Wähle die eingeschobene SD-Karte für den Schreibvorgang (Flash) aus
  3. Konfigurationen vornehmen: Rufe die Einstellungen (Zahnrad) auf und gebe deinen Raspberry Pi den Namen „pinas“. Aktiviere die Schaltfläche „SSH-Aktivieren“ und erstelle einen Benutzernamen und ein Passwort (siehe Screenshot). Klicke auf die Schaltfläche „Speichern“ und beginne mit dem Schreibvorgang. Sobald der Schreibvorgang erfolgreich abgeschlossen wurde, kann die SD-Karte aus dem Computer entfernt und in den Raspberry Pi eingeschoben werden.
Raspberry Pi OS Lite als Grundgerüst für den Netzwerkspeicher

Raspberry Pi starten:

Verbinde deinen Raspberry Pi mit einem Netzwerkkabel (Ethernet-LAN-Cable) und schließe die Stromquelle an dem Pi. Der erste Bootvorgang kann einige Minuten in Anspruch nehmen.

Eine Verbindung über SSH mit dem Raspberry Pi herstellen (Schritt 2.)

Damit wir auf den Raspberry Pi über SSH zugreifen können, benötigen wir die vom DHCP-Server vergebene IP-Adresse. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die IP-Adresse herauszufinden. Wir können uns auf die Weboberfläche vom Router anmelden und nachsehen, welche IP-Adresse für den Raspberry Pi vergeben worden ist. Schneller geht es allerdings über die PowerShell.

IP-Adresse ermitteln:

Öffne die PowerShell oder das Windows-Terminal auf deinen Windows-Computer und gebe den folgenden Befehl ein:

Resolve-DnsName pinas

Nach der Absendung des Befehls wird dir die IP-Adresse deines Raspberry Pi’s angezeigt (siehe Screenshot). Verwende einen beliebigen SSH-Client und melde dich mit den von dir im ersten Schritt erstellten Zugangsdaten am Pi an. Ich verwende in diesem Tutorial für die Einrichtung eines Raspberry Pi NAS den SSH-Client „Putty“ für Windows-Betriebssysteme.

Putty SSH-Client herunterladen: https://www.putty.org/

Troubleshooting: Sollte keine IP-Adresse vom DHCP-Server deines Routers an den Raspberry Pi vergeben worden sein und die Auflösung nicht funktionieren, kommst du nicht drum herum, einen externen Monitor über HDMI anzuschließen und nachzusehen, ob es Probleme bei dem Bootvorgang gibt.

SSH Verbindung zur Raspberry Pi selbstbau NAS aufbauen

Mit dem PI eine Verbindung über SSH aufbauen:

Gebe die IP-Adresse von deinem Raspberry Pi ein und stelle eine Verbindung (Session) her. Solltest du kein Passwort vergeben, ist das Standard-Login in der Regel wie folgt:

User: Pi

Passwort: Raspberry
Erfolgreich am Terminal (Shell) angemeldet

Raspberry Pi für den Betrieb als NAS (Netzwerkspeicher) vorbereiten: OpenMediaVault 5 installieren (Schritt 3.)

Systemaktualisierung durchführen:

Bevor wir die NAS-Software OpenMediaVault (OMV) für den Raspberry Pi herunterladen und installieren, empfiehlt es sich zunächst eine Systemaktualisierung durchzuführen. Dafür kannst du diesen Befehl verwenden:

sudo apt update && sudo apt -y upgrade

OpenMediaVault (OMV) auf den Raspberry Pi installieren:

Wurde dein Pi erfolgreich aktualisiert? Dann kannst du jetzt die aktuelle Version von OpenMediaVault (OMV) herunterladen. Gebe den folgenden Befehl ein, um das Installationsskript von OMV5 für den Raspberry Pi auf deinem PI-NAS-Server zu speichern:

wget -O - https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript/raw/master/install | sudo bash

Der Installationsprozess von OMV5 für den Raspberry Pi kann bis zu einer halben Stunde Zeit beanspruchen. Vermeide Systemunterbrechungen und warte bis zum Ende der Installation von OpenMediaVault ab. Sobald die Software auf deiner Raspberry-NAS installiert wurde, startet dein neuer Pi-Homeserver automatisch neu. Im nächsten Schritt widmen wir uns der Konfiguration über die OMV-Weboberfläche. Dann erst beginnt die eigentliche Konfiguration.

OMV Raspberry: Das Webinterface von OpenMediaVault 5 – Erster Aufruf auf das GUI deiner Raspi-NAS (Schritt 4.)

An diesem Punkt steht das Grundgerüst unserer Raspberry Pi basierten NAS mit installiertem OMV. Es ist also an der Zeit für den ersten Besuch auf die Weboberfläche von OpenMediaVault. Der SSH-Client kann jetzt geschlossen werden. Verwende einen beliebigen Browser und rufe das Userinterface über die IP-Adresse deines neuen PI-NAS-Systems auf. Anschließend gelangst du zu einem Login-Bereich.

Verwende die nachfolgenden Logindaten (OMV-Standard-Login) für den Zugriff auf das Web-Frontend:

Benutzername: admin

Passwort: openmediavault
OpenMediaVault Raspberry Pi Installation

Nachdem du dich erfolgreich bei OpenMediaVault auf deinem Raspberry Pi angemeldet hast, wird die folgende Information ausgegeben: „Das Dashboard ist noch nicht konfiguriert worden. Um es zu personalisieren, gehen Sie bitte zur settings page.“

Klicke auf die Verlinkung um direkt zu den Einstellungen zu gelangen. Aktiviere beliebige Widgets und fahre mit der Einrichtung fort, indem du deine Auswahl mit dem blauen Button „Speichern“ bestätigst. Anschließend werden dir alle selektierten Informationen im Dashboard zur Überwachung der Systemressourcen angezeigt.

Grundeinstellungen in der Benutzeroberfläche von OpenMediaVault 5 für den Betrieb deines Raspberry Pi NAS-Systems vornehmen (Schritt 5.)

Standard-Passwort ändern:

Als erstes ist es natürlich empfehlenswert, dass Passwort für den Zugriff auf die OMV-Weboberfläche zu ändern. Klicke dafür auf das User-Symbol am oberen rechten Rand im Userinterface und klicke auf den Reiter „Passwort ändern“. Wähle ein sicheres Passwort aus und bestätige die Änderungen.

Passwort deines selbstbau NAS-Systems mit dem Pi ändern

Optionale Einstellungen:

Überprüfe unter System „Datum & Zeit“ ob die richtige Zeitzone bereits erkannt worden ist. Wurde die richtige Zeitzone nicht erkannt, ändere diesen Wert auf z.B. „Europe/Berlin“.

Möchtest du Benachrichtigungen von deiner Raspi-NAS direkt vom OMV-Server erhalten, kannst du eine E-Mail-Adresse einpflegen. Es sind viele weitere optionale Konfigurationsmöglichkeiten vorhanden. Wir konzentrieren uns hier jedoch nur auf die wichtigsten Funktionen und Einstellungen für die Bereitstellungen unserer Raspberry Pi NAS im eigenen Netzwerk.

Externes Speichermedium mit dem Raspberry Pi für die Erstellung von Speicherplatz verbinden (Schritt 6.)

In diesem Abschnitt verbinden wir ein externes Speichermedium mit dem Raspberry Pi. Das kann ein USB-Stick oder eine externe Festplatte sein. Anschließend richten wir den Speicher im OpenMediaVault-Backend für die Erstellung von zentralisierten Freigaben ein. Dabei können wir auf unterschiedlichen Netzwerkprotokollen zurückgreifen. Aber zu diesem Punkt kommen wir noch.

Externe Festplatte anschließen und einrichten:

Schließe das externe Speichermedium an einen freien USB-Steckplatz von deinem Pi an und warte bis die Festplatte vollständig hochgefahren wurde.

Klicke innerhalb der OMV-Benutzeroberfläche auf die Schaltfläche „Datenspeicher“ und wähle im Menü den Reiter „Laufwerke“. Wie auf dem Screenshot ersichtlich, sollte der Datenträger nun angezeigt werden.

Selektiere den Datenträger und navigiere mit dem Mauszeiger auf das Radiergummi-Symbol, um alle Daten vom Datenträger zu löschen. Bestätige die Löschung mit einem Klick auf „Ja“. Eine schnelle Löschung der Daten dürfte für die meisten Anwender absolut ausreichend sein.

NAS mit dem Raspberry PI - Datenträger im OMV-Dashboard formatieren

Ein Dateisystem für das externe Medium erstellen:

Jetzt müssen wir noch ein Dateisystem für das Speichergerät konfigurieren. Begebe dich dafür auf die Schaltfläche „Dateisysteme“ und navigiere auf das blaue Kreuz-Symbol, um ein neues Dateisystem für dein Speichergerät zu erstellen.

Selektiere deinen Datenträger und wähle ein für dich passendes Dateisystem aus. Der Typ „EXT4“ dürfte für die meisten Heimanwender die passende Wahl sein. Bestätige die Eingaben mit den blauen „Speichern“-Button. Anschließend wird das Dateisystem erstellt. Dieser Vorgang kann je nach Speichertyp einige Minuten Zeit in Anspruch nehmen. Schalte deine NAS mit Raspberry PI unter keinen Umständen während des Vorgangs aus.

Sobald der Vorgang erfolgreich durchlaufen ist, muss das Dateisystem noch gemountet werden. Dafür öffnet sich ein Pop-Up-Fenster mit dem folgenden Inhalt „Möchten Sie das Dateisystem wirklich einhängen?“ Beantworte diese Frage mit „Ja“. 

Der Speicherplatz für die Raspi-NAS sollte jetzt den Status „Online“ erhalten haben.

Wiederhole diesen Vorgang für jedes externe Speichergerät, welches du auf deiner Selbstbau Raspberry PI NAS mit OMV einbinden möchtest. Anschließend kannst du z.B. auch ein Software-RAID im Backend von OpenMediaVault implementieren.

Benutzer und Gruppen für den Zugriff auf die Raspi-NAS-Freigaben erstellen (Schritt 7.)

Du kannst jetzt beliebig viele Benutzer für OpenMediaVault erstellen und Privilegien zuweisen. Ein angelegter Benutzer mit den Namen „pi“ befindet sich bereits von Beginn an nach der Installation von OMV auf deinen Raspberry Pi NAS-System.

Um einen weiteren Benutzer anzulegen kannst du die Schaltfläche „Benutzer“ aufrufen und einen neuen Benutzer für den Dateizugriff anlegen. Auch die Verwaltung von Gruppen ist in dieser Rubrik möglich. In diesem Tutorial werden wir lediglich den Standardbenutzer und die Standardgruppe mit den Namen „pi“ verwenden. 

Dafür musst du diesen editieren und ein Passwort zuweisen. Überprüfe die Berechtigungen, damit der Standardbenutzer alle Rechte für Schreib- und Leseoperationen erhält.

Benutzer (PI) für Zugriffe auf das NAS konfigurieren

Freigaben auf dem Raspberry Pi mit OMV erstellen (Schritt 8.)

Kommen wir zu einen der wichtigsten Funktionen einer NAS. Die Konfiguration und Erstellung von Freigaben, die wir auf andere Geräte einbinden und für die Speicherung von Daten und den Zugriff auf diese verwenden können.

Ordner für den gemeinsamen Zugriff erstellen:

Navigiere mit dem Mauszeiger auf die Schaltfläche „Datenspeicher“ und wähle den Menüpunkt „Freigegebene Ordner“. Klicke auf das blaue Kreuz, um eine neue Freigabe auf deiner Raspberry PI NAS zu erstellen.

Freigabe (shared-Folder) für die Raspberry Pi NAS einrichten

Vergebe einen Namen für die Freigabe und wähle das zuvor eingerichtete Dateisystem deines externen Speichermediums aus. Klicke anschließend auf den blauen Button „Speichern“. Bei der Frage, ob die Änderungen angenommen werden sollen, kannst du die Konfigurationsänderungen mit einem Klick auf den Haken genehmigen.

Hinweis: Die Zugangsoptionen, welche Benutzer oder Gruppen berechtigt dazu sind auf dieser Freigabe Dateien zu speichern und zu lesen, können zu jederzeit innerhalb der Einstellungen konfiguriert werden.

Ein Netzwerkprotokoll für den Zugriff auf die Freigaben deiner Selbstbau-NAS konfigurieren (Schritt 9.)

Jetzt müssen wir uns für ein Netzwerkprotokoll entscheiden. Uns stehen hierbei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Ich würde in einer reinen Linux-Umgebung z.B. eher zum NFS-Netzprotokoll tendieren und für Windows-Umgebungen das SMB/CIFS-Netzprotokoll vorziehen. Das hängt jedoch immer von dem geplanten Vorhaben ab. CIFS eignet sich auch hervorragend für die Einbindung von Netzwerkspeicher auf MAC-Computer und Notebooks.

In dieser Anleitung für die Installation einer Raspberry Pi NAS mit OMV wählen wir SMB/CIFS für die Implementierung von Freigaben über das Netzwerk.

Freigaben mit SMB/CIFS erstellen:

Navigiere im Menü auf der linken Seite auf die Schaltfläche „Dienste“ und wähle die SMB/CIFS-Option aus. Klicke anschließend auf „Freigaben“ und erstelle mit einen Mausklick auf den blauen Button mit dem Plus-Symbol eine neue Netzwerkfreigabe.

In der obersten Spalte mit dem Namen „Shared folder“ wählst du den im vorherigen Schritt freigegebenen Ordner aus. Im Tutorial haben wir ihn den Namen primitiven Namen Freigabe gegeben. Einige Einstellungen sind für den NAS-Betrieb empfohlen. Die Parameter Erbe ACLs, Berechtigungen vererben und Durchsuchbar würde ich definitiv aktivieren.

Verwendest du das Raspberry PI NAS-System ausschließlich in einem vertrauensvollen Netzwerk, kann die Option „Gäste sind zugelassen“ für eine schnelle Einbindung auf verschiedenen Endgeräten auf eigenem Risiko aktiviert werden. Speichere die eingetragenen Konfigurationen ab und erlaube im Dashboard die direkte Anwendung der Änderungen. Ein Pop-Up-Fenster mit gelbem Hintergrund wird diese Bestätigung selbstständig einholen.

SMB-Dienst aktivieren:

Rufe in der Kategorie „Dienste“ die Einstellungen von SMB/CIFS auf und setze einen Haken in das Kontrollkästchen „Aktiviert“. Speichere die Änderungen ab. Ab jetzt können Clients und Server den zentralisierten Speicherplatz über das SMB-Netzwerkprotokoll mounten und verwenden.

Basis Konfigurationen erfolgreich abgeschlossen:

Damit ist dein OpenMediaVault auf dem Raspberry Pi vollständig für den Zugriff über SMB/CIFS eingerichtet. Du kannst die OMV-Benutzeroberfläche jetzt schließen und die Freigaben auf einen beliebigen Client einbinden (mounten). Du besitzt nun ein Raspi-NAS mit sehr vielen genialen Möglichkeiten.

Auf die Freigaben deiner PI-NAS von Clients- und Server im selben Netzwerk zugreifen

Du kannst auf den Netzwerkspeicher, der von deinem Raspberry Pi NAS-System im Netzwerk bereitgestellt wird, jetzt von anderen Computern im selben LAN-Netzwerk aus zugreifen, einbinden oder per Direktzugriff verwenden. Auf Windows-Computer kann die Freigabe auch als Netzlaufwerk gemountet oder als Netzfreigabe hinzugefügt werden. Unter Linux-Systemen bietet sich die Einpflegung der Freigaben in die fstab-Datei an.

Beispiel: \\192.168.178.82\Freigabe
NAS-Freigabe auf den Computer eingebunden

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