Linux关机命令与UPS配置技巧

本文详细介绍了如何在Linux系统中配置Network UPS Tools (NUT) 以实现与UPS设备的联动关机，从而在断电时保护数据和硬件。核心步骤包括安装NUT软件包，配置`ups.conf`定义UPS设备连接，设置`upsd.conf`指定监听地址，创建`upsd.users`认证用户，以及关键的`upsmon.conf`配置，定义监控关系、通知事件和关机脚本路径。文章还强调了编写健壮的关机脚本，并确保`nut`用户拥有无密码执行`shutdown`命令的sudo权限。此外，本文还深入探讨了配置过程中的常见问题、潜在风险以及最佳实践，例如优化关机脚本、精确配置FSD参数以及定期维护UPS电池健康，旨在帮助读者安全、可靠地实现Linux系统的自动关机保护。

配置NUT的核心步骤包括：安装NUT软件包；识别UPS连接方式并配置ups.conf定义设备驱动与端口；设置upsd.conf指定监听地址；在upsd.users中创建认证用户；配置upsmon.conf定义监控关系、通知事件及关机脚本路径；编写具备日志记录、延迟执行和sudo权限的关机脚本；确保nut用户在sudoers中拥有无密码执行shutdown权限；最后启动nut-driver、nut-server和nut-monitor服务并设置开机自启，完成联动关机配置。

Linux系统与UPS设备配合实现断电保护的关机，核心在于利用UPS监控软件（如Network UPS Tools，简称NUT）感知市电状态变化。当市电中断或UPS电池电量达到预设阈值时，该软件会触发系统执行预定义的关机命令，确保在电池耗尽前，服务器能安全、有序地关闭，从而保护数据完整性，避免突发断电带来的硬件损伤和数据丢失。

解决方案

要实现Linux与UPS的联动关机，最常见且可靠的方法是部署Network UPS Tools (NUT)。NUT是一个功能强大的客户端-服务器架构软件，它能与各种UPS设备通信，并提供统一的接口来监控UPS状态和在特定事件发生时执行操作。

具体配置步骤通常包括：

1. 安装NUT： 在Linux服务器上安装NUT软件包。

   # Debian/Ubuntu
   sudo apt update
   sudo apt install nut
   
   # CentOS/RHEL
   sudo yum install nut

2. 识别UPS设备： 确定UPS与服务器的连接方式（USB、串口或网络）。USB连接通常是最常见的，NUT会自动加载相应的驱动。

3. 配置ups.conf： 这是NUT的核心配置文件，用于定义UPS设备及其连接方式。 编辑/etc/nut/ups.conf，添加UPS定义。例如，对于USB连接的APC UPS：

   [myups]
       driver = usbhid-ups
       port = auto
       desc = "My Home Server UPS"
       # 更多选项如vendorid, productid可以在lsusb中找到

   保存后，可以尝试启动upsd并用upsc myups测试连接：

   sudo systemctl restart nut-driver
   sudo systemctl restart nut-server # 如果是服务器模式
   upsc myups

   如果能看到UPS状态信息，说明驱动和连接正常。

4. 配置upsmon.conf： 这是客户端监控配置文件，定义了当UPS状态改变时upsmon守护进程应执行的操作。 编辑/etc/nut/upsmon.conf，添加对UPS的监控。

   RUN_AS_USER nut
   
   MONITOR myups@localhost 1 upsmaster mypassword master
   
   # 当UPS切换到电池供电时（市电中断）
   NOTIFYCMD "/etc/nut/ups_shutdown.sh"
   NOTIFYFLAG ONBATT EXEC
   NOTIFYFLAG ONBATT SYSLOG
   
   # 当UPS电池电量低时
   NOTIFYFLAG LOWBATT EXEC
   NOTIFYFLAG LOWBATT SYSLOG
   # 强制关机延迟，给系统留出足够时间执行关机脚本
   FSD lowbatt 60 # 当LOWBATT事件发生后，60秒内未恢复市电则强制关机

   这里的upsmaster和mypassword是在/etc/nut/upsd.users中定义的监控用户，需要确保存在。

5. 创建关机脚本： NOTIFYCMD指向的脚本是执行实际关机操作的关键。 创建/etc/nut/ups_shutdown.sh并赋予执行权限：

   #!/bin/bash
   logger -t UPS_SHUTDOWN "UPS is on battery or low battery, initiating system shutdown."
   # 确保所有关键服务有时间优雅关闭
   sleep 10
   sudo shutdown -h now "UPS battery is low, system shutting down."

   sudo chmod +x /etc/nut/ups_shutdown.sh

   注意： upsmon通常以nut用户身份运行，所以关机命令需要sudo权限。确保nut用户在/etc/sudoers文件中拥有执行shutdown命令的权限，且不需要密码。

   # 编辑sudoers文件
   sudo visudo
   # 添加一行 (注意：这允许nut用户无需密码执行shutdown，请谨慎评估安全风险)
   nut ALL=(ALL) NOPASSWD: /sbin/shutdown

6. 启动NUT服务： 确保所有NUT服务都已启动并设置为开机自启。

   sudo systemctl enable nut-driver nut-server nut-monitor
   sudo systemctl start nut-driver nut-server nut-monitor

完成这些步骤后，当UPS检测到市电中断或电池电量低时，upsmon会触发ups_shutdown.sh脚本，从而安全关闭Linux系统。

配置NUT（Network UPS Tools）的关键步骤有哪些？

在我看来，配置NUT，尤其是初次接触时，最容易让人感到困惑的往往是其多文件、多服务的架构。理解每个文件的作用和它们之间的协作关系，是成功配置的关键。

1. ups.conf - UPS设备的“身份证”和“驾驶舱”：

   • 驱动选择（driver）： 这是第一步，也是最重要的一步。你需要知道你的UPS型号，并查阅NUT官方文档（或通过nut-driver-enumerator工具）确定正确的驱动程序。例如，APC Smart-UPS通常用apcsmart，而USB连接的通用UPS可能用usbhid-ups。选错驱动，一切都无从谈起。
   • 连接端口（port）： 对于USB设备，port = auto通常能工作。但如果是串口（RS-232），你需要指定正确的/dev/ttyS0或/dev/ttyUSB0。网络UPS则需要指定IP地址。
   • 描述（desc）： 给你的UPS一个易于识别的名字，这在你有多个UPS时尤其有用。
   • 额外参数： 有些UPS需要特定的vendorid、productid或波特率等参数，这些可以在lsusb -v或dmesg输出中找到。我通常会建议先用最简单的配置尝试，如果不行再逐步添加这些细节。

2. upsd.conf - NUT服务器的“门卫”：

   • 监听地址（LISTEN）： 默认情况下，upsd可能只监听127.0.0.1。如果你计划让其他服务器（客户端）通过网络监控这个UPS，你需要将其设置为0.0.0.0或特定的网络接口IP。这就像打开服务器的一个端口，允许外部连接。

3. upsd.users - 访问权限的“通行证”：

   • 用户定义： 在这里定义用于监控和管理UPS的用户账户和密码。例如，我在解决方案中提到的upsmaster用户。这些账户并不是系统用户，而是NUT内部用于认证的。
   • 权限（actions）： 可以细化每个用户的权限，比如是否允许set（修改UPS参数）或monitor（只读监控）。对于自动关机，通常只需要monitor权限。

4. upsmon.conf - 客户端的“观察员”和“执行者”：

   • 监控目标（MONITOR）： 指明要监控哪个UPS（myups@localhost或myups@远程UPS服务器IP），以及用于连接的NUT用户和密码。
   • 通知命令（NOTIFYCMD）： 这是触发关机脚本的核心。指定一个可执行脚本的完整路径。
   • 通知标志（NOTIFYFLAG）： 定义在什么事件发生时执行NOTIFYCMD。ONBATT（切换到电池供电）、LOWBATT（电池电量低）是最常用的触发关机事件。EXEC表示执行命令，SYSLOG表示记录到系统日志。
   • 强制关机延迟（FSD）： 这是一个关键参数。当LOWBATT事件发生后，FSD定义的秒数内如果市电仍未恢复，upsmon会强制执行关机操作。设置得太短可能导致系统来不及关机，设置得太长则可能耗尽电池。我通常会根据UPS的续航能力和服务器的关机速度来权衡。

5. nut-driver、nut-server、nut-monitor服务： 理解这三个服务的启动顺序和依赖关系也很重要。nut-driver负责与硬件通信，nut-server（upsd）提供网络接口，nut-monitor（upsmon）则作为客户端监听事件并执行操作。它们需要正确启动和协同工作。

如何确保Linux系统在UPS低电量时自动安全关机？

确保Linux系统在UPS低电量时能自动且安全地关机，这不仅仅是执行一个shutdown命令那么简单，它涉及到时间窗口的精确把握、服务优雅关闭的考量，以及潜在的重试机制。

首先，核心在于upsmon.conf中的LOWBATT事件和FSD参数。LOWBATT是UPS报告的电池电量低于某个阈值（通常是20-30%）时触发的事件。这是系统进行最终关机准备的信号。

1. LOWBATT事件的触发与脚本执行： 在upsmon.conf中，你需要明确设置：

   NOTIFYFLAG LOWBATT EXEC
   NOTIFYCMD "/etc/nut/ups_shutdown.sh"

   这告诉upsmon，一旦收到LOWBATT信号，就立即执行/etc/nut/ups_shutdown.sh脚本。

2. 关机脚本的编写与权限： 我强烈建议关机脚本不仅仅包含sudo shutdown -h now。一个更健壮的脚本应该：

   • 记录日志： 使用logger将关机事件记录到系统日志，方便日后排查。
   • 短暂延迟： 在执行shutdown前加入一个短暂的sleep（例如5-10秒）。这可以应对一些瞬时性的低电量报告，避免不必要的关机，同时也能给系统内一些非常紧急的服务留出最后一点缓冲时间。
   • 优雅关闭服务（可选但推荐）： 对于数据库、Web服务器等关键应用，你可以在shutdown命令之前添加特定的命令来优雅地停止它们的服务，例如sudo systemctl stop postgresql。这能最大程度地减少数据损坏的风险。
   • 执行关机： 使用sudo shutdown -h now或sudo poweroff。确保nut用户有执行这些命令的NOPASSWD权限。

3. FSD（Forced Shutdown Delay）参数的精妙之处：

   FSD lowbatt 60

   这个参数意味着，在LOWBATT事件发生后，upsmon会等待60秒。如果在这60秒内市电没有恢复，并且系统还没有完全关机，upsmon会再次尝试触发关机，甚至可能强制关机。这个延迟非常重要，它给了你的关机脚本足够的时间去执行，避免了UPS在电池电量真正耗尽前就切断电源。选择一个合适的FSD值，需要考虑你的服务器关机所需的时间，以及UPS在LOWBATT状态下还能维持多久。我的经验是，对于大多数服务器，60-120秒是一个比较稳妥的范围。

4. 持续监控与测试： 配置完成后，务必进行真实环境下的测试。模拟断电，观察系统日志，确认关机脚本是否被执行，系统是否在预期的时间内安全关闭。这能帮助你发现潜在的配置错误或权限问题。

配置UPS自动关机时，有哪些潜在风险和最佳实践？

在配置UPS自动关机时，虽然目标是保护系统，但如果不谨慎，反而可能引入新的风险。我个人在实践中也遇到过一些“坑”，总结了一些潜在风险和相应的最佳实践。

潜在风险：

1. 虚假触发（False Positives）： UPS可能会因为电网的瞬时波动而短暂地切换到电池模式，然后迅速恢复市电。如果NOTIFYFLAG ONBATT EXEC没有配合足够的延迟或智能判断，可能导致系统频繁不必要的关机。
2. 关机脚本执行失败：
   • 权限问题： nut用户可能没有执行sudo shutdown的权限，或者脚本本身没有执行权限。
   • 路径问题： 脚本中调用的命令（如logger、shutdown）可能没有使用绝对路径，导致在nut用户的特定环境中找不到。
   • 脚本逻辑错误： 脚本中存在语法错误或无限循环，导致无法正常退出并执行关机。
3. FSD参数设置不当：
   • 过短： 如果FSD设置得太短，系统可能还没来得及完全关闭，UPS电池就耗尽了，效果等同于直接断电。
   • 过长： 如果FSD设置得太长，在电池电量真正耗尽前，系统可能已经关机，但UPS却还在无谓地消耗电池，缩短了电池寿命。
4. UPS驱动问题： 某些不常见的UPS型号可能没有完美的NUT驱动，导致状态报告不准确或通信不稳定，从而影响关机决策。
5. 网络延迟/中断（针对远程UPS）： 如果UPS是通过网络连接，网络故障可能导致upsmon无法收到UPS状态更新，从而无法触发关机。

最佳实践：

1. 彻底的测试与验证：

   • 模拟断电： 这是最关键的一步。拔掉UPS的市电插头，观察系统行为。检查日志，确认关机脚本是否按预期执行，系统是否安全关闭。
   • 逐步测试： 先用upsc命令确认NUT能否正确读取UPS状态，再手动执行关机脚本，最后再进行模拟断电测试。
   • 日志记录： 在关机脚本中大量使用logger命令，记录脚本执行的每一步，包括时间戳和关键变量。这在排查问题时极其有用。

2. 优化关机脚本：

   • 绝对路径： 脚本中调用的所有命令都使用绝对路径，例如/usr/bin/logger、/sbin/shutdown。
   • 优雅停止服务： 对于关键应用（数据库、Web服务器、虚拟机），在shutdown命令之前添加对应的systemctl stop 命令，确保数据完整性。
   • 错误处理： 脚本中可以加入简单的错误处理，例如检查某个服务是否成功停止。
   • 短暂延迟： 在ONBATT或LOWBATT触发后，给脚本一个短暂的sleep，避免因瞬时波动而误触发。

3. 精确配置FSD：

   • 了解UPS续航： 查阅UPS手册，了解在不同负载下的续航时间。
   • 测量关机时间： 实际测试你的服务器从收到关机信号到完全关闭所需的时间。
   • 合理裕量： FSD应该略大于你的服务器关机所需时间，并留有足够的电池余量，但也不能过长。

4. sudoers配置最小化原则：

   • 只允许nut用户执行shutdown命令，并且明确指定shutdown的完整路径。
   • nut ALL=(ALL) NOPASSWD: /sbin/shutdown -h now 这样比nut ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL安全得多。

5. 定期维护与检查：

   • UPS电池健康： 定期检查UPS电池健康状况，老化的电池无法提供足够的备用时间。
   • NUT版本更新： 保持NUT软件更新，以获得更好的驱动支持和bug修复。
   • 配置备份： 备份所有NUT配置文件和关机脚本。

6. 考虑多层保护：

   • 对于非常关键的系统，除了自动关机，还可以考虑其他保护措施，例如使用冗余电源（PDU）或多台UPS。

通过遵循这些实践，可以大大降低自动关机配置带来的风险，确保在电力故障时，你的Linux系统能够得到最可靠的保护。

到这里，我们也就讲完了《Linux关机命令与UPS配置技巧》的内容了。个人认为，基础知识的学习和巩固，是为了更好的将其运用到项目中，欢迎关注golang学习网公众号，带你了解更多关于Linux的知识点！