一、ipmi

1、简介

IPMI(Intelligent Platform Management Interface)即智能平台管理接口是使硬件管理具备“智能化”的新一代通用接口标准

开源的免费标准、跨不同操作系统

监视服务器的物理健康特征,如温度、电压、风扇工作状态、电源供应及机箱入侵等

核心部件:BMC(Baseboard Management Controller),一种嵌入式微控制器,整个平台管理的大脑,

ipmi所有功能都是通过BMC发送命令来完成,BMC接受并在系统事件日志中记录事件消息,维护描述系统中传感器情况的传感器数据,支持远程访问

BMC具有以下功能:

  1.通过系统的串行端口进行访问

  2. 故障日志记录和 SNMP 警报发送

  3.访问系统事件日志 (System Event Log ,SEL) 和传感器状况

  4.控制包括开机和关机

  5.独立于系统电源或工作状态的支持

  6.用于系统设置、基于文本公用程序和操作系统控制台的文本控制台重定向

基于BMC,最大优势:独立于CPU BIOS和OS,无论是开机还是关机状态下,接通电源就可以实现对服务器的监控

2、使用ipmi的先决条件

(1)服务器硬件本身提供对ipmi的支持

目前惠普、戴尔和 NEC 等大多数厂商的服务器都支持 IPMI 2.0,但并不是所有服务器都支持,所以应该先通过产品手册或在 BIOS 中确定服务器是否支持 ipmi,也就是说服务器在主板上要具有 BMC 等嵌入式的管理微控制器。

(2)操作系统提供相应的ipmi驱动

通过操作系统监控服务器自身的 ipmi 信息时需要系统内核提供相应的支持,linux 系统通过内核对 OpenIPMI(ipmi 驱动)的支持来提供对 ipmi 的系统接口。在使用驱动之前,请先启动该驱动:


service ipmi start 或者启动模块: 

modprobe ipmi_msghandler 

modprobe ipmi_devintf 

modprobe ipmi_si 

modprobe ipmi_poweroff 

modprobe ipmi_watchdog

(3)ipmi管理工具

选择的是 Linux 下的命令行方式的 ipmi 平台管理工具 ipmitool,开源的还有很多,如:ipmiutil

ipmitool通过OpenIPMI接口来访问BMC,实现对服务器的两种管理方式:(1)通过OS监控本地服务器;(2)通过网络监控远程服务器

本地服务管理:系统结构

监控本地命令格式:ipmitool -I open command,其中-I Open

command有以下项:

a)   raw:发送一个原始的IPMI请求,并且打印回复信息。
b)   lan:配置网络(lan)信道(channel)
c)   chassis :查看底盘的状态和配置电源
d)   event:向BMC发送一个已定义的事件(event),可用于测试配置的SNMP是否成功
e)   mc: 查看MC(Management Contollor)状态和各种允许的项
f)   sdr:打印传感器仓库中的任何监控项和从传感器读取到的值。
g)   sensor:打印周详的传感器信息。
h)   Fru:打印内建的Field Replaceable Unit (FRU)信息
i)   sel: 打印 System Event Log (SEL)    
j)   pef: 配置 Platform Event Filtering (PEF),事件过滤平台用于在监控系统发现有event时候,用PEF中的策略进行事件过滤,然后看是否需要报警。
k)   sol/isol:用于配置通过串口的Lan进行监控
l)   user:配置BMC中用户的信息 。
m)  channel:配置Management Controller信道。

监控远程服务器

系统架构

ipmitool -H 10.6.77.249 -U root -P changeme -I lan command

配置IP、NetMask、gateway

二、snmp

1、简介

SNMP(Simple Network Management Protocol)简单网络管理协议,是由互联网工作组定义的一套网络管理协议。

TCP/IP协议簇的一个应用层协议

监视网络状态、修改网络设备配置、接受网络事件告警等

2、工作原理

客户机/服务器模式,即代理/管理站模型。对网络的管理与维护是通过管理工作站与SNMP代理间的交互完成的。

SNMP代理回答SNMP管理工作站对代理MIB定义信息的查询。

应用场景

管理站和代理端使用MIB进行接口统一,MIB定义了设备中的被管理对象。管理站和代理都实现相应的MIB对象,使得双方可以识别对方的数据,实现通信。管理站向代理请求MIB中定义的数据,代理端识别后,将管理设备提供的相关状态或参数等数据转换成MIB定义的格式,最后将该信息返回给管理站,完成一次管理操作。

一套完整的SNMP系统主要包括管理信息库(MIB)、管理信息结构(SMI)及SNMP报文协议。

(1)管理信息库MIB

任何一个被管理的资源(cpu、内存)都表示成一个对象,成为被管理的对象。MIB是被管理对象的集合。定义了被管理对象的一系列属性:对象的名称、对象的访问权限和对象的数据类型等。每一个SNMP设备(Agent)都有自己的MIB。MIB可以看成NMS(网管系统)和Agent之间的沟通桥梁。

NMS、Agent和MIB的关系

MIB文件是一种分级的树的结构,如图,第一级有三个节点:ccitt、iso、iso-ccitt。低级的对象ID分别由相关组织分配。一个特定对象的标识符可通过由根到该对象的路径获得。一 般网络设备取iso节点下的对象内容。如名字空间ip结点下一个名字为ipInReceives的MIB变量被指派数字值3,因而该变量的名字为

iso.org.dod.internet.mgmt.mib.ip.ipInReceives

相应的数字表示(对象标识符OID,唯一标识一个MIB对象)为:

1.3.6.1.2.1.4.3

(2)管理信息结构(SMI)

关于MIB的一套公用的结构和表示符号

(3)SNMP报文协议

SNMP中定义了五种消息类型:Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request和Trap 。

(1)Get-Request 、Get-Next-Request与Get-Response

SNMP 管理站用Get-Request消息从拥有SNMP代理的网络设备中检索信息,而SNMP代理则用Get-Response消息响应。Get-Next- Request用于和Get-Request组合起来查询特定的表对象中的列元素。

(2)Set-Request 

SNMP管理站用Set-Request 可以对网络设备进行远程配置(包括设备名、设备属性、删除设备或使某一个设备属性有效/无效等)。

(3)Trap 

SNMP代理使用Trap向SNMP管理站发送非请求消息,一般用于描述某一事件的发生,如接口UP/DOWN,IP地址更改等。

上面五种消息中Get-Request、Get-Next-Request和Set-Request是由管理站发送到代理侧的161端口的;后面两种Get-Response和Trap 是由代理进程发给管理进程的,其中Trap消息被发送到管理进程的162端口,所有数据都是走UDP封装。SNMP工作流程如图2:

SNMP报文格式

SNMP代理和管理站通过SNMP协议中的标准消息进行通信,每个消息都是一个单独的数据报。SNMP使用UDP(用户数据报协议)作为第四层协议(传输协议),进行无连接操作。SNMP消息报文包含两个部分:SNMP报头和协议数据单元PDU。

在实际网络传输环境下,SNMP报文的长度取决于其所采用的编码方式。SNMP统一采用BER(Basic Encoding Rule)的编码规则,同时在正式SNMP规范中使用的是ASN.1语法,定义了很多数据类型。

SNMP报文在传输层是封装在UDP报文中的,而UDP又是基于IP网络的,因此,我们可以得到完整的报文描述结构,如下图所示:

SNMP Trap

SNMP Trap 就是被管理设备主动发送消息给 NMS 的一种机制

SNMP Trap 是 SNMP 的一部分,当被监控段出现特定事件,可能是性能问题,甚至是网络设备接口宕掉等,代理端会给管理站发告警事件。假如在特定事件出现的时刻,不是由 Agent 主动通知 NMS,那么 NMS 必须不断地对 Agent 进行轮询。这是非常浪费计算资源的方法,正如人们用中断通知 CPU 数据的到达,而不是让 CPU 进行轮询一样。Trap 通知是更加合理的选择。

NET-SNMP

一种开放源代码的 SNMP 协议实现,也包含SNMP Trap的所有相关实现

实战演练

Agent

NMS

实现过程

获取 CPU占用率


// 空闲CPU占用百分比

void get_cpu_idle(unsigned int clientreg, void *clientarg)

{

	char buffer[80];

	const char* cpu_cmd = "mpstat -u -P ALL |grep all | awk '{print $12}'";

	executeCMD(cpu_cmd, buffer);

	float cpu_idle = atof(buffer);

 

        // 获取CPU阈值

	std::string max_cpu_idle_per_str;

	int max_cpu_idle_per = -1;

	if (get_section_val("cpu", "max_cpu_idle_per", max_cpu_idle_per_str) == 0)

		max_cpu_idle_per = atoi(max_cpu_idle_per_str.c_str());

 

	float cpu_util_rate = 100 - cpu_idle;

	if (cpu_util_rate > max_cpu_idle_per && max_cpu_idle_per > 0)

	{

                // 发送告警信息

		String msg;

		msg.format("Warning: CPU utilization rate(%%) is %.2f%%", cpu_util_rate);	

		send_msg(msg);

	}

	    

}

注册定时器


// 注册定时器

snmp_alarm_register(SEND_WARNING_TIME,     /* seconds ,可自行设置时间间隔*/

	                    SA_REPEAT,       /*repeat. */

	                    get_cpu_idle,      /* our callback */

	                    NULL    /* no callback data needed */

	    );

配置文件netsnmp.conf


;;netsnmp配置文件

#session配置

[session]

#网络管理端口 ip 地址

#peername = 172.29.16.104

peername = 172.29.4.181

community = public

retries = 3

timeout = 2000

sessid = 0

# 发送警告信息间隔时间(s),默认10分钟

send_trap_time = 600

 

# cpu配置

[cpu]

# 最大空闲CPU占用百分比

max_cpu_idle_per = 80 

 

# 内存配置

[memory]

# 最大内存使用率(小数表示)

max_memory_used_per = 1 

 

# 磁盘配置

[disk]

# 是否记录磁盘信息(1:是,0:否),默认为0

is_record_disk_info = 0 

 

# oid配置(不要轻易修改)

[oid]

# 企业 oid

oid_enterprise = 1,3,6,1,4,1,2021,251,1

# 发送信息oid

oid_send_msg = 1,3,6,1,2,1,1,6,0

# 信息 oid

oid_msg = .1.3.6.1.6.3.1.1.4.1.105

发送告警信息:sent_msg

int send_traps(oid* oid_msg_para, size_t oid_msg_para_len, const char msg_type, const char* msg)

{

String oid_enter = oid_enterprise;

vector<String> oid_enter_vec;

oid_enter.split(",", oid_enter_vec);

oid* objid_enterprise = new oid[oid_enter_vec.size()];

int i = 0;

for (vector<String>::iterator iter = oid_enter_vec.begin(); iter != oid_enter_vec.end(); ++iter, ++i)

{

String num = *iter;

int i_num = atoi(num.getCStr());

objid_enterprise[i] = i_num;

}

printf("oid_enterprise_len: %d\n", (int)oid_enter_vec.size());

oid objid_snmptrap[] = { 1, 3, 6, 1, 6, 3, 1, 1, 4, 1, 0 };

// const char * msg_oid_ = ".1.3.6.1.6.3.1.1.4.1.1";

netsnmp_ds_set_int(NETSNMP_DS_LIBRARY_ID, NETSNMP_DS_LIB_DEFAULT_PORT, SNMP_TRAP_PORT);

netsnmp_session* sess = snmp_open(&session);

if (NULL == sess)

{

snmp_sess_perror("snmptraps", &session);

}

// 这里应该抛给应用端来判断是否超过预期值,发送告警信息

netsnmp_pdu* pdu;

pdu = snmp_pdu_create(SNMP_MSG_TRAP2);

pdu->enterprise = (oid *) malloc(sizeof(objid_enterprise));

memcpy(pdu->enterprise, objid_enterprise,

sizeof(objid_enterprise));

pdu->enterprise_length = oid_enter_vec.size();

snmp_add_var(pdu, objid_snmptrap, sizeof(objid_snmptrap) / sizeof(oid), MSG_OID, oid_msg_.c_str());

snmp_add_var(pdu, oid_msg_para, oid_msg_para_len, msg_type, msg);

int status = snmp_send(sess, pdu) == 0;

if (NULL != sess)

{

snmp_close(sess);

}

if (status == STAT_SUCCESS)

{

return SNMP_SUCESS;

}

return SNMP_FAILED;

}

// 发送告警信息

void send_msg(String& msg)

{

String oid_msg_local = oid_send_msg;

vector<String> oid_msg_vec;

oid_msg_local.split(",", oid_msg_vec);

oid *oid_msg = new oid[oid_msg_vec.size()];

int i = 0;

for (vector<String>::iterator iter = oid_msg_vec.begin(); iter != oid_msg_vec.end(); ++iter, ++i)

{

String num = *iter;

int i_num = atoi(num.getCStr());

oid_msg[i] = i_num;

}

printf("oid_msg_len: %d\n", (int)oid_msg_vec.size());

size_t oid_msg_len = oid_msg_vec.size();//OID_LENGTH(oid_msg);

send_traps(oid_msg, oid_msg_len, MSG_STR, (char*)msg.getCStr());

}

小结

结合ipmi和snmp实现服务器告警系统

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