Installationshandbuch:USV einrichten

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Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Das Dateisystem von Linux ist ähnlich wie das von anderen Betriebssystemen anfällig, wenn der Server ohne sauberes Herunterfahren einfach ausgeschaltet oder durch einen Stromausfall abgeschaltet wird. Linux führt ein ausgeklügeltes Cache-System, so dass in diesem Fall einige Daten noch nicht den Weg auf die Festplatte gefunden haben und deshalb Daten verloren gehen oder ein inkonsistentes Dateisystem übrig bleibt.

Zudem besteht immer die Gefahr, dass der Server hardwaremäßig durch Überspannung im Netz wie zum Beispiel durch einen nahen Blitzeinschlag erheblich beschädigt oder sogar vollkommen zerstört werden kann.

Um derartigen Schäden vorzubeugen, sollte zwischen Ihrem Arktur-Schulserver und der Steckdose eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV oder englisch UPS für "Uninterruptable Power Supply") geschaltet werden. Dieses Gerät sollte auch einen zusätzlichen Anschluss besitzen, über den diese USV mit dem Computer Signale austauschen kann, damit der Computer über den Zustand von Netzspannung und Batterieladung informiert wird. In der Regel ist das ein serieller oder ein USB Anschluss.

Der Arktur-Schulserver unterstützt zwei Arten von USV:

• Geräte mit einem Pegelausgang für die serielle Schnittstelle oder
• Geräte von APC (www.apc.com), die über die Datenleitungen (RX und TX) mit

Befehlen kommunizieren.

Wir empfehlen die Geräte von APC, weil sie eine Reihe von Status-Informationen liefern, die über eine Web-Oberfläche gut zu kontrollieren sind, und die Qualität dieser Geräte den oft höheren Preis rechtfertigt.

Geräte mit Pegelausgang

Das sind meist einfache Geräte für wenig Geld, die auf jeden Fall einen Ausgang besitzen sollten. Mehr Informationen erhalten Sie meist nur aus dem Handbuch, das eine Beschreibung des Ausgangs enthalten sollte. Wenn Sie unsicher sind, vereinbaren Sie mit dem Händler ein Rückgaberecht oder greifen Sie zu einer USV von APC.

In der Regel müssen Sie selbst ein entsprechendes Kabel bauen. Eine Anleitung finden Sie in der Abbildung. Wichtig ist die Verbindung von DTR und DSR, an denen der Arktur-Schulserver das Vorhandensein einer solchen USV überprüft.

Abbildung: Aufbau des Kabels für eine USV mit Pegelausgängen

Die Bezeichnung der Anschlüsse gilt für einen 25-poligen Stecker. An den heute üblichen 9-poligen Schnittstellen gilt die Belegung anhand der Abbildung:

Abbildung: Zuordnung der Signale an den Steckern

Schließen Sie das serielle Kabel an die entsprechende Schnittstelle des Arktur-Schulservers an. Wählen Sie als sysadm den Punkt "USV" aus dem Menü "Verwalten" --> "Hardware".

Abbildung: Das Menü USV unter Hardware

Dort wählen Sie als Typ "Standard-USV mit Pegel-Ausgang" aus. Dann werden Sie nach der Schnittstelle gefragt. Aus technischen Gründen (Belegung der Interrupts - er darf für diese Funktion nicht doppelt benutzt werden!) stehen nur die erste und zweite serielle Schnittstelle zur Verfügung.

Abbildung: Auswahl der Schnittstelle

Nun müssen Sie diese Einstellungen noch "AKTIVIEREN". Der entsprechende Daemonprozess wird beim Aktivieren gleich gestartet.

USV von APC

Unter Beteiligung der Firma APC wurde für Linux ein Dienst (Daemon) entwickelt, der diese Geräte optimal unterstützt. Bevor Sie alle Verbindungen herstellen, sehen Sie sich das serielle Kabel genau an. Im Stecker eingegossen finden Sie eine Nummer, die Sie sich notieren sollten. Sie werden während der Einrichtung danach gefragt.

Sie wählen als sysadm aus dem Menü den Punkt "APC". Sie werden nach der seriellen Schnittstelle gefragt. Dann müssen Sie den Typ der USV angeben, damit das richtige Protokoll benutzt wird:

Abbildung: Auswahl des APC-USV-Typs

Aus dieser Liste ist ein Typ zu wählen, der dem angeschlossenen Gerät entspricht und aus der Serie zu erkennen ist. So muss in diesem Beispiel eine SMART-UPS 700 mit der Einstellung "smartups" betrieben werden. Als nächstes muss der Kabeltyp angegeben werden, mit dem die USV an den Computer angeschlossen ist. APC liefert das Kabel mit der USV. In den Steckern (meist auf der zur USV zugewandten Seite) die Bezeichnung eingelassen. Im Menü finden Sie aber auch Hinweise zum Typ.

Abbildung: Auswahl des APC-Kabels

Diese Einstellungen müssen Sie nun "AKTIVIEREN". Dann wird der entsprechende Überwachungsprozess gestartet. Der Test entspricht weitgehend dem Vorgehen unter Punkt Geräte mit Pegelausgang. Eventuell erhalten Sie keine Konsolenmeldung über den Ausfall der USV, statt dessen wird eine Mail an root erzeugt. Auch hier gilt: Der Arktur-Schulserver wird in der Standardkonfiguration erst heruntergefahren, wenn die Batterieladung unter 10% fällt oder die berechnete Überbrückungszeit nur noch 3 Minuten beträgt.

Sie finden im erweiterten Admin-Interface in Zukunft ein Icon zur Kontrolle der USV per Webbrowser. Direkt auf diesen Onlinestatus können Sie mit Eingabe der URL "http://arktur/apcups/upsstats?HOST=Arktur" im Browser zugreifen. Die folgende Abbildung stammt von der angegebenen SMART UPS 700.

Abbildung: Online-Status der APC-USV

Im Beispiel meldet die USV neben 100% Batterieladung eine Auslastung von 16,1%, was einer Überbrückungszeit von 80 Minuten(!) entsprechen würde. Zudem finden Sie eine Liste der letzten aufgezeichneten Ereignisse sowie Spannungsangaben und Temperatur im Inneren der USV. Die Anzeige wird alle 30 Sekunden erneuert.

Eine USV für zwei Server

Diese Beschreibung ist für die "Zwei-Server-Lösung" mit arktur und capella an einer einzigen USV gedacht. Im speziellen Fall handelt es sich um eine "apc smart ups 1000", die Beschreibung sollte aber auch mit anderen Typen des gleichen Herstellers funktionieren.

Das Datenkabel der USV wird mit dem ersten Server, also mit Arktur verbunden. Der zweite Server erhält die Meldungen dann vom ersten Server per Netzwerkkabel.

Ein wichtiger Hinweis vorweg: Damit beide Server per Netzwerkkabel auch noch bei einem Stromausfall kommunizieren können, muss der Switch (oder Hub), an dem beide Netzwerkkarten angeschlossen sind, natürlich auch über die USV mit Strom versorgt werden.

Wenn die Kabel angeschlossen sind, richten Sie bitte beide Server (wie oben beschrieben) so ein, als ob jeder eine eigene USV hätte.

Nun melden Sie sich an der Konsole als root an und ändern die config-Datei der USV auf beiden Servern noch ab. Die Datei befindet sich auf dem jeweiligen Server im Verzeichnis /etc/apcupsd.

Zuerst ändern Sie die apcupsd.conf für arktur:

 ## apcupsd.conf v1.1 ##
 # 
 #  for apcupsd release 3.10.7 (08 November 2003) - unknown
 #
 # "apcupsd" POSIX config file
 UPSCABLE 940-0024C
 UPSTYPE apcsmart
 DEVICE /dev/ttyS0
 LOCKFILE /var/lock
 BATTERYLEVEL 10
 MINUTES 4
 TIMEOUT 0
 ANNOY 300
 ANNOYDELAY 60
 NOLOGON percent 60
 KILLDELAY 20
 NETSERVER on
 NISIP 0.0.0.0
 NISPORT 3551
 EVENTSFILE /var/log/apcupsd.events
 EVENTSFILEMAX 20
 UPSCLASS netmaster
 UP SMODE net
 NETTIME 100
 NETPORT 6666
 SLAVE capella
 STATTIME 10
 STATFILE /var/log/apcupsd.status
 LOGSTATS off
 DATATIME 0
 BEEPSTATE L
 SELFTEST 336

Und nun kommt noch die apcupsd.conf für capella an die Reihe:

 ## apcupsd.conf v1.1 ##
 # 
 #  for apcupsd release 3.10.7 (08 November 2003) - unknown
 #
 # "apcupsd" POSIX config file
 UPSCABLE ether
 UPSTYPE apcsmart
 DEVICE Arktur:3551
 LOCKFILE /var/lock
 BATTERYLEVEL 10
 MINUTES 11
 TIMEOUT 0
 ANNOY 300
 ANNOYDELAY 60
 NOLOGON percent 60
 KILLDELAY 20
 NETSERVER on
 NISIP 0.0.0.0
 NISPORT 3551
 EVENTSFILE /var/log/apcupsd.events
 EVENTSFILEMAX 20
 UPSCLASS netslave
 UPSMODE net
 NETTIME 100
 NETPORT 6666
 MASTER arktur
 STATTIME 10
 STATFILE /var/log/apcupsd.status
 LOGSTATS off
 DATATIME 0
 BEEPSTATE L
 SELFTEST 336

Hier wurden mit Absicht unterschiedliche shutdown-Zeiten genommen: Zuerst (bei noch 11 Min. Restkapazität) fährt capella runter, der wichtigere Arktur fährt erst später runter (bei noch 4 Minuten Restkapazität).

Haben Sie alle Änderungen eingetragen, dann starten Sie die USV-Dienste auf beiden Servern neu:

 /etc/init.d/apcupsd restart

Beachten Sie die Reihenfolge: Zuerst wird der Diesnt auf arktur und erst dann auf capella neu gestartet.

Test der USV

Test für alle Arten von USV

Nun können Sie die Funktion der USV testen. An den Spannungsausgang schalten Sie aber nicht den Server, sondern eine Glühlampe oder einfach einen Monitor an, damit es bei einer Fehlfunktion nicht gleich zum Datenverlust kommt. Melden Sie sich an einer anderen Konsole als root an und trennen Sie die Netzspannungsverbindung zur USV, so dass diese auf Batteriebetrieb schalten muss. Der Server sollte nach etwa 10 Sekunden eine Meldung auf den Konsolenschirm bringen. Analog sollte er melden, wenn die Netzspannung wiederkehrt. Lassen Sie die Stromversorgung der USV im nächsten Versuch so lange aus, bis die Batterieladung zur Neige geht. Seien Sie dabei nicht ungeduldig: Meist reicht die Batterieladung mehr als 30 Minuten, teilweise ist mehr als eine Stunde Überbrückungszeit möglich. Der Server sollte bei richtiger Schaltung herunterfahren und eventuell die USV ausschalten (wenn diese einen Eingang dafür hat). Hat der Server diesen Test bestanden, können Sie ihn beruhigt mit der USV koppeln.

Erweiterter Test für eine APC-USV

Eine kleine Hilfe bei APC-USVs ist das Programm apctest. Das ist ein Universal- Werkzeug. Wenn Sie diesen USV-Typ eingerichtet haben und das Kabel auch am Server angeschlossen ist, kann der Test losgehen. Vorher sollten Sie noch dafür sorgen, dass der Daemon im Hintergund nicht mehr läuft:

 /etc/init.d/apcupsd stop

Los gehts:

 Arktur:~ # apctest
 .
 2005-09-15 20:31:50 apctest 3.10.16 (04 November 2004) suse
 Checking configuration ...
 Attached to driver: apcsmart
 sharenet.type = DISABLE
 cable.type = APC_940_0024C (smart)
 .
 You are using a SMART cable type, so I'm entering SMART test mode
 Unknown mode.type: 11
 Setting up the port ...
 Creating the device lock file ...
 Hello, this is the apcupsd Cable Test program.
 This part of apctest is for testing Smart UPSes.
 Please select the function you want to perform.
 .
 1) Query the UPS for all known values
 2) Perform a Battery Runtime Calibration
 3) Abort Battery Calibration
 4) Monitor Battery Calibration progress
 5) Program EEPROM
 6) Enter TTY mode communicating with UPS
 7) Quit
 .
 Select function number:                                      

Hier können Sie sagen, was Sie nun möchten. Haben Sie z.B. die Akkus getauscht, lohnt sich der Punkt 5, in dem Sie das Batteriedatum neu setzen können, aber auch andere Werte (z.B. Schwellenwerte der Spannung für das Umschalten) können neu definiert werden.

Sie können aber auch testen, ob die Abschaltung funktioniert. Also wählen Sie hier die Funktion 2:

 Select function number: 2                     
 .
 First ensure that we have a good link and
 that the UPS is functionning normally.
 Simulating UPSlinkCheck ...
 Wrote: Y Got: SM
 Attempting to use smart_poll() ...
 Sent: Y Got: SM  Good -- smart_poll() works!.
 .
 Checking estimated runtime ...
 Current runtime is 18 minutes
 Checking for battery level ...
 Battery level is 100.0 -- OK
 .
 The battery calibration should automatically end
 when the battery level drops below about 25, depending
 on your UPS.
 .
 I can also optionally monitor the progress
 and stop the calibration if it goes below 10. However,
 in the case of a new battery this may prematurely end the
 calibration loosing the effect.
 .
 Do you want me to stop the calibration
 if the battery level goes too low? (y/n): y

Also eine Zwischenfrage, ob der Test bei einem Restlevel der Batterie von ca. 15 % beendet werden soll. Antworten Sie darauf lieber mit "y" (yes)!

Nun lassen Sie den Test laufen und lehnen sich für einige Minuten zurück:

 Sending Battery Calibration command. ...
 UPS has initiated battery calibration.
 Monitoring the calibration progress ...
 To stop the calibration, enter a return.
 .
 Battery charge 87
 Remaining runtime is 15 minutes
 .....
 Battery charge 78
 Remaining runtime is 14 minutes
 .....
 Battery charge 65
 Remaining runtime is 11 minutes
 .....
 Battery charge 58
 Remaining runtime is 10 minutes
 .....
 Battery charge 47
 Remaining runtime is 8 minutes
 .....
 Battery charge 40
 Remaining runtime is 7 minutes
 .....
 Battery charge 30
 Remaining runtime is 5 minutes

Zwischen diesen Meldungen vergehen jeweils etwa 2 Minuten. Die 15 Minuten am Anfang waren von dieser USV also etwas optimistisch. Was solls: Eine 650VA-Smart-UPS an einem 450W-Server (Dual-Prozessor, 1500 MB RAM,....) Jedenfalls kommt nun die beruhigende Meldung:

 Battery Runtime Calibration terminated by UPS.
 Checking estimated runtime ...
 Remaining runtime is 2 minutes
 On battery 440 sec or 7m20s.
 .
 1) Query the UPS for all known values
 2) Perform a Battery Runtime Calibration
 3) Abort Battery Calibration
 4) Monitor Battery Calibration progress
 5) Program EEPROM
 6) Enter TTY mode communicating with UPS
 7) Quit
 .
 Select function number: 

Also wissen Sie nun, dass beim nächsten Ausfall der Netzspannung etwa 7 Minuten bleiben. Nun können Sie beruhigt den Daemon (also die eigentliche Überwachung) wieder starten:

 /etc/init.d/apcupsd start

Wenn alles gut geht, bekommen Sie gelegentlich ins Postfach von root eine E-Mail:

 Subject: Arktur Power has returned
 .
 Arktur Power has returned
 .
 APC      : 001,055,1367
 DATE     : Wed Aug 17 10:08:13 CEST 2005
 HOSTNAME : Arktur
 RELEASE  : 3.10.15
 VERSION  : 3.10.15 (04 August 2004) unknown
 UPSNAME  : UPS_IDEN
 CABLE    : APC Cable 940-0024C
 MODEL    : SMART-UPS 700
 UPSMODE  : Net Master
 STARTTIME: Sun Jun 12 10:05:48 CEST 2005
 SHARE    : NetworkUPS
 STATUS   : ONLINE
 LINEV    : 232.7 Volts
 LOADPCT  :  68.1 Percent Load Capacity
 BCHARGE  : 100.0 Percent
 TIMELEFT :  10.0 Minutes
 MBATTCHG : 15 Percent
 MINTIMEL : 8 Minutes
 MAXTIME  : 0 Seconds
 MAXLINEV : 234.0 Volts
 MINLINEV : 231.4 Volts
 OUTPUTV  : 232.7 Volts

Dieser Text ist nur ein Auszug, da kommen z.B. noch Einstellungen und Werte wie Innentemperatur usw. dazu.

Diese Meldung per E-Mail stammt jedes Mal vom Selbsttest, den die USV etwa aller 14 Tage durchführt. Dann geht sie für etwa eine Minute auf Batteriebetrieb, um deren Zustand zu testen.

Aus dem Eintrag:

 UPSMODE: NetMaster

können Sie erkennen, das an diesem Server (Arktur) das Kabel der USV angeschlossen ist. Der andere Server bekommt über das Netzwerkkabel die Informationen. Dazu ist auch der Switch im Serverraum mit an der USV angeschlossen.

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