Linux 下用 smartd 监测硬盘状况

Linux 下用 smartd 监测硬盘状况

和处理器、内存比较,硬盘是服务器上最慢的子系统、是最容易出现性能瓶颈的地方,也是最脆弱的部分。因为硬盘离处理器距离最远而且访问硬盘要涉及到一些机械操作,比如转轴、寻轨等,而机械是容易出故障的。作为 VPS 服务商和系统管理员来说,最害怕的就是硬盘出毛病,所以监测硬盘的健康状况、提前预警是件很重要的事情。我们 PC 服务器上差不多1.5年都会有硬盘坏掉,坏掉前一点征兆都没有,SUN 服务器上的情况要好得到,很多 SATA/SCSI 硬盘运行了5年都没问题,看样子品牌服务器还是贵得有理由的。VPSee 前段时间看过 Google 发表的一篇论文:Failure Trends in a Large Disk Drive Population 也证实了我们的经历,结论是所有坏掉的硬盘中只有60%可以被 S.M.A.R.T. 检测到,也就是说 S.M.A.R.T. 的测试结果只有60%是正确的,所以我们还不能完全依赖 S.M.A.R.T. 的监测结果。

目前市面上所有的硬盘都具有 S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) 特性,smartmontools 就是利用这一特性监测硬盘的软件包,包含 smartctl 和 smartd 两个程序,前者是前台命令行工具、后者是后台运行程序,smartmontools 不是 Linux 的专利,也支持 BSD, Solaris 等系统。

安装 smartmontools

在 CentOS/Fedora 下安装:

# yum install kernel-utils

在 Debian/Ubuntu 下安装:

# apt-get install smartmontools

使用 smartmontools

在使用 smartmontools 测试之前先检查一下硬盘是否具有 SMART 特性:

# smartctl -i /dev/sda

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Device Model:     SEAGATE ST32500NSSUN250G 0741B58YP8
Serial Number:    5QE58YP8
Firmware Version: 3.AZK
User Capacity:    250,056,000,000 bytes
Device is:        Not in smartctl database [for details use: -P showall]
ATA Version is:   7
ATA Standard is:  Exact ATA specification draft version not indicated
Local Time is:    Thu Jul 22 22:39:07 2010 SAST
SMART support is: Available - device has SMART capability.
SMART support is: Enabled

如果上面 SMART support 是 Disabled 状态的话,需要开启 SMART 的支持:

# smartctl -s on /dev/sda

=== START OF ENABLE/DISABLE COMMANDS SECTION ===
SMART Enabled.

检查硬盘状况,如果下面的结果不是 PASSED 的话你需要立刻警觉起来,马上备份所有数据,硬盘随时都可能出问题(不过值得注意的是就算结果是 PASSED 并不意味着硬盘100%就安全,PASS 不能代表没问题,没 PASS 代表一定有问题):

# smartctl -H /dev/sda

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED

做个快速自检:

# smartctl -t short /dev/sda

=== START OF OFFLINE IMMEDIATE AND SELF-TEST SECTION ===
Sending command: "Execute SMART Short self-test routine immediately in off-line mode".
Drive command "Execute SMART Short self-test routine immediately in off-line mode" successful.
Testing has begun.
Please wait 1 minutes for test to complete.
Test will complete after Thu Jul 22 22:51:00 2010

Use smartctl -X to abort test.

执行上面的自检命令后等待一段时间,可以通过下面命令来看进度和结果:

# smartctl -l selftest /dev/sda

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART Self-test log structure revision number 1
Num  Test_Description    Status                  Remaining  LifeTime(hours)  LBA_of_first_error
# 1  Short offline       Completed without error       00%     20949         -
# 2  Short offline       Completed without error       00%     20947         -

要做长时间自检的话(很耗时,建议放在凌晨时间段做):

# smartctl -t long /dev/sda

查看出错日志:

# smartctl -l error /dev/sda

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART Error Log Version: 1
No Errors Logged

配置 smartmontools

在 CentOS/Fedora 下:

# vi /etc/smartd.conf
# /etc/init.d/smartd restart

在 Debian/Ubuntu 下:

# vi /etc/default/smartmontools
# vi /etc/smartd.conf
# /etc/init.d/smartmontools restart

可以通过修改以上的 smartmontools 的配置文件来定期对硬盘做健康检查,就像给人定期体检一样,体检过了并不代表就没病(很多疾病用体检的设备都查不到),所以这也符合 Google 的硬盘报告所说的情况,所有坏掉的硬盘中只有60%可以被 S.M.A.R.T. 检测到(所有生病的人中只有60%能在体检的时候发现)。


概述 

随着硬盘容量、速度的快速发展,硬盘的可靠性问题越来越重要,今天的单块硬盘存储容量可轻松达到1TB,硬盘损坏带来的影响非常巨大。
不同的文件系统(xfs,reiserfs,ext3)都有自己的检测和修复工具。检测之前可以先使用dmesg命令查看有没有硬件I/O故障的日志,如果有,先用fsck看看是不是文件系统有问题,如果不是则可以使用下面介绍硬盘检测和优化方法来修复它。 grep"error"/va/log/messages*;
Linux检测硬盘坏道 
使用SMART检测硬盘 
SMART是一种磁盘自我分析检测技术,早在90年代末就基本得到了普及每一块硬盘(包括IDE、SCSI),在运行的时候都会将自身的若干参数记录下来,这些参数包括型号、容量、温度、密度、扇区、寻道时间、传输、误码率等。硬盘运行了几千小时后,很多内在的物理参数都会发生变化,某一参数超过报警阈值,则说明硬盘接近损坏,此时硬盘依然在工作,如果用户不理睬这个报警继续使用,那么硬盘将变得非常不可靠,随时可能故障。
启用SMART
SMART是和主板BIOS上相应功能配合的,要使用SMART,必须先进入到主板BIOS设置里边启动相关设置。一般从Pentium2级别起的主板,都支持SMART,BIOS启动以后,就是操作系统级别的事情了(Windows没有内置SMART相关工具,需要安装第三方工具软件),好在Linux上很早就有了SMART支持了,如果把Linux装在VMware等虚拟机上,在系统启动时候可以看到有个服务启动报错:smartd。这个服务器就是smart的daemon进程(因为vmware虚拟机的硬盘不支持SMART,所以报错)。smartd是一个守护进程(一个帮助程序),它能监视拥有自我监视,分析和汇报技术(Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology - SMART)的硬盘。SMART体系使得硬盘能监视并汇报自己的运行状况.它的一个重要特性是能够预测失败,使得系统管理员能避免数据丢失。

smartctl简单用法

smartctl -a <device> 检查该设备是否已经打开SMART技术。 smartctl -s on <device> 如果没有打开SMART技术,使用该命令打开SMART技术。 smartctl -t short <device> 后台检测硬盘,消耗时间短; smartctl -t long <device> 后台检测硬盘,消耗时间长; smartctl -C -t short <device> 前台检测硬盘,消耗时间短; smartctl -C -t long <device> 前台检测硬盘,消耗时间长。其实就是利用硬盘SMART的自检程序。 smartctl -X <device> 中断后台检测硬盘。 smartctl -l selftest <device> 显示硬盘检测日志。 smartctl -l error <device> 显示硬盘错误汇总。
首先通过dmesg工具,确认一下硬盘的设备符号。例如一个IDE硬盘连接到Primary IDE 总线上的Slave位置,硬盘设备符号是/dev/hdb,hdb中的h代表IDE,如果显示为sdb,则代表SATA和SCSI,最后一个字幕b代表Primary总线,第二块硬盘即Slave位置,确认硬盘是否打开了SMART支持:

# smartctl -i /dev/sda
smartctl 5.40 2010-10-16 r3189 [i386-redhat-linux-gnu] (local build)
Copyright (C) 2002-10 by Bruce Allen, http://smartmontools.sourceforge.net

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Device Model:     HITACHI HTS543225L9SA00
Serial Number:    090131FB2F32YLG28JEA
Firmware Version: FBEZC48C
User Capacity:    250,059,350,016 bytes
Device is:        Not in smartctl database [for details use: -P showall]
ATA Version is:   8
ATA Standard is:  ATA-8-ACS revision 3f
Local Time is:    Wed May 25 10:10:39 2011 CST
SMART support is: Available - device has SMART capability.
SMART support is: Enabled                          //表示启用了smart支持 
如果看到SMART support is: Disabled表示SMART未启用,执行如下命令,启动SMART

# smartctl --smart=on --offlineauto=on --saveauto=on /dev/sda
smartctl 5.40 2010-10-16 r3189 [i386-redhat-linux-gnu] (local build)
Copyright (C) 2002-10 by Bruce Allen, http://smartmontools.sourceforge.net

=== START OF ENABLE/DISABLE COMMANDS SECTION ===
SMART Enabled.
SMART Attribute Autosave Enabled.
SMART Automatic Offline Testing Enabled every four hours.

现在硬盘的SMART功能已经被打开,执行如下命令查看硬盘的健康状况

# smartctl -H /dev/sda
smartctl 5.40 2010-10-16 r3189 [i386-redhat-linux-gnu] (local build)
Copyright (C) 2002-10 by Bruce Allen, http://smartmontools.sourceforge.net

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED 
请注意result后边的结果:PASSED,这表示硬盘健康状态良好;如果这里显示Failure,那么最好立刻给服务器更换硬盘。SMART只能报告磁盘已经不再健康,但是报警后还能继续运行多久是不确定的。通常,SMART报警参数是有预留的,磁盘报警后,不会当场坏掉,一般能坚持一段时间,有的硬盘SMART报警后还继续跑了好几年,有的硬盘SMART报错后几天就坏了。但是一旦出现报警,侥幸心里是万万不能的……
#smartctl -A   /dev/sda  查看硬盘的详细信息 

#smartctl -s on  /dev/sda  如果没有打开SMART技术,使用该命令打开SMART技术。 
#smartctl -t short  /dev/sda  后台检测硬盘,消耗时间短; 
#smartctl -t long  /dev/sda   后台检测硬盘,消耗时间长; 
#smartctl -C -t  /dev/sda   short前台检测硬盘,消耗时间短; 
#smartctl -C -t  /dev/sda   long前台检测硬盘,消耗时间长。其实就是利用硬盘SMART的自检程序。 
#smartctl -X   /dev/sda      中断后台检测硬盘。 
#smartctl -l selftest  /dev/sda  显示硬盘检测日志。 
#smartctl -l error   /dev/sda    显示硬盘错误汇总。 
如果需要定期登录到服务器上运行smartctl比较麻烦时,linux还提供了系统进程smartd,编辑配置文件:1    vi  /etc/smartd.conf
这个配置文件中大部分可能是注释掉的说明,只需要写入和当前硬盘相关的配置即可:

/dev/sda -H  -m  test@test123123.com

 // 监控磁盘的健康状态,当SMART中报告 PASSED的时候不理睬。一旦出现 Failure,立刻用邮件通知用户指定的邮箱

/dev/sda -a -m  admin@example.com,root@localhost// 监控磁盘的所有属性,当SMART中报告 PASSED的时候不理睬。一旦出现 Failure,立刻用邮件通知用户指定的邮箱
 /dev/twa0 -d 3ware,0 -a -s L/../../7/00 

// 监控3ware 9000控制器上的第一个ATA磁盘的所有属性,在每个礼拜天的00:00--01:00进行长格式的自我检测

/dev/sg2 -d areca,1 -a  -s L/../(01|15)/./22

// 监控Areca Raid控制器上的第一个SATA磁盘的所有属性,在每个礼拜月的第1天和第15天的22:00--23:00进行长格式的自我检测

-s (O/../.././(00|06|12|18)|S/../.././01|L/../../6/03)// 在每天的00:00,06:00,12:00,18:00进行离线的自检,并在每天的01:00-02:00进行短格式的自检,并在每个礼拜6的03:00-04:00进行长格式的自检 

配置好 smartd.conf后需执行

/etc/init.d/smartd restart 即可生效

其他和smartd.conf相关的配置可参见:

http://smartmontools.sourceforge.net/man/smartd.conf.5.html 
使用 badblocks检测硬盘坏块 
badblocks命令可以检查磁盘装置中损坏的区块。执行该指令时须指定所要检查的磁盘装置,及此装置的磁盘区块数。
语法与参数:    语法:badblocks [-svw][-b ][-o ][磁盘装置][磁盘区块数][启始区块]参数: -b 指定磁盘的区块大小,单位为字节。-o 将检查的结果写入指定的输出文件。-s 在检查时显示进度。-v 执行时显示详细的信息。-w 在检查时,执行写入测试。 [磁盘装置] 指定要检查的磁盘装置。[磁盘区块数] 指定磁盘装置的区块总数。 [启始区块] 指定要从哪个区块开始检查。
badblocks检测磁盘坏块:

badblocks -s//显示进度  -v//显示执行详细情况   /dev/sda1
# badblocks -s -v /dev/sda
正在检查从 0 到 244198583的块
Checking for bad blocks (read-only test): ^C0.10% done, 0:04 elapsed
Interrupted at block 272896 
$badblocks -s//显示进度 -w//以写去检测 -v//显示执行详细情况 /dev/sda2
# badblocks -w -s -v /dev/sda1
Checking for bad blocks in read-write mode
From block 0 to 25607577
Testing with pattern 0xaa: ^C0.73% done, 0:03 elapsed

注意,不能以写的方式检测已经挂载的硬盘
使用hdparm测试   
测试硬盘读写速度
# hdparm -Tt /dev/sda
/dev/sda:
Timing cached reads:   
1918 MB in  2.00 seconds = 959.62 MB/sec
Timing buffered disk reads:  184 MB in  3.00 seconds =  61.26 MB/sec 

hdparm可检测,显示与设定IDE或SCSI硬盘的参数。

语法:

hdparm [-CfghiIqtTvyYZ][-a <快取分区>][-A <0或1>][-c <I/O模式>][-d <0或1>][-k <0或1>][-K <0或1>][-m <分区数>][-n <0或1>][-p <PIO模式>][-P <分区数>][-r <0或1>][-S <时间>][-u <0或1>][-W <0或1>][-X <传输模式>] [设备]
-a<快取分区> 设定读取文件时,预先存入块区的分区数,若不加上<快取分区>选项,则显示目前的设定。 -A<0或1> 启动或关闭读取文件时的快取功能。-c<I/O模式> 设定IDE32位I/O模式。 -C 检测IDE硬盘的电源管理模式。-d<0或1> 设定磁盘的DMA模式。-f 将内存缓冲区的数据写入硬盘,并清楚缓冲区。 -g 显示硬盘的磁轨,磁头,磁区等参数。-h 显示帮助。-i 显示硬盘的硬件规格信息,这些信息是在开机时由硬盘本身所提供。 -I 直接读取硬盘所提供的硬件规格信息。-k<0或1> 重设硬盘时,保留-dmu参数的设定。 -K<0或1> 重设硬盘时,保留-APSWXZ参数的设定。-m<磁区数> 设定硬盘多重分区存取的分区数。 -n<0或1> 忽略硬盘写入时所发生的错误。-p<PIO模式> 设定硬盘的PIO模式。 -P<磁区数> 设定硬盘内部快取的分区数。-q 在执行后续的参数时,不在屏幕上显示任何信息。 -r<0或1> 设定硬盘的读写模式。-S<时间> 设定硬盘进入省电模式前的等待时间。-t 评估硬盘的读取效率。 -T 平谷硬盘快取的读取效率。-u<0或1> 在硬盘存取时,允许其他中断要求同时执行。-v 显示硬盘的相关设定。 -W<0或1> 设定硬盘的写入快取。-X<传输模式>  设定硬盘的传输模式。-y 使IDE硬盘进入省电模式。 -Y 使IDE硬盘进入睡眠模式。-Z 关闭某些Seagate硬盘的自动省电功能。

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