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玩转OurBMC第六期:OpenBMC之传感器配置及使用

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发布于 04/18 09:02
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OpenBMC 的传感器配置与使用是实现系统全面监控和优化的关键环节,对于提高系统的稳定性和可靠性至关重要。本期内容将重点探讨 OpenBMC 的传感器配置与使用。首先,我们将深入解析 OpenBMC 传感器的工作流程,详细探讨 OpenBMC 比较主流的传感器配置方式和使用方法—— entity-manager 与 dbus-sensors,以便于读者更好地理解 OpenBMC 传感器的运作机制,并掌握其配置与使用技巧。

OpenBMC传感器监控

在服务器硬件管理中,传感器监控起着至关重要的作用。传感器监控可以实时获取服务器硬件的各类数据,帮助管理员全面、准确地了解服务器的运行状态,从而及时发现并解决潜在问题,确保服务器的稳定运行,避免硬件损坏或系统宕机。

OpenBMC 提供了丰富的软件监控和管理传感器,并基于 yocto 食谱配方定制或配置,以满足自身的需求。在 OpenBMC 软件流程中,开发人员基于实体管理器(entity-manager)提供的 JSON 配置方式,配置自身机器的硬件信息;实体管理器运行过程中读取 JSON 文件内容,检测主板 FRU 的 DBus 信息并完成与实际主板硬件信息的匹配,最终生成传感器的实体 DBus;传感器程序(dbus-sensors 中具体类型的程序)基于实体内容,生成对应类型的传感器 DBus,并从 hwmon、DBus 或直接驱动接口获取原始数据,解析更新到 DBus 属性;其他程序(web 后端程序或 IPMI 等)通过获取所需传感器的 DBus 属性值以达到数据的采集分析。

下面将依次介绍 FRU 检测程序(fru-device)、实体管理器(entity-manager)以及传感器程序(dbus-sensors),并结合简单案例展示具体操作步骤。

fru-device

FRU(Field Replaceable Unit,现场可更换单元)是一种硬件组件,具有唯一的标识符,用于识别设备的类型和型号。每个 FRU 的标识符通常是一个独特的序列号,可以通过读取设备上的 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)芯片来获取。FRU 信息通常包括设备的型号、制造商、生产日期、序列号等重要信息。这些信息被记录在设备的 EEPROM 芯片中,以便在需要更换设备时能够准确地识别和匹配合适的 FRU。

fru-device 为 OpenBMC 中的检测守护进程,包含于 entity-manager 存储库中,用于扫描 I2C 总线上的 IPMI FRU EEPROM,按照《Platform Management FRU Information Storage Definition》规范,对 EEPROM 中的数据进行解析,并将解析后的具体字段数据以 Dbus 的形式存储,从而实现对服务器硬件组件信息的有效管理和访问。这一机制确保了 FRU 信息的准确获取和高效利用,为设备的维护和管理提供了强大的支持。

entity-manager

entity-manager(实体管理器)是一种用于管理物理系统组件并将它们映射到 BMC 内软件资源的设计。所述资源旨在允许在运行时灵活调整系统,并减少需要创建的独立系统配置的数量。根据实体管理器配置文件,程序生成相应的 DBus 对象路径、DBus 接口以及对应属性、属性值,为其他程序提供相应实体信息。

entity-manager配置文件:

OpenBMC 中传感器实体的描述需要通过 JSON 文件进行配置,包括定义传感器类型、与数据接口匹配以及其他传感器属性的配置等。通过这些配置,entity-manager 可以有效地管理和监控各类传感器,并提供相应的传感器数据给系统上层的应用程序或监控系统。

在 BMC 固件中配置文件通常位于 /usr/share/entity-manager/configurations/ 目录。用于 entity-manager 在特定事件发生时将对象导出到 DBus。其提供了用于描述要导出的 DBus 接口、要添加接口的对象路径以及触发导出事件的语法。这通常由四个属性来完成:

· Type:标识配置的类型,用以 entity-manager 添加对应的 DBus 接口以及要添加接口的对象路径中的<Type>字段。

· Name:标识配置的名称,用以 entity-manager 添加接口的对象路径中<Name>字段。

· Probe:描述 entity-manager 确认导出到 DBus 的事件,以描述需要探测的 DBus 接口及其接口下的属性和属性值为主,并可与相关逻辑类型符组合多种事件触发条件。通常情况下描述 fru-device 守护进程下的 DBus 接口(xyz.openbmc_project.FruDevice)及其接口下的属性和属性值。

· Exposes:描述暴露的配置信息,每个配置必须需要一个类型和名称。对于不同类别的传感器,其描述的内容存在差异,具体的属性定义位于 schemas 目录中的 JSON文件。

实体管理器通过其配置与生成能力,为物理系统组件和软件资源之间建立了一个高效、灵活的通信桥梁,为系统的运行、管理和维护提供了强有力的支持。 

dbus-sensors

dbus-sensors(传感器程序)是各类传感器应用程序的集合,它们从 hwmon、DBus 或者直接驱动程序等各类数据源访问、读取传感器值,并将这些值以标准化的方式提供给系统或其他应用程序。它确保了不同类型的传感器都相互隔离到各自类型的守护进程中,从而提高了系统的稳定性和可靠性。

dbus-sensors 根据 entity-manager 生成的各类 DBus 实体信息,这些实体信息描述了系统中存在的各种传感器及其属性。基于这些信息,dbus-sensors 匹配相应的读值接口,为各类传感器创建 DBus 对象路径(包括传感器读值 DBus 接口、方法和属性),并以异步单线程(使用 sdbusplus/asio 绑定)的方式循环扫描读取传感器值。

以设备地址 0x4d 位于总线 3 下的 TMP75 数字温度传感器芯片为例:

在实际配置使用中,首先在设备树中描述对应传感器设备信息,dbus-sensors 会在/sys/class/hwmon/hwmon${num}下生成对应温度读值接口(temp1_input)。

然后,编写 entity-manager 配置文件,描述传感器信息。其中 Exposes 字段中的 Name 为传感器名称、Address 为设备地址、Bus 为总线号(I2C-3)、PowerState 为配置传感器读值时刻、Thresholds 字段则描述的是其警告和临界阈值的上下限。

通过编写 entity_manager_%bbappend 附加配方,将实体管理器配置文件打包到目标镜像中。

BMC 进入系统后,entity-manager 守护进程将一一读取 entity-manager 配置文件并探测是否匹配成功,成功后将会生成对应 DBus。

Dbus对象路径:

DBus接口:

Exposes 配置的传感器 DBus 接口及其属性、属性值:

dbus-sensors 中的 hwmontempsensor 程序将获取 entity-manager 生成的 DBus 实体信息,并根据其中的 Address 和 Bus 信息去遍历匹配 /sys/class/hwmon/hwmon${num} 中链接的 device 文件名称,即 temp1_input 接口与对应的传感器名称相匹配,生成对应类型对应名称的传感器 DBus 对象路径。温度传感器 DBus 对象路径:

生成的温度传感器 DBus 对象路径,用于 IPMI 或者 bmcweb(Redfish) 等程序通过 ObjectMapper 提供的各种 DBus 方法或者与之实体的 DBus 关联查找获取使用。

dbus-sensors 通过与 entity-manager 的紧密配合,动态地识别和管理传感器,并将传感器数据以标准化的方式提供给其他应用程序。使得开发者能够更加方便地访问和使用传感器数据,进而开发出各种基于传感器的应用和功能。

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