第十章：SMART

SMART——Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology，自监控分析和报告技术。详见 http://www.smartmontools.org 。

一种监控硬盘的系统，可以在硬盘发生故障之前检测错误。

smartmontools需要安装，可以从sysutils/smartmontools树或pkg安装。

每种型号的硬盘都有自己的怪癖、功能、功能错误和暴行。更糟糕的是，每种硬盘型号的SMART协议实现可能略有不同。

smartmontools报告的一些错误来自制造商偏离标准的决定，而不是硬件故障。

例如，SMART协议规定磁盘应以小时为单位报告其运行寿命，但一些制造商报告的是分钟。

当smartmontools报告错误时，请在更换硬件之前查看供应商网站上的常见问题解答，看看是否是特定于供应商的问题。

smartmontools有两个主要组件：交互式smartctl和监控守护进程smartd。

smartctl(8)

smartctl(8)程序允许配置和查询SMART设备。

首先，使用-i选项获取特定硬盘上的信息。每个smartctl命令都需要驱动器设备节点作为其最终参数：

xxxxxxxxxx
# smartctl -i /dev/da3
​
=== START OF INFORMATION SECTION ===
Device Model: WDC WD1003FBYZ-010FB0
Serial Number: WD-WCAW36477062
LU WWN Device Id: 5 0014ee 2090bb6de
Firmware Version: 01.01V03
User Capacity: 1,000,204,886,016 bytes [1.00 TB]
1 Sector Size: 512 bytes logical/physical
Rotation Rate: 7200 rpm
Device is: Not in smartctl database [for details use: -P showall]
ATA Version is: ATA8-ACS (minor revision not indicated)
2 SATA Version is: SATA 3.0, 6.0 Gb/s (current: 3.0 Gb/s)
Local Time is: Tue Aug 26 13:38:48 2014 EDT
SMART support is: Available - device has SMART capability.
3 SMART support is: Enabled

大部分输出都是不言自明的，比如Serial Number(序列号)、Rotation Rate(转速)、Firmware Version(固件版本号)等等。但也有一些有趣的字段。

SMART协议可以要求驱动器提供其扇区大小(上例中的行号1)。这不一定比任何其他工具提供的扇区大小更准确，但这是从万股磁盘中窥探信息的另一种方法。

行号2给出SATA版本号以及最佳速度和当前速度。虽然磁盘可能具有高传输速度，但可能会受到许多因素的影响。此例中硬盘的标称速度是6GB/s，但已协商降至3GB/s。可能是线缆松动或故障，也可能是驱动器插入了3GB/s主板接口。

行号3标记是否启用SMART。大多数现代磁盘都启用了SMART，但总有例外。要启用SMART，可以使用-d选项设置on：

xxxxxxxxxx
# smartctl -d on /dev/da3
…
SMART Enabled.

现在磁盘已经准好更多高级测试。

使用-d off可以禁用SMART。但强烈不建议这么做。

使用smartctl命令可以执行大多数SMART操作。

SMART 属性

运行smartctl -A可以查看供应商提供的有关磁盘的所有信息。使用-f brief(简短)可以得到更窄的显示效果以适应更小的终端。

xxxxxxxxxx
# smartctl –f brief -A /dev/da3
=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART Attributes Data Structure revision number: 16
Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds:
ID# ATTRIBUTE_NAME       FLAGS   VALUE WORST THRESH FAIL RAW_VALUE
1   Raw_Read_Error_Rate  POSR-K  100   253   051    -    0
3   Spin_Up_Time         POS--K  173   172   021    -    4316
4   Start_Stop_Count     -O--CK  100   100   000    -    29
…

每一行输出代表驱动器的一个属性，如Raw_Read_Error_Rate和Start_Stop_Count。每一列都包含该属性的信息。

第一列(ID#)是属性的ID号码。范围从1到255。属性编号没有统一含义，由厂家自行定义。

第二列(ATTRIBUTE_NAME)是属性的友好名称。这些属性名称大多在制造商之间相当标准化，但有些制造商会自己命名和/或稍微调整属性的定义。

第三列(FLAGS)使用六个字母的代码显示这是什么类型的属性。根据属性类型，属性可以设置或不设置这些标志中的任何一个。

• P(prefailure warning)标志标识这是故障前的属性。如果此属性的得分降至临界阈值以下，SMART将宣布驱动器即将发生故障，需要立即更换。
• O(updated online)标志表示驱动器几乎实时更新此属性。驱动器属性(比如“此驱动器运行了多长时间”和“此驱动器通电了多少次”)会定期更改，SMART会根据需要更新这些值。其他属性只能在离线测试期间更新。
• S(speed/performance)标志的属性与速度和性能有关。
• R(error rate)标志标识此属性是错误率，类似于读取错误或查找错误。这些属性的更改表示正在发生的错误。
• C(event count)标志标识该属性是一个事件计数器，它用于温度和功率循环等属性。
• K(auto-keep)标识的属性即使在电源循环后也会自动保留其值。

第四列(VALUE)的内容很有趣。对于大多数属性，这表示驱动器运行状况。每个属性的最大值为100或200，表示完全健康。当SMART检测到错误时，值会降至0。对于温度等属性，该值表示可接受的工作范围，可以超过100。

第五列(WORST——最差)显示了此属性在此驱动器上记录的最坏(most bad)值。通常这是一个较低的数字，但对于温度等属性，它可能会很高。

第六列(THRESH)给出了属性的最小阈值。如果故障前属性的值低于此阈值，SMART将宣布驱动器发生故障，需要尽快更换驱动器。非关键属性通常使用阈值0，因此属性不会低于该阈值。

第七列(FAIL)显示了驱动器使用后属性失败的小时数。

第八列(RAW_VALUE)给出了驱动器的原始数据。根据驱动器制造商以及制造商工程部门在任何一天的情绪，该字段可能与任何现实世界的价值有任何关系，也可能没有任何关系。

因为每个制造商都可以创建自己的属性，并按照自己的意愿进行解释，所以列出所有SMART属性没有意义。

smartctl作者做了大量工作来跟踪供应商属性并将其集成到smartmontools中。以下是一些常见和有用的。观察任何带有P标志的属性，这些标志会在驱动器即将失效时提出警告。

Read_Error_Rate(1)

读取错误率描述了驱动器在尝试从磁盘读取数据时报告错误的频率。

每个供应商对此有不同的解释。所有驱动器都会出现一些读取错误，但一些供应商不会全部报告。能报告错误的驱动器是更值得选择的。

如果此值增加，则表明驱动器有故障。

Spin_Retry_Count(10)

机械硬盘必须旋转其驱动器盘片才能读取和写入数据。一个无法使磁盘加速的驱动器正在消亡。

此属性显示驱动器尝试使其盘片达到运行速度但失败的次数。

Spin-Up Time(3)

这显示了驱动器旋转盘片所需的平均时间。原始值通常以毫秒为单位，但该值和阈值可能表明存在问题。

Reallocated_Sector_Ct(5)

大件事。

磁盘扇区可能因为频繁使用或制造不善而发生故障。许多磁盘会自动用好扇区替换坏扇区。

如果一个扇区坏了，磁盘控制器可以用一个空的、未使用的块替换它。

硬盘驱动器有额外的块用于此目的。一个利用这一储备的硬盘已经开始死亡。

尽快更换此驱动。

Temperature_Celsius(194)

此属性不会给出实际温度(尽管温度可能出现在RAW_VALUE字段中)。

它指示温度是否在可接受的参数范围内。

在特别凉爽的环境中，这个属性也可能会超过100。

SMART 测试

SMART有测试例程，但它们实际上并没有测试整个驱动器。

适当的测试会从磁盘上的每个扇区读取和写入数据，但这会破坏磁盘上的数据。

相反，SMART测试检查驱动器的电子设备、机制和从磁盘读取的能力。这更像是一个数据收集操作，而不是磁盘测试。

SMART包括长测试和短测试。

长测试检查磁盘上的每个扇区，无论需要多长时间。短测试只检查磁盘的一部分，因此仅需要两分钟。

还有对联机和脱机模式的引用，但这在现代磁盘上无关紧要。

执行器测试

要使用smartctl运行测试，使用-t选项并指定short或long测试。

xxxxxxxxxx
# smartctl -t short /dev/da3
…
=== 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
1 off-line mode" successful.
Testing has begun.
Please wait 2 minutes for test to complete.
Test will complete after Tue Oct 7 13:28:07 2014
​
Use smartctl -X to abort test.

测试正在进行中，以离线模式运行。

离线模式不会使驱动器离线。与"test"一词非常相似，"off-line"在SMART测试中具有特殊含义。测试以高优先级运行，但如果操作系统需要访问磁盘，则会暂停。

要运行长时间测试，可使用-t long选项。这大概会需要数小时。

测试在运行吗?

SMART在系统上没有进程ID，所以无法运行pgrep smartctl命令查看是否正在执行测试。

硬盘驱动器控制器是一台计算机，测试在那里进行。(一些条线引脚构成了一个串口，用于驱动器的固件通信。)

要查看测试是否正在运行，可使用-c选项查看器SMART功能。此选项最初用于确定驱动器是否可以执行SMART。现代磁盘几乎总是支持所有SMART功能，因此现在这个选项的使用率不高，但它可以显示正在运行的测试的状态。

xxxxxxxxxx
# smartctl -c /dev/da3
…
Self-test execution status: ( 246) Self-test routine in progress...
1                                  60% of test remaining.
…
Short self-test routine
recommended polling time:     ( 2) minutes.
Extended self-test routine
recommended polling time:   ( 165) minutes.
…

行号1显示驱动器的自测试还有60%要做，所以，它已经完成了40%。

对于短测试，大概只要一分钟内就能完成。对于长测试，可能需要一小时以上。

如果还不确定，等几分钟再试试运行以上命令。

获取测试结果

要使用smartctl从驱动器中提取测试结果，可以使用-l选项和关键字selftest：

xxxxxxxxxx
# smartctl -l selftest /dev/da3
Here are the test results on a good disk.
…
Num Test_Description Status Remaining LifeTime(hours) LBA_of_first_error
# 1 Short offline    Completed without error 00% 3010 -
# 2 Short offline    Completed without error 00% 2986 -
# 3 Short offline    Completed without error 00% 2962 -
…

• 第一列(Num)是测试编号，编号1是最新的。
• 第二列(Test_Description)是测试方法，可以是short offline或long offline。
• 第三列(Status)是状态，描述是否找到错误。
• 第四列(Remaining)是剩余百分比，这有点误导，它不会显示当前运行的测试还剩多少要运行，而是显示测试失败的地方。如果剩余百分比为零，表示测试完成。
• 第五列(LifeTime)显示测试运行时磁盘运行了多少小时。
• 第六列(LBA_of_first_error)显示了第一个检测到的错误的逻辑块地址。

如果测试失败，将看到类似以下情况：

xxxxxxxxxx
# 1 Short offline Completed: read failure 90% 1691 180430668

测试结束了，但检测到故障，剩余90%的磁盘有待测试。如果你想了解更多细节，可以在磁盘上运行smartctl -A，但这里的重要教训时：磁盘正在耗尽，赶紧换。

现在，可以从磁盘中提取SMART数据并对其进行检查。但我们都知道，不可能每天都在每个磁盘上运行所有这些命令。真正需要的是一个小守护进程来监控SMART值。

smartd

SMART守护进程smartd(8)监视磁盘SMART信息，并将结果发送到系统上的某些内容，如文件、日志或电子邮件。

配置smartd

默认情况下，smartd扫描所有存储设备。

某些设备比如闪存盘、U盘不支持SMART，因此smartd会反复发出未启用设备的警告。

因此必须将smartd配置为仅扫描支持SMART的设备。

smartd的主配置文件为/usr/local/etc/smartd.conf。FreeBSD在安装smartmontools时会生成一个模板文件：/usr/local/etc/smartd.conf.sample，它包含了各种复杂的功能。但在大多数环境中，只需要为要监视的每个驱动器设置一行：

xxxxxxxxxx
/dev/da0
/dev/da1

列出每一个想让smartd看护的设备。

通过在每个硬盘的条目中添加指令来调整smartd对单个硬盘的行为。

指令类似于命令行参数。smartd.conf手册页列出了所有指令，其中大部分仅适用于非常特定的环境或硬件。

通知

smartd记录守护进程到系统日志。在FreeBSD中，它会添加记录到/var/log/messages中。

可以用命令行修改smartd记录功能。

如果经常看日志，这就足够了，但是大多数人不会去看日志。

SMART的全部意义在于提前通知。

FreeBSD可以在器每日状态邮件中包含智能报告。在/etc/periodic.conf中添加要获取SMART报告的设备：

xxxxxxxxxx
daily_status_smart_devices=”/dev/da0 /dev/da1”

如果想让smartd在检测到错误后立即自行发送电子邮件，可以在smartd.conf文件中为每个受监控的硬盘后面使用-m选项指定一个电子邮箱：

xxxxxxxxxx
/dev/da0 -m mwlucas@mwlucas.org
/dev/da1 -m mwlucas@mwlucas.org

可以使用-M test选项以确定smartd是否发送邮件：

xxxxxxxxxx
/dev/da0 -m mwlucas@mwlucas.org -M test
/dev/da1 -m mwlucas@mwlucas.org

启用smartd

在/etc/rc.conf中设置smartd_enable=YES以启用smartd，或者运行命令：

xxxxxxxxxx
# sysrc smartd_enable=YES
smartd_enable: -> YES

配置文件中的任何错误(比如不存在的驱动器或不响应SMART命令的驱动器)都会出现在/var/log/messages中。如果一切正常，将看到配置的任何测试通知。

这是对SMART的简要介绍。Smartmontools具有支持RAID控制器、机柜、专用驱动器、奇怪的硬盘驱动器和您希望永远不会再看到的硬件的功能。如果你有不寻常的硬件，你可能会在smartctl（8）和smartd（8）手册页中找到帮助。忽略物理磁盘会导致数据丢失；使用smartd！

现在，您可以完成普通系统管理员在FreeBSD上管理磁盘所需的一切。但您高于平均水平，所以让我们来看看一些技巧和特殊情况。