通過COM口管理LINUX伺服器

說到管理LINUX伺服器，大家會有很多種不同的辦法：鍵盤+顯示器、通過網絡登陸、基于WEB的工具、X系統下的圖形工具等等，這些方法用在普通的伺服器或者自己的PC伺服器上是沒有任何問題的，但是要管理一台24X7模式的伺服器，確定在任何情況下都能直接快捷地管理到伺服器，就不是那麼容易了。

對比以上說到的幾種方式：

• X系統下的圖形工具。這當然是界面很友好的方式了，而且X系統也可以通過網絡擴充到遠端，但網絡畢竟不是這麼可靠，如果伺服器的網絡癱瘓了，你正好需要遠端解決網絡的問題，那該怎麼做？
• 基于WEB的工具。這種方式的界面也是相當友好，如webadmin，但是由于安全方面的問題，這些工具是不會安裝在真正重要的伺服器上的，另外這種方式也受限于網絡；
• 通過網絡登陸。這是常用的辦法，一般伺服器會對信賴的遠端站點開放SSH服務，以便維護人員可以遠端登陸進行日常維護，這是很安全的，但很不幸它還是基于網絡的，當然也受限于網絡；
• 鍵盤+顯示器。這是最保險的辦法，筆者都建議使用這種最保險的辦法，但是很不幸這也是有缺陷的，就是有很多伺服器都不配備顯示器和鍵盤，就算有，也隻是安裝系統時使用，一旦投入生産運作就不再使用顯示器和鍵盤了。

其實對于UNIX/LINUX系統的伺服器，可以通過COM口即串行口來擴充系統的控制台，作為另外的途徑管理伺服器。

CONSOLE，即控制台，是系統輸出管理資訊的字元輸出裝置，這些管理資訊是由核心産生，比如系統日志、告警資訊等。LINUX下預設的控制台就是鍵盤和顯示器，而一些老式的SUN、HP、IBM伺服器則使用串行口接Text Terminal[1]（字元終端,如著名的DEC的VT100）作為控制台，這也是這次将要介紹的方式。

字元終端在大型機時代用得比較多，一個大型機通常聯接許多終端，每個終端沒有處理能力，隻是簡單地用鍵盤輸入和從螢幕輸出結果，處理過程都是由大型機完成。字元終端螢幕多為黑白字元型的，不具備圖形顯示功能。這裡介紹的Text Terminal和大型機的終端是一樣的，隻不過市場上早就沒有新的終端裝置了，現在都是通過應用程式模拟一個終端，叫虛拟終端，如WINDOWS的超級終端就是常用的一個虛拟終端程式，在管理工作站上用打開超級終端（使用正确的速率），就相當于一個終端了。

這種通過串行口實行CONSOLE功能是廣泛使用的，如CISCO的路由器，都是通過這種方式進行裝置的管理，小小的一條CONSOLE線就相當于一台PC的顯示器加鍵盤，這無疑為路由器省下了許多不必要的配件，而事實上部分CISCO的裝置就是一台PC，如思科PIX515防火牆，隻要你插上一塊PCI的顯示卡到PCI槽，接上顯示器，按下PIX的開關，你就可以看到一台BX主機闆、奔騰II代350MHZ處理器、128M記憶體電腦的啟動資訊，和一台普通電腦啟動是沒有任何差別的。當PIX完成自檢後，控制台就轉到CONSOLE口上了，而那個RJ45接口的CONSOLE口，其實就是一個COM口，隻是接口形式不是9針D形口而己。

現在可以明确我們需要做的工作了：使用管理工作站的虛拟終端程式模拟一個字元終端裝置，通過COM口對COM口的形式将LINUX的CONSOLE重定向到該虛拟終端，以實作從虛拟終端控制LINUX伺服器。步驟如下：

1、制作交叉線

兩台電腦要用COM口互聯起來需要一種"NULL MODEM CABLE"，"NULL MODEM CABLE"直譯過來大緻是"交叉MODEM線"，和網線的交叉線意思相近，這是用來"背靠背"聯接兩個DTE裝置的，兩頭都是9針D型母接頭，分别插入管理工作站和伺服器的COM口中，為了友善辨別建議都接第一個COM口。這種線可以自己制作，也可以去電腦城買，最友善的是有CISCO的标準CONSOLE線加RJ45轉9針D型母接頭的轉接頭(部件号74-0495-01)，可以直接使用。自己制作可以參考以下的順序：

縮寫	引腳定義	方向
RxD	Receive Data 2	<----	3 TxD Transmit Data
TxD	Transmit Data 3	---->	2 RxD Receive Data
+-->	6 DSR Data Set Ready
DTR	Data Terminal Ready 4	--+-->	1 DCD Carrier Detect
GND	Signal Ground 5	<---->	5 GND Signal Ground
DCD	Carrier Detect 1	<--+
DSR	Data Set Ready 6	<--+--	4 DTR Data Terminal Ready
RTS	Request To Send 7		8 CTS Clear To Send
CTS	Clear To Send 8		7 RTS Request To Send
RI	Ring Indicator 9	(not used)

制作時需要把Txd與Rxd、CTS與RTS、GND與GND、DTR與DSR&DCD交叉相聯，DSR&DCD表示這兩個引腳串聯在一起作為一個引腳信号。更多的詳細介紹參見Serial-HOWTO[3]。

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2、測試聯通性

管理工作站和伺服器接上交叉線後，可以簡單地來測試一下這條線是否起作用。在管理工作站上用超級終端建立一個聯接，速率9600，8資料位，1停止位，無奇偶校驗位，無硬體"Flow control"；在伺服器上echo '1'>/dev/ttyS0(需要ROOT權限)，在管理工作站超級終端裡觀察是否能收到數字1，如果能收到就表明聯接無問題。如果不能收到則要在伺服器上檢查一下各信号引腳是否正确，使用指令"statserial /dev/ttyS0"可以檢視目前串行口的狀态（在CABLE對端不接管理工作站時或者順序錯誤時DSR狀态為0），聯接狀态如下：

Device: /dev/ttyS0
Signal Name	Pin（25）	Pin（9）	Direction (computer)	Status	Full Name
-----	---		---------	------
FG	1	-			Frame Ground
	2	3	out		Transmit Data
			in		Receive Data
	4	7			Request To Send
	5	8		Clear To Send
	6				Data Set Ready
					Signal Ground
				Data Carrier Detect
	20				Data Terminal Ready
	22	9		Ring Indicator

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3、從POST開始

這是很多電腦都無法實作的功能，這主要取決于主機闆BIOS是否支援。POST（Power On Self Test）即我們通常說的自檢，我們可以看到系統的基本資訊及檢查過程，當然也有可能有出錯的提示資訊及相應的處理提示，有一些型号的伺服器主機闆（如INTEL原裝NL440BX）可以将POST重定向到COM口，這樣我們可以接一個終端在COM口上便能看到POST過程，當然也可以通過終端操作，完全不需要鍵盤和顯示器。可惜一般情況下我們的主機闆并不支援這項功能，但是沒有關系，我們可以先設定好BIOS參數（Halt On 設定為None）忽略無關緊要的出錯資訊，讓每次系統自檢都順利通過，這樣系統便能順利進入硬碟啟動了。

4、重定向GRUB

也許你有幾個系統（如FreeBSD），或者有新的核心需要進行測試，你可能希望通過COM口來選擇系統，将GRUB重定向到COM口也是可能的。我們在GRUB的manual頁[4]可以看到其支援seriral終端，在GRUB配置檔案第一條Title的前面加入兩行如下：

serial --unit=0 --speed=38400
terminal serial console      

我們便能從接在COM口上的終端中看到GRUB的提示資訊，通過上、下鍵選擇光帶就可以正确地進入各個系統了。LILO的用法類似，請參閱LILO的手冊頁。

5、重定向CONSOLE

為了能夠控制LINUX伺服器啟動過程，我們需要傳遞一些參數到LINUX核心中，從serial-console[2]中我們可以看到隻需要将console=ttyS0,9600傳遞到核心中就可以實作CONSOLE重定向到序列槽。當然9600的速度太慢，我們可以使用38400的速率，這樣顯示的速度就和啟動時顯示器上顯示的速度差不多了。我的伺服器使用GRUB，是以我的/boot/grub/menu.lst檔案中kernel語句如下：

kernel /vmlinuz-2.4.20-8 ro root=LABEL=/ console=tty0 console=ttyS0,38400      

現在重新啟動LINUX伺服器，打開超級終端，不出意外就能看到平時在顯示器上才看得到的啟動資訊，當然你也可以按"i"鍵進入互動式的啟動模式，當然在不小心踢掉電源後也能輕松輸入"Y"進行檔案系統檢測，是不是很好用？不過啟動完了系統後怎麼就停在那裡不動了？好像LINUX很笨啊，它居然不知道我想從這裡登入進系統？不要怪LINUX，我們馬上就來解釋為什麼會這樣以及解決辦法。

6、開啟ttyS0登陸

其實LINUX啟動時的資訊都是由KERNEL顯示的，預設情況下啟動完畢了後init再運作mingetty來提供6個虛拟終端來登陸系統，這可以在/etc/inittab檔案中清楚地看到。其實login和核心是沒有關系的，是以如果隻是在核心中加入參數使其能從COM口互動式地操作并不代表能從超級終端登入系統，我們需要另外運作一個提供從序列槽登入能力的程式，這個程式就是agetty，它是屬于util-linux軟體包中的一員，大家可以參考其man手冊頁以獲得更多的資訊，這些資訊在其他的文檔[1][3]中也都提及到了。我在伺服器的/etc/inittab檔案中加了一行如下：

S0:2345:respawn:/sbin/agetty -L 38400 ttyS0      

這樣我們就能從超級終端登入系統了，很好用吧。

7、一些經驗

使用ttyS0登入還有一些小的竅門和經驗，以下是我的經驗：

COM口的傳輸距離有限制，普通的線纜隻有15米的有效距離，建議使用5類雙絞線，可以擴充到50米仍能正常操作；

大家一般會想使用root從ttyS0登入，但是預設的這是不行的，我們需要把該終端加入到檔案/etc/securetty中，就是說終端ttyS0是安全的終端，可以使用root登入；

如果伺服器長時間開着的話，最好每次都使用exit退出該終端，因為如果不退出來的話，下次再登陸可能會出現輸入亂碼導緻終端不可用等問題，而在登入提示符下輸入亂碼則無關緊要；

如果你是通過這種方法管理一台實際24X7開着的伺服器的話，你可能會有時發現在終端中按回車沒有任何反映，有一種可能性就是系統在停電後再開機出現不能啟動NFS和sendmail之類的服務，就這樣卡在那裡死鎖住了，這在電源不穩定的情況下尤其多見，是以一定要給你的LINUX伺服器接上UPS不間斷電源，或者在系統BIOS裡設定斷電後不再啟動系統(如果它不是太重要的話)，在這種情況下隻有按鍵盤重新啟動或者直接斷電再重新啟動一次，檢查啟動過程到底發生了什麼事情，一般隻需要檢查一遍硬碟就沒有問題了；

結束語