[案例分享] 使用NUT，让QNAP NAS、电脑等设备在局域网下共享同一台UPS，实现停电关机，上电自动开机

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记得小时候上微机课，老师总是告诉我们不要直接拔掉电脑电源，理由是磁头会与磁盘碰撞导致硬件损坏。随着技术的改进，现代硬盘已经不太可能因为断电导致硬件损坏，但由于现代文件系统的性能优化（异步写入、延迟写入、多级缓存等），断电依旧会导致较大的数据损失风险。本文将以笔者在家庭中搭建多设备共享UPS环境的经历，介绍NUT在Debian下的安装、配置，以及Windows和QNAP设备连接网络UPS的配置。

0x01 前言

由于笔者租的房子每个月都会出现一两次停电，为了避免停电造成的数据损失和硬件损坏（电涌和欠压），笔者最近购入了山特的 TG-BOX 850 UPS，评测参见互联网上其他分享，本文不再赘述：

• 有你，我就放心了——SANTAK山特 TG-BOX 850 UPS不间断电源使用感受移动电源什么值得买
• 给硬盘和数据多一份保险，山特TG-BOX UPS不间断电源体验移动电源什么值得买

笔者需要使用UPS保护的设备总功率为150W，实测该UPS断电情况下可以续航25分钟，足够在此时间内关机保护数据（甚至还可以跑完一次Windows更新）。

顺便吐槽下市面上的UPS，大部分UPS都只标示最大功率（多少VA），但却不标示电瓶容量和转化率，以及可输出的瓦时数，根据实测，该UPS的电瓶参数为12V/9Ah，实际可以输出的瓦数大约为60Wh（电量低于10%即强制关机，因此转化率应该高于60/12*9=45%）。

这款UPS在各方面都令人满意，但和所有的家用UPS一样，它只支持USB连接（市面上部分其他低端型号甚至只支持串口），这就意味着在默认情况下，只能让一台电脑自动关机。

笔者有一台台式机和一台NAS（以及后续会加入UPS的其他设备），而UPS距离NAS距离太远，不方便直接连接NAS，因此需要利用一台小巧的设备连接UPS，再通过手动配置的方式实现UPS状态的共享。

0x02 设备列表

• UPS：山特 TG-BOX 850
• Master:
  • 192.168.31.2 – NanoPi NEO3 running Debian 10 （通过USB直连UPS）
• Slave:
  • 192.168.31.3 – Windows Workstation
  • 192.168.31.5 – QNAP TS-551 5-Bay NAS

0x03 所需规则

• 电源中断后
  • Master发送邮件，但不自动关机（Master没有文件读写，不担心掉电丢数据）
  • Slave定时监测状态，监测到中断后，自动关机
    • Windows电脑延迟两分钟关机（避免有自动更新，导致更新过程中掉电）
    • NAS延迟两分钟进入自动保护模式（关闭所有服务，卸载磁盘，掉电不丢数据，上电后更快恢复服务）
• 电源恢复
  • Master上电自动开机
  • Master检测到电源恢复，发送WOL请求给Windows电脑和NAS

0x04 Master配置

安装软件

$ sudo apt install nut lsusb
...
$ lsusb
Bus 005 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 004 Device 002: ID 0463:ffff MGE UPS Systems UPS
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

nut组件一览

• nut-driver: 负责和UPS通信
• nut-server: 负责对外提供服务
• nut-client: 负责监视UPS状态，并进行指定的操作

配置nut-driver

$ sudo vim /etc/nut/ups.conf

maxretry = 3

# 注意：QNAP的NAS只识别这个名称
[qnapups]
  driver = usbhid-ups
  port = auto
  desc = "My UPS (Compatible with QNAP NAS)"

$ sudo systemctl enable nut-driver
$ sudo systemctl start nut-driver

配置nut-server

$ sudo vim /etc/nut/upsd.users

# 注意：QNAP的NAS只识别这个用户和密码
[admin]
  password = 123456
  upsmon master

$ sudo vim /etc/nut/nut.conf

MODE=netserver

$ sudo systemctl enable nut-server
$ sudo systemctl start nut-server

监测driver和server是否工作正常

$ /bin/upsc qnapups@localhost

配置nut-client

$ sudo vim /etc/nut/upsmon.conf

MONITOR qnapups@localhost 1 admin 123456 master

$ sudo systemctl enable nut-client
$ sudo systemctl start nut-client

此时可以关闭UPS，会发现nut向所有登录用户发送电池供电的通知。

默认配置下，等UPS出现低电量警报后，设备会自动关机，如果在低电量之前电源恢复，则nut会再发送一条电源恢复的通知。

配置高级电源策略（upssched）

$ sudo vim /etc/nut/upsmon.conf

NOTIFYCMD /sbin/upssched
NOTIFYFLAG ONBATT SYSLOG+WALL+EXEC

# 由于笔者不需要Master自动关机，因此修改关机命令为/bin/false
# 读者根据自己的需求选择是否修改
SHUTDOWNCMD "/bin/false"

$ sudo vim /etc/nut/upssched.conf

CMDSCRIPT /usr/local/bin/upssched
PIPEFN /var/run/nut/upssched.pipe
LOCKFN /var/run/nut/upssched.lock

# 由于笔者不需要Master自动关机，因此注释该部分
# 读者根据自己的需求选择是否修改
# AT ONBATT * START-TIMER power-off 300
# AT ONLINE * CANCEL-TIMER power-off
AT ONLINE * EXECUTE power-on

$ sudo chown -R nut:nut /var/run/nut/
$ sudo touch /usr/local/bin/upssched
$ sudo chmod +x /usr/local/bin/upssched
$ sudo vim /usr/local/bin/upssched

#!/bin/bash

case $1 in
    power-off)
    echo "The UPS has been on battery for 300 seconds and foreman is about to shut down." \
    | mail -s "NUT Master is about to shut down" [email protected]
    /sbin/upsmon -c fsd
    ;;
  power-on)
    echo "The UPS is online now and the server has started." \
    | mail -s "NUT Master has started" [email protected]
    ;;
  *)
    logger -t upssched "Unrecognized command: $1"
    ;;
esac

演习

1. 在自己的电脑上 ping Master
2. 断开UPS电源
3. 查看Master状态
   1. sudo systemctl status nut-client
   2. 查看控制台是否弹出通知
4. 马上恢复UPS电源
5. 查看控制台是否弹出电源恢复通知
   
6. 断开UPS电源
7. 等待UPS电量耗尽（对于此款UPS，两秒响一次即说明电量耗尽）
8. 查看控制台是否弹出电量耗尽通知
   
9. 检查Master是否断开SSH连接
10. 检查 ping Master是否超时

配置权限

如果出现各种奇怪的报错，可以先检测权限，然后重启所有服务

$ sudo chown -R root:nut /etc/nut/
$ sudo chown -R nut:nut /var/run/nut/
$ sudo chmod -R 0770 /etc/nut/
$ sudo chmod 0640 /etc/nut/upsd.conf /etc/nut/upsd.users
$ sudo chmod -R 0770 /var/run/nut/

$ sudo systemctl restart nut-driver
$ sudo systemctl restart nut-server
$ sudo systemctl restart nut-client

0x05 Slave连接Master

Master监听端口

$ sudo vim /etc/nut/upsd.conf

LISTEN 0.0.0.0 3493

$ sudo systemctl restart nut-server

Windows电脑

安装WinNUT-Client

Releases · gawindx/WinNUT-Client

配置WinNUT-Client

演习

QNAP NAS

演习

0x06 配置上电后的WOL

Windows

在BIOS中查找Wake On Lan相关设置，不同机型情况不同，不再赘述

NAS

Master

$ sudo apt install wakeonlan
$ sudo vim /usr/local/bin/upssched

  power-on)
    ...
    # QNAP NAS WOL 
    wakeonlan [NAS的MAC地址]
    # Windows Workstation WOL
    wakeonlan [Windows电脑的MAC地址]

---

EOF

0x07 参考文章

• 在Linux系统中使用NUT配置UPS | 技术公馆