字节跳动固件架构师 郏春辉

拥抱开源，积极推进技术升级与创新

正如我们前面所提及的，像字节跳动这类的互联网大厂，由于众多业务布局的缘故，通常拥有数量庞大的服务器设备，线上问题通常有并发时序复杂、配置复杂、调试受限等困难。然而，伴随着应用场景的增多，这些设备的管理与运维也变成了棘手的难题。

“传统 BMC 存在灵活性和选择范围受限、交付周期长等缺点，在当下服务器开发越来越多样化的场景下，难以满足业务的交付需求。”在谈到传统 BMC 缺陷的时候，郏春辉解释说。

其实不仅仅是字节跳动，其他互联网公司也都遇到了类似的问题，而大家也希望在开源框架下找到一款灵活、开放、稳定、安全的固件解决方案，于是大家都将目光瞄准了 OpenBMC 。

OpenBMC 的历史最早可以追溯到 2014 年某次黑客松的活动上，但真正作为一个项目进行推广并成功落地，还要等到 2018 年 3 月——彼时 OpenBMC 正式成为 Linux Foundation 项目，包括微软、英特尔、IBM、谷歌、Facebook（现改名 Meta ）等众多科技大厂都为其摇旗呐喊，也才有了今天欣欣向荣的发展势头。

究其原因，还是 OpenBMC 自身打破了传统 BMC 的诸多弊端。首先，其开源的优势在于能够接受来自业界不同企业与个人的代码贡献，并且可以吸纳业界的先进理念和应用。这也使得 OpenBMC 具备架构灵活、兼容性强、安全稳定等特性，社区成员的贡献也使其能够快速迭代、快速响应，非常适合当下互联网与数字化的应用需求。

综上所属，传统 BMC 虽然可以实现部分管理，但是在快速迭代的当今尤其是在 AI 技术的驱动下，存在开发周期长、交付困难、应用单一等难题，在遇到问题的时候很难复现，配置复杂技术相对落后。而开源 OpenBMC  的出现提供了架构灵活、兼容性强的新选择，整个行业也都开始转型，可以更好的迎合业务需求。

软硬结合，让故障排查立竿见影

字节跳动以开源 OpenBMC 方案为基础，持续开展技术创新，重点关注固件可观测性，即对固件运行状态、性能表现以及内部各种活动进行有效监测和理解。如此一来，字节跳动的固件团队可以通过观测问题发生时的软硬件状态，定位和解决问题。要想实现这一点，必须双管齐下。

字节跳动在固件可观测层面分别从硬件和软件两个维度准备。软件维度使用的 Perfetto，这是一款用于系统跟踪和性能分析的工具，可以实现内核跟踪、空间跟踪和系统服务集成。这样，每一个 OpenBMC 组件都可以通过 Perfetto 将数据通过共享内存的方法先统一存储在本地，之后传输到远端的服务器上进一步分析处理。

“我们之所以选用 Perfetto 的重要一个原因，是为嵌入式场景所设计的，在设计之初的时候考虑到了低开销的需求，因此在内部采用像 ProtoBuf 和 String interning 这样的技术减少重复字符串，基本上来讲可以使得采集的开销达到最小”，郏春辉解释说。

当然除此之外，字节跳动也还有非常灵活的数据采集策略，可以通过自定义的方式指定对某个系统范围的某方面数据进行抓取，进而在特定的进程上采集数据，不需要重新编译固件本身。之后对数据的进一步处理，既可以通过 UI 的方式可视化地分析采集到的数据，也可以通过脚本的方式做处理。

最后，设计实现了系统里面各种高精度事件的采集和记录，包括 CPU 的调度、IO 活动等等，时间精度可以达到纳秒级别，在定位问题的时候可以看到问题发生前后精确的顺序，以及了解它背后隐含的依赖关系。

得益于 Perfetto trace 本身就二进制数据的特性，天然就具备了开销低的特点，因此无论是保存在内存数据库中还是通过外部的分析程序调用，都可以达到高效、低成本的优势，从而实现了自动化分析的目的。

除了软件维度之外，在硬件接口维度，字节跳动也携手浪潮信息进行了进一步的优化。主要采用了 Kernel Trace的解决方案，可以通过 trace-enable 模块并配置一键日志的方式快速收集，大大提升了应用效率。

每当遇到硬件故障或者报警时，在 BMC 层面都可以记录 BMC 和传感器之间所有的原始通讯信息，并基于这些信息快速判断，快速判断究竟是软件 Bug、传感器故障亦或是链路异常，整个处理过程也可以达到秒级响应。确定了具体的问题之后，会有专业的硬件工程师进行排除，借助于系统的精准定位快速解决。

事实证明，这种软硬件结合的方式非常有效。在引入了 Perfetto 和 Kernel trace 以后，每个 Bug 或者故障都实现了可观测。正所谓“知己知彼百战不殆”，将故障“透明化”之后，处理故障的效率也随之大大提升。其中，问题定位分析时间，由原有的数小时乃至数天，降低至平均 1 小时以下；问题一次定位分析准确率，由 40% 提升至 80% 以上，效率提升非常明显。

基于上述可观测技术，字节跳动面向百万规模服务器管理运维难题得以有效应对，运维时间大幅缩减，运维难度显著降低。不过，固件可观测的优势远不止于此。在展望未来时，郏春辉指出，字节跳动未来还会在问题分析定位层面更进一步，尤其是借助AI 技术的长处，引入大数据分析，细化不同场景下的问题定位，充分发挥自动化优势，让故障无处遁形。

由此看来，OpenBMC 已经成为互联网大厂不可或缺的开源技术，确实让超大规模数据中心的运维变得更为简单、高效。面向未来，字节跳动将持续推进 OpenBMC 的应用，并与浪潮信息等社区成员携手，加强合作与交流，共同推动整个行业的技术创新和应用。