Systemd管理示例

Posted 2020-08-10

Systemd简介：

  Systemd是系统启动和服务器守护进程管理器，负责在系统启动或运行时，激活系统资源，服务器进程和其它进程。

首先简单了解一下centos的启动流程;

POST --> Boot Sequence --> Bootloader -->kernel + initramfs(initrd)--> rootfs-->/sbin/init

  早期linux版本，系统启动一直是采用init进程，这个进程它的功能就是准备软件执行的环境。所有的操作都会通过init的配置文件即/etc/inittab来规划。

这个方法有两个缺点：

①启动时间长，init进程是串行启动，只有前一个进程启动完，才会启动下一个进程。

②启动脚本复杂，init进程只是执行启动脚本，不管其他事情，脚本需要自己处理各种情况，这往往使得脚本变长。

  

  Systemd 就是为了解决这些问题而诞生的。它的设计目标是，为系统的启动和管理提供一套完整的解决方案。

  根据 Linux 惯例，字母d是守护进程（daemon）的缩写。 Systemd 这个名字的含义，就是它要守护整个系统。

  使用了 Systemd，就不需要再用init了。Systemd 取代了initd，成为系统的第一个进程（PID 等于 1），其他进程都是它的子进程。

  CentOS7使用systemd替换了SysV。Systemd目的是要取代UNIX时代以来一直在使用init系统，兼容SysV和LSB的启动脚本，而且能够在进程启动过程中更加有效的引导加载服务。

Systemd新特性：

  系统引导时实现服务并行启动

  按需启动守护进程

  自动化的服务依赖关系管理

  同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务

  支持快照和系统恢复

核心概念：unit（单元）

   unit表示不同类型的systemd对象，通过配置文件进行标识和配置；文件中主要包含了系统服务、监听socket、保存的系统快照以及其它与init相关的信息

配置文件：

   /usr/lib/systemd/system:每个服务最主要的启动脚本设置，类似于之前的/etc/init.d/

   /run/systemd/system：系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行

   /etc/systemd/system：管理员建立的执行脚本，类似于/etc/rc.d/rcN.d/Sxx类的功能，比上面目录优先运行

Unit类型

“Systemctl –t help”命令 查看unit类型

• Service unit : 文件扩展名为.service, 用于定义系统服务

• Target unit :  文件扩展名为.target，用于模拟实现“运行级别”

• Device unit : 文件扩展名为 .device, 用于定义内核识别的设备

• Mount unit : 文件扩展名为 .mount, 定义文件系统挂载点

• Socket unit :  文件扩展名为.socket, 用于标识进程间通信用的socket文件，也可在系统启动时，延迟启动服务，实现按需启动

• Snapshot unit :  文件扩展名为.snapshot, 管理系统快照

• Swap unit :  文件扩展名为.swap, 用于标识swap设备

• Automount unit : 文件扩展名为 .automount，文件系统的自动挂载点

• Path unit :  文件扩展名为.path，用于定义文件系统中的一个文件或目录使用,常用于当文件系统变化时，延迟激活服务，如：spool 目录

• slice unit : 进程组

• Timer Unit：定时器

• Scope Unit：不是由 Systemd 启动的外部进程

特性

关键特性：

 基于socket的激活机制：socket与服务程序分离

 基于d-bus的激活机制：

 基于device的激活机制：

 基于path的激活机制：

 系统快照：保存各unit的当前状态信息于持久存储设备中

 向后兼容sysvinit脚本

不兼容：

  systemctl命令固定不变，不可扩展

  非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信和控制

管理服务

  Systemd并不是一个命令，而是一组命令，涉及到系统管理的方方面面。监视和控制systemd的主要命令是systemctl,该命令可用于查看系统状态和管理系统及服务，详细的可以使用命令“man 1 systemctl”查看帮助文件。

• systemctl ：是 Systemd 的主命令，用于管理系统。

• systemd-analyze ：命令用于查看启动耗时。

• hostnamectl ：命令用于查看当前主机的信息。

• localectl ：命令用于查看本地化设置

• timedatectl ：命令用于查看当前时区设置

• loginctl ：命令用于查看当前登录的用户

管理系统服务：

    CentOS 7: service unit

    注意：能兼容早期的服务脚本

命令：systemctl COMMAND name.service

service命令对应关系：

 启动：service name start  ==>  systemctl start name.service

 停止：service name stop   ==>   systemctl stop name.service

 重启：service name restart ==>  systemctl restart name.service

 状态：service name status  ==>   systemctl status name.service

  systemctl命令相对于service命令，启动相应的服务，服务名后需加上扩展名，启动和停止正常执行后没有返回信息，（执行错误会有相应的提示），但是查看状态信息，显示的信息较为详细。

例：

 条件式重启：已启动才重启，否则不做操作

   service name condrestart ==> systemctl try-restart name.service

 重载或重启服务：先加载，再启动

   systemctl reload-or-restart name.service

 重载或条件式重启服务：

   systemctl reload-or-try-restart name.service

 禁止自动和手动启动：

   systemctl mask name.service

 取消禁止：

   systemctl unmask name.service

 

服务查看

查看某服务当前激活与否的状态：

  systemctl is-active name.service

查看所有已经激活的服务：

  systemctl list-units --type|-t service

查看所有服务：

  systemctl list-units --type service –all|-a

chkconfig命令的对应关系：

 设定某服务开机自启：

   chkconfig name on ==> systemctl enable name.service

 设定某服务开机禁止启动：

   chkconfig name off ==> systemctl disable name.service

 查看所有服务的开机自启状态：

  chkconfig --list ==> systemctl list-unit-files --type service

 用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用

 chkconfig sshd --list ==> ls /etc/systemd/system/*.wants/sshd.service

查看服务是否开机自启：

 systemctl is-enabled name.service

其它命令：

查看服务的依赖关系：

 systemctl list-dependencies name.service

杀掉进程：

 systemctl kill 进程名

服务状态

systemctl list-units --type service --all显示状态

各项所代表的意思：

    loaded:Unit配置文件已处理

    active(running):一次或多次持续处理的运行

    active(exited):成功完成一次性的配置

    active(waiting):运行中，等待一个事件

    inactive:不运行

    enabled:开机启动

    disabled:开机不启动

    static:开机不启动，但可被另一个启用的服务激活

systemctl命令示例：

显示所有单元状态

# systemctl

# systemctl list-unit

只显示服务单元的状态

# systemctl --type=service

显示sshd服务单元

# systemctl status sshd.service –l

验证sshd服务当前是否活动

# systemctl is-active sshd

启动，停止和重启sshd服务

# systemctl start sshd.service

# systemctl stop sshd.service

# systemctl restart sshd.service

重新加载配置

# systemctl reload sshd.service

列出活动状态的所有服务单元

# systemctl list-units --type=service

列出所有服务单元

# systemctl list-units --type=service --all

查看服务单元的启用和禁用状态。

# systemctl list-unit-files --type=service

列出失败的服务

# systemctl --failed --type=service

列出依赖的单元

# systemctl list-dependencies sshd

验证sshd服务是否开机启动

# systemctl is-enabled sshd

禁用network，使之不能自动启动,但手动可以

# systemclt disable network

启用network

# systemctl enable network

禁用network，使之不能手动或自动启动

# systemclt mask network

启用network

# systemctl umask network

运行级别

target units：

  unit配置文件：.target

# ls /usr/lib/systemd/system/*.target
# systemctl list-unit-files --type target --all

运行级别对照：

SysV启动级别	Systemd目标	注释
0	runlevel0.target, poweroff.target	关机
1,s,single	runlevel1.target, rescue.target	单用户模式
2	runlevel2.target, multi-user.target	用户自定义的启动级别（默认为3）
3	unlevel3.target, multi-user.target	多用户，无图形界面，用户可通过中端或网络登录
4	runlevel4.target, multi-user.target	用户自定义启动级别（默认为3）
5	runlevel5.target, graphical.target	多用户，有图形界面，继承级别3的服务，依赖于级别3，并启动图形界面服务
6	runlevel6.target, reboot.target	重启
emergency	emergenty.target	救援模式（Emergency shell）

查看依赖性：

# systemctl list-dependencies graphical.target

  早期linux版本中，是使用init N（N为运行级别）进行切换，但systemd中，启动级别通过“目标单元”访问。通过如下命令进行切换：

级别切换：

 init N ==> systemctl isolate name.target

# systemctl isolate multi-user.target

注：只有/lib/systemd/system/*.target 文件中AllowIsolate=yes 才能切换(修改文件需

执行systemctl daemon-reload才能生效)

查看target：

[[email protected] 7 ~]# runlevel 
N 3
[[email protected] 7 ~]# who -r
         run-level 3  2016-09-23 08:41
[[email protected] 7 ~]# systemctl list-units --type target
UNIT                  LOAD   ACTIVE SUB    DESCRIPTION
basic.target          loaded active active Basic System
cryptsetup.target     loaded active active Encrypted Volumes
...

获取默认运行级别：

   早期版本无论是查看默认运行级别，还是修改默认级别都是通过查看或编辑“/etv/inittab”文件，但是在7版本中，有了一些改变。

# /etc/inittab ==> systemctl get-default

修改默认级别：

# /etc/inittab ==> systemctl set-default name.target

# systemctl set-default multi-user.target

# ls –l /etc/systemd/system/default.target

切换至紧急救援模式：

 # systemctl rescue

切换至emergency模式：

 # systemctl emergency

其它常用命令：

传统命令init，poweroff，halt，reboot都成为systemctl的软链接

    关机：systemctl halt、systemctl poweroff

    重启：systemctl reboot

    挂起：systemctl suspend

    休眠：systemctl hibernate

    休眠并挂起：systemctl hybrid-sleep

CentOS7引导顺序：

1. UEFi或Bios初始化，运行POST开机自检

2. 选择启动设备

3. 引导装载程序, centos7是grub2

4. 加载装载程序的配置文件：（/etc/grub.d/ 、etc/default/grub为模板配置文件 ）/boot/grub2/grub.cfg为真正的配置文件，不建议直接修改

5. 加载initramfs驱动模块

6. 加载内核选项

7. 内核初始化，centos7使用systemd代替init

8. 执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab

9. 从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

10. systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/default.target /etc/systemd/system/

11.  systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统

12. systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

13. systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

14. Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登入服务

15. systemd执行graphical需要的服务

service unit文件格式：

• /etc/systemd/system：系统管理员和用户使用  

  /usr/lib/systemd/system：发行版打包者使用

• 以“#” 开头的行后面的内容会被认为是注释

• 相关布尔值，1、yes、on、true 都是开启，0、no、off、false 都是关闭。

• 时间单位默认是秒，所以要用毫秒（ms）分钟（m）等请显式说明

service unit file文件通常由三部分组成：

1. [Unit]：定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等

2. [Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型

3. [Install]：定义由“systemctl enable”以及"systemctl disable“命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项

示例：

ssh服务的service文件：/usr/lib/systemd/system/sshd.service

http服务的service文件：

 

Unit段的常用选项：

Description：描述信息

After：定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚于哪些unit启动，其功能与Before相反

Requires：依赖到的其它units，强依赖，被依赖的units无法激活时，当前unit即无法激活

Wants：依赖到的其它units，弱依赖

Conflicts：定义units间的冲突关系

Service段的常用选项：

Type：定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型

• simple：默认值，这个daemon主要由ExecStart接的指令串来启动，启动后常驻于内存中

• forking：由ExecStart启动的程序透过spawns延伸出其他子程序来作为此daemon的主要服务。原生父程序在启动结束后就会终止

• oneshot：与simple类似，不过这个程序在工作完毕后就结束了，不会常驻在内存中

• dbus：与simple类似，但这个daemon必须要在取得一个D-Bus的名称后，才会继续运作.因此通常也要同时设定BusNname= 才行

• notify：在启动完成后会发送一个通知消息。还需要配合NotifyAccess 来让Systemd 接收消息

• idle：与simple类似，要执行这个daemon必须要所有的工作都顺利执行完毕后才会执行。这类的daemon通常是开机到最后才执行即可的服务

EnvironmentFile：环境配置文件

ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径

ExecStartPre：ExecStart前运行

ExecStartPost：ExecStart后运行

ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本

Restart：当设定Restart=1 时，则当次daemon服务意外终止后，会再次自动启动此服务

Install段的常用选项：

Alias：别名，可使用systemctl command Alias.service

RequiredBy：被哪些units所依赖，强依赖

WantedBy：被哪些units所依赖，弱依赖

Also：安装本服务的时候还要安装别的相关服务

注意：对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启

# systemctl daemon-reload

服务Unit文件示例：

# vim /testdir/bak.sh

  tar -Jcf  /testdir/etc`date +%F`.tar.xz  /etc/  &> /dev/null

# chmod +x /testdir/bak.sh

# vim /etc/systemd/system/bak.service

[Unit]
Description=backup my etc
Requires=atd.service

[Service]
Type=simple
ExecStart=/bin/bash -c "echo /testdir/bak.sh|at now"

[Install]
WantedBy=multi-user.target

# systemctl daemon-reload
# systemctl start bak.service
# ls /testdir/
bak.sh  etc2016-09-24.tar.xz

设置内核参数：

• 设置内核参数，只影响当次启动

• 启动时，在linux16行后添加systemd.unit=desired.target

• systemd.unit=emergency.target

• systemd.unit=recure.target

• recure.target 比emergency 支持更多的功能，例如日志等

示例：

如图所示情况下键入e,进入内核编辑模式

  找到linux16这一行，在后面添加想要进入的模式，如图是进入图形模式，添加完成后，按Ctrl和x键启动

启动排错：

文件系统损坏

    先尝试自动修复，失败则进入emergency shell，提示用户修复

在/etc/fstab不存在对应的设备和UUID

    等一段时间，如不可用，进入emergency shell

在/etc/fstab不存在对应挂载点

    systemd尝试创建挂载点，否则提示进入emergency shell.

在/etc/fstab不正确的挂载选项

    提示进入emergency shell

破解root口令：

• 启动时任意键暂停启动

• 按e键进入编辑模式

• 将光标移动linux16开始的行，添加内核参数rd.break

• 按ctrl-x启动

• mount –o remount,rw /sysroot

• chroot /sysroot

• passwd root

• touch /.autorelabel

修复GRUB2：

GRUB“the Grand Unified Bootloader”

    引导提示时可以使用命令行界面

    可从文件系统引导

主要配置文件/boot/grub2/grub.cfg

修复配置文件

   # grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

修复grub

 在BIOS环境使用命令：  grub2-install /dev/sda 

 在UEFI环境使用命令：  grub2-install 

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