systemd和systemctl

systemd和systemctl（centos7）    

Systemd是一种新的linux系统服务管理器。它替换了init系统，能够管理系统启动过程和一些系统服务，一旦启动起来，就将监管整个系统。在centos7系统中，PID 1被systemd所使用了：如下，在centos6中：

init─┬─NetworkManager

     ├─abrtd

     ├─acpid

     ├─atd

     ├─auditd─┬─audispd─┬─sedispatch

     │        │         └─{audispd}

     │        └─{auditd}

     ├─automount───4*[{automount}]

     ├─certmonger

     ├─crond

     ├─cupsd

     ├─dbus-daemon───{dbus-daemon}

     ├─dhclient

     ├─fcoemon

     ├─hald─┬─hald-runner─┬─hald-addon-acpi

     │      │             └─hald-addon-inpu

     │      └─{hald}

     ├─irqbalance

     ├─lldpad

     ├─master─┬─pickup

     │        └─qmgr

     ├─mcelog

     ├─6*[mingetty]

     ├─modem-manager

     ├─rpc.statd

     ├─rpcbind

     ├─rsyslogd───3*[{rsyslogd}]

     ├─sshd─┬─sshd───bash───pstree

     │      └─sshd───bash

     ├─udevd───2*[udevd]

     ├─wpa_supplicant

     └─xinetd

在centos7中：

systemd─┬─abrt-watch-log

        ├─abrtd

        ├─agetty

        ├─atd

        ├─auditd───{auditd}

        ├─chronyd

        ├─crond

        ├─dbus-daemon───{dbus-daemon}

        ├─irqbalance

        ├─lsmd

        ├─lvmetad

        ├─master─┬─pickup

        │        └─qmgr

        ├─rngd

        ├─rsyslogd───2*[{rsyslogd}]

        ├─smartd

        ├─sshd───sshd───bash───pstree

        ├─systemd-journal

        ├─systemd-logind

        ├─systemd-udevd

        └─tuned───4*[{tuned}]

ststemd可以并行地启动系统服务进程，并且最初仅启动确实被依赖的服务，极大减少了系统的引导时间，这也就是为什么centos7系统启动速度比centos6快许多的原因了。

一、知识整理

1、在systemd的管理体系里，以前的运行级别的概念被新的运行目标(target)所取代。tartget的命令类似于multi-user.target等这种形式，由于不再使用runlevel概念，所以/etc/inittab也不再被系统使用。而在systemd的管理体系里面，默认的target（相当于以前的默认运行级别）是通过软链接实现的：

[root@localhost system]# ll
总用量 8
drwxr-xr-x. 2 root root   30 7月  19 05:55 basic.target.wants
lrwxrwxrwx. 1 root root  41 9月 19 14:56 default.target -> /usr/lib/systemd/system/multi-user.target

在/lib/systemd/system下面定义runlevelX.target文件目的主要是为了能够兼容以前的运行级别，事实上/lib/systemd/system/runlevel3.target，同样是被链接到multi-user.target。

2、在systemd管理体系中，被管理的deamon(守护进程)称作unit(单元)，对于单元的管理是通过命令systemctl来进行控制的。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。

3、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

同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务；

系统状态快照。

4、配置文件：

每个服务最主要的启动脚本设置，类似于之前的/etc/init.d/

[root@localhost system]# cd /usr/lib/systemd/system
[root@localhost system]# ls
abrt-ccpp.service      lvm2-lvmetad.socket                 smartd.service
abrtd.service            lvm2-lvmpolld.service               snmpd.service
abrt-oops.service        lvm2-lvmpolld.socket                snmptrapd.service
abrt-pstoreoops.service      lvm2-monitor.service                sockets.target

系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行：

[root@localhost system]# cd /run/systemd/system/
[root@localhost system]# ls
session-1.scope  session-1.scope.d

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：

[root@localhost system]# cd /etc/systemd/system/
[root@localhost system]# ls
basic.target.wants  default.target.wants  multi-user.target.wants  sysinit.target.wants
default.target   getty.target.wants    sockets.target.wants     system-update.target.wants

5、unit类型：使用如下命令查看：

[root@localhost system]# systemctl -t help 
Available unit types:

service ：文件扩展名为.service，用于定义系统服务

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。

busname

target ：用于模拟实现运行级别；

snapshot ：.snapshot，管理系统快照；

device ：.device，用于定义内核识别的设备；

mount ：.mount，定义文件系统挂载点

automount ：文件系统的自动挂载点

swap ：.swap，用于标识swap设备；

timer

path ：用于定义文件系统中的一个文件或者目录使用，常用于当文件系统变化时，延迟激活服务，如spool目录。

slice

scope

6、关键特性：

基于socket的激活机制，socket与程序分离；

基于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：保存个unit的当前状态信息与持久存储设备中；

向后兼容sysv init脚本，放在/etc/init.d/

不兼容：systemctl的命令是固定不变的；

非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信。

7、centos的系统启动：

设置内核参数，只影响当次启动：在选择内核界面按e。在linux16一行后添加：

systemd.unit= XXX.target|emergency.target|recure.target

当出现文件系统损坏、挂载文件损坏等情况后，进入emergency模式修复，此模式比rescue模式功能更少。

修复grub2：修复配置文件：grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

grub2-mkconfig  -o  /boot/grub2/grub.cfg

修复grub：grub2-install /dev/sda BIOS环境

grub2-install UEFI环境

一、命令详解和事例

1、systemctl命令：

用法：systemctl [OPT] COMMAND [NAME]…

启动服务：service NAME start = systemctl start NAME.service

停止服务：service NAME stop = systemctl stop NAME.service

重启服务:service NAME restart = systemctl restart NAME.service

服务状态：service NAME status = systemctl status NAME.service

条件式重启，已启动才重启，否则不作操作：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：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

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-unit –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动：

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动状态：

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

[root@localhost system]# systemctl enable httpd.service 
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@localhost system]# systemctl disable httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.
[root@localhost system]# systemctl mask httpd.service
Created symlink from /etc/systemd/system/httpd.service to /dev/null.
[root@localhost system]# systemctl unmask httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/httpd.service.
[root@localhost system]# systemctl list-units --type service 
  UNIT                               LOAD   ACTIVE SUB     DESCRIPTION
  abrt-ccpp.service        loaded active exited  Install ABRT coredump hook
  abrt-oops.service        loaded active running ABRT kernel log watcher
  abrtd.service           loaded active running ABRT Automated Bug Reporting Tool
  atd.service            loaded active running Job spooling tools

列出该服务在哪些运行级别下启用和禁止：

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

查看服务是否开机启动：systemctl is-enabled NAME.service

[root@localhost system]# systemctl is-enabled httpd.service 
disabled

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）

列出失败的任务：systemctl –failed –type=service

2、服务状态：

[root@localhost system]# systemctl list-units --type service --all
  UNIT                LOAD      ACTIVE   SUB     DESCRIPTION
  abrt-ccpp.service       loaded    active   exited  Install ABRT coredump hook
  abrt-oops.service       loaded    active   running ABRT kernel log watcher
  abrt-vmcore.service     loaded    inactive dead    Harvest vmcores for ABRT
  abrt-xorg.service       loaded    inactive dead    ABRT Xorg log watcher

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）：成功完成一次性配置

active（waiting）：运行中，等待一个事件

inactive：不运行

enable：开机启动

disable：开机不启动

static：开机不启动，但可以被另一个启用的服务激活。

3、运行级别：

0 ：关机：poweroff.target

1 ：单用户模式：rescue.target

2 ：默认不启用NFS的多用户：multi-user.target

3 ：完全的多用户：multi-user.target

4 ：保留：mult-user.target

5 ：图形：graphical.target

6 ：重启：reboot.target

查看依赖性：

[root@localhost system]# systemctl list-dependencies graphical.target 
graphical.target
● ├─display-manager.service
● ├─network.service
● ├─systemd-update-utmp-runlevel.service
● └─multi-user.target
●   ├─abrt-ccpp.service
●   ├─abrt-oops.service
●   ├─abrt-vmcore.service

级别切换：systemctl isolate NAME.target；只有当/lib/systemd/system/*.target文件中AllowIsolate=yes才能切换（修改文件需执行systemctl deamon-reload才能生效）。

获取默认运行级别：systemctl get-default。

修改默认运行级别：systemctl set-default NAME.target

切换至救援模式：systemctl rescue

切换至紧急救援模式：systemctl emergency

关机：systemctl halt|poweroff

重启：systemctl reboot

挂起：systemctl suspend

休眠：systemctl hibernate

休眠并挂起：systemctl hybrid-sleep

4、Centos7引导顺序：

UEFI或BIOS初始化，运行POST开机自检

选择启动设备；

引导装载程序，centos7是grub2；

加载装载程序的配置文件：/etc/grub.d/  /etc/default/grub  /boot/grub2/grub.cfg；

加载initramfs驱动模块；

加载内核选项；

内核初始化，centos7使用system代替init；

执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab；

从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录；

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

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

systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务；

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

systemd执行multi-user.target下的getty.target及登入服务；

systemd执行graphical需要的服务。

5、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；

默认单位是秒；通常由三部分组成：

[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；

常用的选项：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]:与特定类型相关的专用选项；此处为service类型；

常用选项：Type：定义影响ExecStart及相关参数功能的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ExacStart启动的程序透过spawns延伸出其它子程序来作为此deamon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，不过这个程序在完成工作后就结束，不常驻内存；

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BusName=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：在ExecStart之前运行；

ExecStartPost：在ExecStart之后运行；

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。

[Install]：定义由”systemctl enable”以及”systemctl disable”命令在实现服务启动或禁用时用到的一些选项。

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。

二、课后练习

1、为编译安装的httpd服务，实现service unit文件。

编译安装，更改配置文件。在/etc/systemd/system中编辑配置文件：

[root@localhost system]# vim httpd.service
[Unit]
Description=apache2
Requires=atd.service
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/apachectl 
[Install]
WantedBy=multi-user.target

重载并启动：

[root@localhost system]# systemctl daemon-reload 
[root@localhost system]# systemctl start httpd
[root@localhost system]# netstat -tan
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State      
tcp        0      0 0.0.0.0:22        0.0.0.0:*           LISTEN     
tcp        0      0 127.0.0.1:25      0.0.0.0:*            LISTEN     
tcp        0     52 10.1.54.250:22      10.1.252.66:56929       ESTABLISHED
tcp        0      0 10.1.54.250:22     10.1.252.66:57750       ESTABLISHED
tcp6       0      0 :::80        :::*                LISTEN

2、破解centos7的root口令：启动时按e进入编辑模式；在linux16行后添加参数rd.break；

再按ctrl+x启动。启动后重新按照rw格式挂载sysroot；切换根，更改root密码。在根下创建.autorelabel空文件，使selinux强制检测文件。

3、修改默认的启动内核：

在centos7中最好不要修改grub2.cfg文件，先修改/etc/default/grub模板文件；

[root@localhost grub2]# cat /etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=0
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

将GRUB_DEFAULT=saved一行改为0；

最后使用grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg命令重新生成grub2.cfg文件。

4、启动时临时禁用SELinux：

[root@localhost system]# getenforce 
Enforcing
[root@localhost system]# setenforce 0
[root@localhost system]# getenforce 
Permissive

5、启动时进入emergency模式：

首先进入e模式：

在linux16后添加：systemd.unit= emergency.target

ctrl+x启动，进入：

6、删除编译安装的新内核：

删除boot中生成的文件；

删除grub2/grub.cfg新内核相关几行；

删除/etc/modules中版本号相关文件；

删除编译安装包等文件。