CentOS7下Systemctl详解

一、Systemd简介

Systemd是由红帽公司的一名叫做Lennart Poettering的员工开发，systemd是Linux系统中最新的初始化系统（init）,它主要的设计目的是克服Sys V 固有的缺点，提高系统的启动速度，systemd和upstart是竞争对手，ubantu上使用的是upstart的启动方式，centos7上使用systemd替换了Sys V，Systemd目录是要取代Unix时代依赖一直在使用的init系统，兼容SysV和LSB的启动脚本，而且能够在进程启动中更有效地引导加载服务。
system：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，服务器进程和其他进程，根据管理，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。

二、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
• 系统状态快照和恢复
• 利用Linux的cgroups监视进程
• 维护挂载点和自动挂载点
• 各服务间基于依赖关系进行精密控制

三、Systemd核心概念

• Unit
  表示不同类型的sytemd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他与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/initd.d
  /run/system/system：系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面的目录优先运行
  /etc/system/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，在三者之中，此目录优先级最高

四、Unit类型

• systemctl -t help ：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: .device,用于定义内核识别的设备

• mount unit ：.mount，定义文件系统挂载点

• socket unit ：.socket,用于标识进程间通信用的socket文件，也可以在系统启动时，延迟启动服务，实现按需启动

• snapshot unit：.snapshot，关系系统快照

• swap unit：.swap，用于表示swap设备

• automount unit：.automount，文件系统的自动挂载点如：/misc目录

• path unit：.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

• time：.timer由systemd管理的计时器

  注：使用systemctl控制单元时，通常需要使用单元文件的全名，包括扩展名，但是有些单元可以在systemctl中使用简写方式，如果无扩展名，systemctl默认把扩展名当做.service。例如netcfg和netcfg.service是等同的挂载点会自动转化为相应的.mount单元，例如/home等价于home.mount设备会自动转化为相应的.device单元，所以/dev/sd2等价于dev-sda2.device

五、关键特性

• 基于socket的激活机制：socket与服务进程分离
• 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想后兼容sysv init脚本

六、不兼容

• systemctl命令固定不变，不可扩展
• 非由systemd启动的服务，systemctl无语与之通信和控制，如：使用之前sys v风格管理的进程就无法收systemd控制

七、Systemd基本工具

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。

• 管理服务

命令：systemctl  command name.service
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

• 条件式重启(已启动才重启，否则不做任何操作)
  systemctl try-restart name.service

• 重载或重启服务(先加载，然后再启动)
  systemctl reload-or-try-restart name.service

• 禁止自动和手动启动
  systemctl mask name.service
  执行此条命令实则创建了一个链接 ln -s '/dev/null' '/etc/systemd/system/sshd.service'

• 取消禁止
  systemctl unmask name.service
  删除此前创建的链接

• 服务查看(查看某服务当前激活与否的状态)
  systemctl is-active name.service
  如果启动会显示active，否则会显示unknown

• 查看所有已经激活的服务
  systemctl list-units –t|–type service
  

  image

• 查看所有服务

  
  所有服务

• 设定某服务开机启动
  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状态
chkconfig –list–>systemctl list-unit-files -t service
[图片上传失败...(image-fa8cbe-1519920006718)]

• 用来列出该服务在那些运行级别下启用或禁用

chkconfig sshd –list –>ls /etc/system/system/*.wants/sshd.service
[root@www ~]# ls /etc/systemd/system/*.wants/sshd.service
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/sshd.service

• 查看服务是否开机自启
  systemctl is-enabled name.servcice

• 查看服务的依赖关系
  systemctl list-dependencies
  

  查看依赖

• 查看启动失败的服务
  systemctl -failed -t service

• 查看服务单元的启用和禁用状态
  systemctl list-unit-files –t=service

• 杀死进程
  systemctl kill 进程名
  [图片上传失败...(image-53509-1519920006718)]

• 服务状态
  systemctl list-units -t service -a 显示状态
  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，但可以被另一个启用的服务激活
  

  服务激活

• 运行级别
  target units：
  unit配置文件：.target 以target结尾的文件
  ls /usr/lib/system/system/*.target
  systemctl list-unit-files -type target -all
  0–>runlevel0.target, poweroff.target
  1–>runlevel1.target, rescue.target
  2–>runlevel2.target, muti-user.target
  3–>runlevel3.target, mutil-user.target
  4–>runlevel4.target, multi-user.target
  5–>runlevel5.target, graphical.target
  6–>runlevel6.target, reboot.target
  

  运行级别

• 查看依赖性
  systemctl list-dependencies graphical.target

• 查看默认运行级别
  systemctl get-default 在Sys V风格的系统上是查看/etc/inittab文件其中有一条id:5:initdefault:

• 级别切换
  systemctl isolate muti-user.target
  注意：只有当/lib/system/system/*.target文件中AllowIsolate=yes时才能奇幻（修改文件需执行systemctl daemon-reload生效）

• 设定默认运行级别
  systemctl set-default muti-user.target
  实则将multi-user.target链接至default.target
  ls –l /etc/system/system/default.target

• 进入紧急救援模式
  systemctl rescue

• 切换至emergency模式
  systemctl emergency

• 在systemd风格的系统上还能使用sysv风格系统上的关机，重启等命令，指示将该命令链接到systemctl的一个软链接
  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

• CentOS启动流程：
  POST –> Boot Sequence –> Bootloader –> kernel + initramfs(initrd) –> rootfs–> /sbin/init

• 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（注：一般上修改grub.cfg配置文件，是直接修改/etc/default/grub，然后使用命令#grub2-mkconfig /boot/grub2/grub.cfg来生成修改 ）
  

  启动设备

使用systemctl控制单元时，通常需要使用单元文件的全名，包括扩展名，但是有些单元可以在systemctl中使用简写方式

如果无扩展名，systemctl默认把扩展名当做.service。例如netcfg和netcfg.service是等同的

挂载点会自动转化为相应的.mount单元，例如/home等价于home.mount

设备会自动转化为相应的.device单元，所以/dev/sd2等价于dev-sda2.device
加载initramfs驱动模块

加载内核选项

内核初始化，centos7使用systemd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/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（此为图形界面所有）

unit文件格式

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、ture都是开启，0、no、off、false都是关闭
时间单位默认是秒

Unit文件组成

• [Unit]：定义与Unit类型无关的通用选项，用于提供unit的扫描信息，unit行为及依赖关系等
• [Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型
• [Install]：定义由“systemctl enable及systemctl disable”命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项

unit段常用选项

• Description：描述信息

  After：定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚育那些unit启动，其功能与before相反
  Requires：依赖到的其他units，强依赖，被一来的units无法激活时，当前unit即无法激活
  Wants：依赖到的其他units，弱依赖
  Conflicts：定义units间的冲突关系

Service段常用选项

• Type：定义硬性ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型
• simple：默认值；这个daemon主要有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
• onshot：用于执行一项任务，随后立即退出的服务，不会常驻于内存中
• notify：与simple相同，但约定服务会在就绪后想systemd发送一个信号，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只能即可的服务
• EnvironmentFile：环境配置文件
• ExeStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径
• ExeStartPre：ExecStart前运行
• ExeStartPost：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，会在此自动启动此服务

Install段常用选项

• Alias：别名(可使用systemctl command Alial.service)
  RequiredBy:被那些units所依赖，强依赖
  WantedBy：被那些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重载次配置文件，而后可以选择重启：systemctl daemon-reload

案例

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

设置内核参数

在系统启动时，进入内核参数修改，修改只影响当次启动，在启动时在linux16行后添加systemd.unit=desired.target
systemd.unit=emergency.target 进入救援模式
system.unit=recure.target 进入紧急救援模式(功能比emergency多)
修改完成后使用ctrl+x启动进入相应的模式

启动排错

• 文件系统损坏
  先尝试自动修复，如果失败则需要进入emergency 模式，提示用户修复
  在/etc/fstab 不存在对应的设备和UUID，等待一段时间，如果不可用，进入emergecy shell 注释哪行即可
  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emergecy shell
  在/etc/fstab不正确的挂载选项
  提示进入emergecy 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    
exit   
reboot   

等待系统重新打标签后即可进入系统，这时候root的密码已经更改。

9.png

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

grub2-install /dev/sda          #BIOS环境     
grub2-install                   #UEFI环境   
grub2-mkconfig -o grub.cfg  

重启

博文参考

http://www.178linux.com/48343
http://www.178linux.com/48674
http://www.178linux.com/48563
http://www.jinbuguo.com/systemd/index.html