centos7的systemd

系统启动流程

    POST --> Boot Sequence --> Bootloader --> kernel+initramfs(initrd) --> rootfs --> /sbin/init
    init: 
        CentOS 5: SysV init
        CentOS 6: Upstart
        CentOS 7: Systemd

systemd

    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。
    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
    核心概念：unit
        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/usr/lib/systemd/system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/run/systemd/system目录优先运行
    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sysv init 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

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，也可在系统启动时，延迟启动服务，实现按需启动
    Snapshot unit:  .snapshot, 管理系统快照
    Swap unit:  .swap, 用于标识swap 设备
    Automount unit:  .automount ，文件系统的自动挂载点
    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

服务管理

`centos7几乎一切服务都是由systemctl来管理service unit，centos7之前的service同时仍然兼容。

运行级别

    target units： 
        unit 配置文件：
            .target，用于模拟实现运行级别
        ls /usr/lib/systemd/system/*.target
        systemctl list-unit-files --type target --all
    运行级别：
        0 ==> runlevel0.target, poweroff.target
        1 ==> runlevel1.target, rescue.target
        2 ==> runlevel2.target, multi-user.target
        3 ==> runlevel3.target, multi-user.target
        4 ==> runlevel4.target, multi-user.target
        5 ==> runlevel5.target, graphical.target
        6 ==> runlevel6.target, reboot.target
    查看依赖性：
        systemctl list-dependencies graphical.target
        
    级别切换：
        init N ==> systemctl isolate name.target
        systemctl isolate multi-user.target
        注意：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：
        systemctl list-units --type target
    获取默认运行级别：
        /etc/inittab ==> systemctl get-default
        runlevel 
        who -r
    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：
        相当于init 1
        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 引导启动顺序

    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/etc/systemd/system目录下的配置
        systemd 执行默认target 配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
        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及登录服务
        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
    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 ）等须显式说明
    service unit file 文件通常由三部分组成：
        [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” 以及"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 也无法激活
        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（后台进程）主要由ExecStart所接的指令串来启动，启动后常驻于内存中
        forking ：   由ExecStart 启动的程序透过spawns（繁衍）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, 可以选择重启
        systemctl daemon-reload
    示例：
        vim /etc/systemd/system/bak.service
            [Unit]
            Description=backup /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

    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

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CentOS7 的root 口令

    方法一
        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
    方法二
        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，改为rw init=/sysroot/bin/sh
        按ctrl-x 启动
        chroot /sysroot
        passwd root
        touch /.autorelabel
        exit
        reboot
        

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
        grub2-mkconfig  -o /boot/grub2/grub.cfg
    修复grub
        grub2-install /dev/sda （BIOS 环境）
        grub2-install （UEFI 环境）
    调整默认启动内核
        vim /etc/default/grub
        GRUB_DEFAULT=0