centOS7服务管理与启动流程

systemd简介

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

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

unit对象

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 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

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

service unit文件格式

在/etc/systemd/system下的unit文件是系统管理员和用户使用
在/usr/lib/systemd/system下的供发行版打包者使用

在unit文件中，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“systemctlenable”以及"systemctldisable“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systemctlcommand 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
systemctldaemon-reload

管理服务

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

服务查看

chkconfig命令的对应关系

其他命令

服务状态

systemctl list-unit-files --type service --all #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，但可被另一个启用的服务激活

systemctl示例

显示所有单元状态

systemctl 或systemctl list-units

只显示服务单元的状态

systemctl --type=service

显示sshd服务单元

systemctl –l status sshd.service

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

systemctl disable network

启用network

systemctl enable network

禁用network，使之不能手动或自动启动

systemctl mask network

启用network

systemctl unmask network

运行级别

在centOS7上运行级别的含义已经和之前不同了，运行级别就是通过开启关闭不同的服务产生的效果，在从netOS7上，已然由.target来代替运行级别，我们可以称target为目标态，我们可以通过target定制更符合我们工作运行环境。
我们可以通过命令：ls /usr/lib/systemd/system/*.target查看我们的机器上有多少个target

"grub.cfg"140L,4397C written
[root@CT731 grub2]#ls /usr/lib/systemd/system/*.target
/usr/lib/systemd/system/anaconda.target
/usr/lib/systemd/system/basic.target
/usr/lib/systemd/system/bluetooth.target
/usr/lib/systemd/system/printer.target
...
/usr/lib/systemd/system/reboot.target
/usr/lib/systemd/system/rescue.target
/usr/lib/systemd/system/rpcbind.target
/usr/lib/systemd/system/runlevel0.target
/usr/lib/systemd/system/runlevel1.target
/usr/lib/systemd/system/runlevel2.target
...
/usr/lib/systemd/system/sleep.target
...

使用systemctl list-unit-files --type target --all可以查看所有目标态的状态，或者systemctl list-dependencies xxx.target命令查看目标态的依赖性。

在centOS7上所谓的目标态，其实就是由各种指定的服务和基础target组合而成的。

运行级别与target的对照

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

运行级别的切换

在centOS6上，我们切换级别使用init，在centOS7上虽然也能使用，但是已经不再是原来的程序了，现在我们使用systemctlisolate name.target来切换target。

比如，我们想切换到字符界面，我们就可以使用systemctlisolate multi-user.target来进行切换。要想切换运行级别，在/lib/systemd/system/*.target文件中AllowIsolate=yes才可以。（修改文件需执行systemctldaemon-reload才能生效）

在centOS7上如何查看运行的目标态呢，使用命令systemctl get-default
使用命令systemctl set-default name.target来修改我们的目标态。

我们看一下我们的默认目标态究竟为何物。

[root@CT731 ~]#locate default.target
/etc/systemd/system/default.target

[root@CT731 ~]#ll /etc/systemd/system/default.target
lrwxrwxrwx.1 root root 36Aug2507:06/etc/systemd/system/default.target ->/lib/systemd/system/runlevel3.target

它其实就是创建了一个软链接到指定的target上去了 

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 /boot/grub2/grub.cfg
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/system/default.target
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及登录服务
15. systemd执行graphical需要的服务

设置简单的内核参数

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=rescue.target
• rescue.target 比emergency 支持更多的功能，例如日志等
• systemctl default 进入默认target

简单的启动排错

在centOS7中，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

虚拟机环境下破解centOS7root的口令

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，然后：
mount –o remount,rw /sysroot

 
chroot /sysroot
passwd root
 
touch /.autorelabel
exit
reboot
 
然后可以使用设置的密码登录root

方法二

启动时任意键暂停启动（同方法1）
按e键进入编辑模式（同方法1）
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
最后，用新密码登录root

centOS7 grub2

在centOS6上，我们的grub文件是/boot/grub/grub.conf
在centOS7上，文件改成/boot/grub2/grub.cfg了，但是功能还是大致一样的都是用于加载内核的，不过在centOS7上设置默认启动项发生了一些变化，假如我们现在有两个内核，我们需要改变默认启动应该如何做到呢？

首先，vim /etc/default/grub打开如下文件：

GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed ‘s, release .*$,,g‘ /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rhgb quiet net.ifnames=0"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
~

打开文件后，我们修改GRUB_DEFAULT的值，和centOS一样，0代表第一个内核，1代表第二个，以此类推。
我们在修改完成后，并没有立即生效，使用grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg命令来生成grub2.cfg文件，我们在下次启动的时候就会默认选择新的默认内核。

实验：在centOS7下破坏前446字节并修复

第一步：破坏硬盘的前446字节：
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446

[root@CT731 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied,0.000758682 s,588 kB/s
[root@CT731 ~]#hexdump -C -n 512/dev/sda
0000000000000000000000000000000000000000|................|
*
000001b000000000000000000000000000008020|...............|
000001c021008335700500080000000040000035|!..5p.......@..5|
000001d0710583 fe ff ff 000840000000400600 fe |q.......@...@...|
000001e0 ff ff 83 fe ff ff 000880060000400600 fe |............@...|
000001f0 ff ff 05 fe ff ff 0008 c0 0c00 f8 3f0c55 aa |............?.U.|
00000200

第二步：重启计算机
由于我的虚拟机挂载了光盘，所以一重启就进入光盘启动的界面
 
上面有三项，我们选择第三项进入troubleshooting
进入第三项后，点击第二项，进入救援模式的centos的系统
 
然后我们进入如下模式：
选择1，继续进行：
 
接下来，我们就会进入到一个shell模式中，不需要切根，进行系统修复：

修复过程：
grub2-install --root-directory=/mnt/sysimage/ /dev/sda

我们来查看一下：
hexdump -C -n 512 /dev/sda

重启，修复完成。

实验：在centOS7下删除grub2下文件，并修复

第一步：删除grub2
rm -rf grub2

[root@CT731 boot]#rm -rf grub2
[root@CT731 boot]#ls
config-3.10.0-514.el7.x86_64
grub
initramfs-0-rescue-618d3baeb5754f7092242f811c7aa740.img
initramfs-3.10.0-514.el7.x86_64.img
initramfs-3.10.0-514.el7.x86_64kdump.img
initrd-plymouth.img
symvers-3.10.0-514.el7.x86_64.gz
System.map-3.10.0-514.el7.x86_64
vmlinuz-0-rescue-618d3baeb5754f7092242f811c7aa740
vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64

第二步，重启计算机
进入如下界面：
 

接下来，我们重启系统，按Esc，进入光盘救援模式：
选择第三项，进入光盘救援（前提是挂载光盘）
以下步骤到进入shell同实验一相同，不在过多演示;

进入救援模式后：
第一步：切根
 
然后执行命令
grub2-install
 
下图中，我们可以看到在grub2文件夹中，还没有grub.cfg文件，接下来，我们需要生成：
 
生成配置文件：
进入到grub2下，
grub2-mkconfig -o grub.cfg
 
exit然后，
重启电脑：

完成！