20-2.系统启动和内核管理centos7（unit,systemctl，grub2-)

systemd

• 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，它很是强大，包含了许多功能（好比xinetd等），以往的好多模块功能都被集合在一块儿了
• Systemd新特性
  1. 系统引导时实现服务并行启动
  2. 按需启动守护进程（相似xinetd)
  3. 自动化的服务依赖关系管理：某个服务须要依赖于其余服务的时候，当启动它时会自动启动须要依赖的服务，而早期没有此功能
  4. 同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务
  5. 系统状态快照

比较5 6 7 启动流程：

5：所有串行启动，一个接一个启动
6：非依赖性的驱动，软件，服务等并行启动，有依赖性的串行启动
7：所有并行启动，依赖性先忽略，服务先启动，等到用户真正使用和访问服务的时候再去查看依赖性，而后再相应启动依赖的服务。

核心概念：unit

unit表示不一样类型的systemd对象，经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:每一个服务最主要的启动脚本设置，相似于以前的/etc/init.d/
  /run/systemd/system：系统执行过程当中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行
  /etc/systemd/system：管理员创建的执行脚本，相似于/etc/rcN.d/Sxx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（相似于runlevel)
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,用于标识进程间通讯用的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,经常使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没法与之通讯和控制

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
  启动：service name start ==> systemctl start name.service
  中止：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，不然不作操做
  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
• 具备相似相同功能的两个服务有冲突，（好比httpd和 nginx 都是tcp80端口等），让其中一个服务禁止启动先。

服务查看

查看某服务当前激活与否的状态：（可用$?查看结果，0表明启动）
systemctl is-active name.service
查看是否开机启动的服务：
systemctl is-enabled name.service
查看全部已经激活的服务：
systemctl list-units --type|-t service
查看全部服务：
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

查看全部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 unitname

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) 一次或屡次持续处理的运行
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，但可被另外一个启用的服务激活

systemctl命令示例

1. 显示全部单元状态
   systemctl 或 systemctl list-units
2. 只显示服务单元的状态
   systemctl --type=service
3. 显示sshd服务单元
   systemctl –l status sshd.service
4. 验证sshd服务当前是否活动
   systemctl is-active sshd
5. 启动，中止和重启sshd服务
   systemctl start sshd.service
   systemctl stop sshd.service
   systemctl restart sshd.service
6. 从新加载配置
   systemctl reload sshd.service
7. 列出活动状态的全部服务单元
   systemctl list-units --type=service
8. 列出全部服务单元
   systemctl list-units --type=service --all
9. 查看服务单元的启用和禁用状态
   systemctl list-unit-files --type=service
10. 列出失败的服务
    systemctl --failed --type=service
11. 列出依赖的单元
    systemctl list-dependencies sshd
12. 验证sshd服务是否开机启动
    systemctl is-enabled sshd
13. 禁用network，使之不能自动启动,但手动能够
    systemctl disable network
14. 启用network
    systemctl enable network
15. 禁用network，使之不能手动或自动启动
    systemctl mask network
16. 启用network
    systemctl unmask network

注意点1：

1. /usr/lib/systemd/system中不只包含了之前的相似的各类服务（如今以.service结尾）,并且包含了其余unit单元类型（看后缀可区别），它是最关键的目录，通常都是修改此目录的文件。而run和etc下的通常不会去修改，由系统本身调控。
2. systemctl 默认执行目标的unit单元类型就是service,会自动补上service后缀，所以可省略不写它。
3. 主要关注service ，target 有时会看一下socket单元。其余的通常由系统调控。其中target单元保留了centos6中的runlevel 0-6 ,同时还增长了更多。
4. 新特性socket和服务（service)相分离并可激活，即便服务不启动，socket也能监听对应的端口核协议等，当访问服务时，socket会把没激活的服务自动激活。（相似于xinetd的功能了，systemd自己就可基于此功能来监听服务和激活，好比telnet,rpcbind. ）
   • 就算服务service中止了，socket也能够启用。好比rpcbind.service关闭可是rpcbind.socket仍然激活（并处于listening)状态。所以当有人访问端口时就会自动激活服务。也正是由于这个机制，它也会把具备依赖性的服务给一并启动。
   • 而之前老版本的必须是服务启动后socket才启动，而且它们不能分离，服务关闭了，socket也关闭。
   • 示例：再好比telnet-server服务在centos7上安装后就会在usr/lib/systemd/system下出现telnet.socket和telnet.service两个文件，而不像centos6中的是有一个/etc/xinetd/telnet配置文件。此时激活socket而后用ss -ntlp 可看到23端口是有systemd来监听的，而不是xinetd。而此时telnet自己的进程并未启动。
5. systemd的unit所有是由systemctl二进制可执行程序来配置,而不像centos6中能够本身在init.d中添加服务脚本并本身编写各类功能（各类参数好比start,stop等均可以本身编写）。所以systemd中必须按照systemctl的功能来使用。
6. centos7中能够一次性处理多个服务，6中不行。7中成功操做没有任何提示，6中会有OK字样。
7. 重要点：systemctl命令当用enable,disable，mask,unmask等命令时，就是在/etc/systemd/system中建立同名的unit软连接指向/usr/lib/systemd/system中真正的unit文件或者删除软连接（mask就是建立软链接并指向/dev/null，unmask删除它)。由于etc的文件夹的优先级比usr中的高，所以就实现了配置调控的功能。
8. systemcl enable和disable就是在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ 建立和删除软连接来控制开机是否启动服务。

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

1. 以 “#” 开头的行后面的内容会被认为是注释
2. 相关布尔值，一、 yes、 on、 true 都是开启，0、 no、 off、 false 都是关闭
3. 时间单位默认是秒，因此要用毫秒（ms）分钟（m）等须显式说明

• service unit file文件一般由三部分组成：
  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

Unit段的经常使用选项：

Description：描述信息，在命令systemctl status中看的就是这里写的
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没法激活时，当前unit也没法激活
Wants：依赖到的其它units，弱依赖
Conflicts：定义units间的冲突关系

Service段的经常使用选项：

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（不写的时候就这个），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延伸出其余子程序来做为此daemon的主要服务。原生父程序在启动结束后就会终止
• oneshot：与simple相似，不过这个程序在工做完毕后就结束了，不会常驻在内存中
• dbus：与simple相似，但这个daemon必需要在取得一个D-Bus的名称后，才会继续运做.所以一般也要同时设定BusNname= 才行
• notify：在启动完成后会发送一个通知消息。还须要配合 NotifyAccess 来让Systemd 接收消息
• idle：与simple相似，要执行这个daemon必需要全部的工做都顺利执行完毕后才会执行。这类的daemon一般是开机到最后才执行便可的服务
  EnvironmentFile：环境变量配置文件,服务启动时须要的变量和参数等的值就在这里写的，能够供给下面的来使用（参考atd.service)
  ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径(参数可用上面定义的环境变量$var)
  ExecStartPre： ExecStart前运行
  ExecStartPost： ExecStart后运行
  ExecStop：指明中止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段的经常使用选项：

Alias：别名，可以使用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（好比multi-user.target)
Also：安装本服务的时候还要安装别的相关服务

注意：对于新建立的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,然后能够选择重启
从新加载配置文件命令：systemctl daemon-reload

服务Unit文件示例：

• 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" ：at now表明当即执行此任务，不过注意它的全部输出结果都在邮件中
[Install]
WantedBy=multi-user.target
systemctl daemon-reload
systemctl start bak

其中脚本bak.sh中：
tar cf /data/etc_`date +%F`.tar /etc  &> /dev/null

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：
  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：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：
  runlevel ;who -r
  systemctl list-units --type target
• 获取默认运行级别：
  /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

其它命令

• 切换至紧急救援模式：
  systemctl rescue
• 切换至emergency模式：
  systemctl emergency
• 其它经常使用命令：
  传统命令init，poweroff，halt，reboot都成为systemctl的软连接
  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

注意点2：

1. 通常不用本身书写service，书写的时候能够参考已经存在的service文件来写（usr/lib中）。
   • 好比说本身编译的最新版本的服务等，装到了其余的目录中可是没有service文件。此时即可参考老版本存在的service文件进行修改（尤为修改执行的目标脚本位置），这样之后即可以用systemctl命令来控制新装的在其余目录中的服务程序了。
2. 注意修改了service配置文件以后要从新载入daemon-reaload
3. 在usr/lib/systemd/system中ls *.target ，而后最好把ctrl-alt-delete.target
   • 修改成其余的指向（好比/dev/null)
   • 或者直接删除掉这个软连接
   • 或者mask它也行。
4. 修改/etc/下的default.target指向便可修改开机进入的runlevel.固然要用systemctl命令来修改，具体命令能够查看/etc/inittab来修改。
   • systemctl get-default
   • systemctl set-default multi-user.target
5. 若是这里设置错误成reboot.target或者poweroff.target，则开机进入菜单界面后能够用e按键，而后在linux16后面添加systemd.unit=multi-user.target，而后按ctrl+x按键 便可让这一次启动进入，但需注意进入系统以后仍要修改默认启动模式为正确的。

CentOS 7 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systemd代替init
  执行initrd.target全部单元，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/system/default.target

systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操做系统
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及登陆服务
systemd执行graphical须要的服务

• 注意Centos7中也保留了6中的启动服务脚本和文件夹（rc.d和init.d)

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=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

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
  ystemd 尝试建立挂载点，不然提示进入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1：

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 ：若是没有启动selinux这一项可不写
exit
reboot

方法2：

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

grub2加口令

grub2-setpassword 按回车而后输入口令便可

• 它把生成的口令放在了/boot/grub2/user.cfg文件中.
  加完口令以后想要在开机时设置grub.cfg文件就得先输入用户名和密码了。
• 删除grub2口令：只须要把user.cfg文件删除便可

修复grub2

• GRUB“the Grand Unified Bootloader”
  引导提示时可使用命令行界面
  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
• 调整默认启动内核
  vim /etc/default/grub
  GRUB_DEFAULT=0

注意点3：

1. 因为7中unit太复杂，启动顺序没法直接查看（6中可在对应的rc#.d中查看KS软连接查看顺序）。所以要用命令查看

   • systemd-analyze
   • systemd-analyze plot ：它会生成xml格式的信息并标准输出
   • systemd-analyze plot > boot.xml ：在windows中查看它便可

2. 因为/boot/grub2/grub.cfg文件内容太多，所以不要手工去改它，可按照它所写的注释信息，去修改/etc/default/grub模板文件 （其中/etc/grub2.cfg是个软连接就是指向boot中的grub.cfg)，而后利用命令grub2-mkconfig -o /boot/gurb2/grub.cfg(或者重定向,文件也可指向/etc/下的软连接）命令来生成。

   • 利用rpm -ql grub2 查看不到任何文件，说明它只是运行了一些命令脚本
   • 利用rpm -qf /boot/grub2/grub.cfg 可看到它来自grub2-pc包

3. 修改默认启动内核项（相似6中的title，修改default=0或其余数字），在这里就是修改模板文件中的GRUB_DEFAULT=0或者其余数字便可即可修改默认的启动内核项。而后再用grub2-mkconfig生成便可。

   • 也可用命令grub2-set-default 0 设置，更加详情查看帮助

4. Centos7中也能够用老的service命令，和Centos6中相同。同时它里面也有rc.d以及init.d文件夹。只不过里面的服务文件比较少。

   • 所以若是想要一个程序（注意不是服务）或者说本身自定义的服务开机自动启动：
     1）一种方法是写service的可执行脚本放入init.d中而后用chkconfig添加到各个模式的启动项中
     2）一种是直接写在rc.d的rc.local中便可
     3）还有一种就是能够在usr/lib/systemd/system中写入unit的service类型的服务文件，这里可参考其余的service文件，而后在/etc/systemd/system中建立软链接指向它（这里的目的是能用systemctl 命令控制它），而且在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants建立软连接指向usr中的这个文件（这里的目的才是让它开机自动启动）
   • 建立这个service文件和两个软连接的时候，注意service的真正文件在usr的文件夹中，而第一个用于systemctl控制命令（好比start,mask等等）的软连接在/etc/systemd/system下面，这个必须手动建立。而控制它自动开机启动的软连接在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants下面，这个在上一个控制的软连接建立以后能够用命令建立（enable),也能够手动建立。
   • 不过要注意service的格式还有各类名字别写错了。
5. 4中的3种方法，若是仅仅为了开机启动一个程序，最方便的方法建议仍是第2种方法直接写在/etc/rc.d/rc.local中。（前两中方法的具体过程能够参照centos6中所写的步骤。）