101.3 Lektion 1

Ein auf dem SysVinit-Standard basierender Servicemanager stellt vordefinierte Sätze von Systemzuständen, runlevels genannt, und die entsprechenden auszuführenden Serviceskriptdateien zur Verfügung. Runlevels sind von 0 bis 6 nummeriert und werden im Allgemeinen den folgenden Zwecken zugeordnet:

Das Programm, das für die Verwaltung der Runlevel und der zugehörigen Daemons/Ressourcen verantwortlich ist, heißt /sbin/init. Während der Systeminitialisierung identifiziert das Programm init den angeforderten Runlevel, der durch einen Kernelparameter oder in der Datei /etc/inittab definiert ist, und lädt die zugehörigen Skripte, die dort für den gegebenen Runlevel aufgelistet sind. Jeder Runlevel kann viele zugehörige Servicedateien haben, üblicherweise Skripte im Verzeichnis /etc/init.d/. Da nicht alle Runlevel in den verschiedenen Linux-Distributionen gleichwertig sind, kann eine kurze Beschreibung des Zwecks des Runlevels auch in SysV-basierten Distributionen gefunden werden.

Die Syntax der /etc/inittab-Datei verwendet folgendes Format:

Die id ist ein generischer Name der zur Identifizierung eines Eintrags verwendet wird und kann bis zu vier Zeichen lang sein. Der Eintrag runlevels ist eine Liste von Runlevelnummern, für die eine bestimmte Aktion ausgeführt werden soll. Der Begriff action definiert, wie init den durch den Begriff process bezeichneten Prozess ausführt. Die verfügbaren Aktionen lauten:

Der Standard-Runlevel — derjenige, der gewählt wird, wenn kein anderer als Kernelparameter angegeben wird — wird ebenfalls in /etc/inittab, im Eintrag id:x:initdefault definiert. Das x steht für die Nummer des Standard-Runlevels. Diese Nummer sollte niemals 0 oder 6 sein, da sie das System zum Herunterfahren oder Neustarten veranlassen würde, sobald es den Bootprozess beendet hat. Eine typische /etc/inittab-Datei ist hier zu sehen:

Der Befehl telinit q sollte jedes Mal ausgeführt werden, nachdem die Datei /etc/inittab modifiziert wurde. Das Argument q (oder Q) weist init an, seine Konfiguration neu zu laden. Ein solcher Schritt ist wichtig, um einen Systemstopp aufgrund einer falschen Konfiguration in /etc/inittab zu vermeiden.

Die Skripte, die von init zur Einrichtung der einzelnen Runlevel verwendet werden, sind im Verzeichnis /etc/init.d/ gespeichert. Jeder Runlevel hat ein zugehöriges Verzeichnis in /etc/, namens /etc/rc0.d/, /etc/rc1.d/, /etc/rc2.d/, usw., mit den Skripten, die beim Start des entsprechenden Runlevels ausgeführt werden sollen. Da dasselbe Skript von verschiedenen Runleveln benutzt werden kann, sind die Dateien in diesen Verzeichnissen nur symbolische Links zu den eigentlichen Skripten in /etc/init.d/. Außerdem gibt der erste Buchstabe des Linknamens im Verzeichnis des Runlevels an, ob der Dienst für den entsprechenden Runlevel gestartet oder beendet werden soll. Ein Linkname, der mit dem Buchstaben K beginnt, legt fest, dass der Dienst beim Betreten des Runlevels beendet wird (kill). Ein Linkname, der mit dem Buchstaben S beginnt, legt fest, dass der Dienst beim Betreten des Runlevels gestartet wird (start). Das Verzeichnis /etc/rc1.d/ beinhaltet beispielsweise viele Links zu Netzwerkskripten, die mit dem Buchstaben K beginnen, da der Runlevel 1 der Runlevel für einen einzelnen Benutzer ohne Netzwerkverbindung darstellt.

Der Befehl runlevel zeigt den aktuellen Runlevel für das System an. Der Befehl runlevel zeigt dabei zwei Werte an. Der Erste ist der vorherige Runlevel und der Zweite der aktuelle Runlevel:

Der Buchstabe N in der Ausgabe zeigt an, dass sich der Runlevel seit dem letzten Bootvorgang nicht geändert hat. Im Beispiel ist der runlevel 3 der aktuelle Runlevel des Systems.

Dasselbe init Programm kann verwendet werden, um zwischen den Runleveln in einem laufenden System zu wechseln, ohne dass ein Neustart erforderlich ist. Der Befehl telinit kann ebenfalls verwendet werden, um zwischen den Runleveln zu wechseln. Zum Beispiel wechseln die Befehle telinit 1, telinit s oder telinit S das System auf Runlevel 1.

Gegenwärtig ist systemd der am weitesten verbreitete Werkzeugsatz zur Verwaltung von Systemressourcen und -diensten, die von systemd als Units bezeichnet werden. Eine Unit besteht aus einem Namen, einem Typ und einer entsprechenden Konfigurationsdatei. Zum Beispiel wird eine Unit für einen httpd Server-Prozess (wie der Apache-Webserver) bei Red Hat-basierten Distributionen httpd.service genannt und seine Konfigurationsdatei wird ebenfalls httpd.service genannt (bei Debian-basierten Distributionen wird diese Unit apache2.service genannt).

Es gibt sieben verschiedene Arten von Systemunits:

Der Hauptbefehl zur Steuerung von Systemunits ist systemctl. Der Befehl systemctl wird zur Ausführung aller Aufgaben bezüglich der Aktivierung, Deaktivierung, Ausführung, Unterbrechung, Überwachung usw. von Units verwendet. Bei einer fiktiven Unit mit dem Namen unit.service werden beispielsweise die häufigsten systemctl Aktionen wie folgt lauten:

Wenn keine anderen Units mit dem gleichen Namen im System vorhanden sind, kann das Suffix nach dem Punkt entfallen. Gibt es z.B. nur eine httpd-Unit vom Typ service, dann genügt httpd als Unitparameter für systemctl.

Der Befehl systemctl kann auch Systemziele steuern. Die Unit multi-user.target kombiniert zum Beispiel alle Units, die von der Mehrbenutzersystemumgebung benötigt werden. Sie ähnelt dem Runlevelnummer 3 in einem System, das SysV verwendet.

Der Befehl systemctl isolate wechselt zwischen verschiedenen Zielen. Um manuell zum Ziel multi-user zu wechseln, benutzt man:

Es gibt entsprechende Ziele zu SysV-Runleveln, beginnend mit runlevelO.target bis hin zu runlevel6.target. Allerdings benutzt systemd nicht die Datei /etc/inittab. Um das Standard-Systemziel zu ändern, kann die Option systemd.unit zur Kernelparameterliste hinzugefügt werden. Um zum Beispiel multi-user.target als Standardziel zu verwenden, sollte der Kernelparameter systemd.unit=multi-user.target lauten. Alle Kernelparameter können durch Ändern der Bootloaderkonfiguration persistent gemacht werden.

Eine andere Möglichkeit, das Standardziel zu ändern, besteht darin, den symbolischen Link /etc/systemd/system/default.target so zu modifizieren, dass dieser auf das gewünschte Ziel verweist. Die Neudefinition des Links kann mit dem Befehl systemctl selbst vorgenommen werden:

Ebenso kann mit dem folgenden Befehl überprüft werden, was das Standard-Bootziel des Systems ist:

Ähnlich wie bei Systemen, die SysV verwenden, sollte das Standardziel niemals auf shutdown.target zeigen, da es dem Runlevel 0 (Herunterfahren) entspricht.

Die zu jeder Unit gehörenden Konfigurationsdateien befinden sich im Verzeichnis /lib/systemd/system/. Der Befehl systemctl list-unit-files listet alle verfügbaren Units auf und zeigt an, ob sie beim Hochfahren des Systems startfähig sind. Die Option --type wählt nur die Units für einen bestimmten Typ aus, wie in systemctl list-unit-files --type=service und systemctl list-unit-files --type=target.

Aktive Units oder Units, die während der aktuellen Systemsitzung aktiv waren, können mit dem Befehl systemctl list-units aufgelistet werden. Wie die Option list-unit-files wählt der Befehl systemctl list-units --type=service nur Units vom Typ service und der Befehl systemctl list-units --type=target nur Units vom Typ target aus.

Systemd ist auch für das Auslösen von leistungsbezogenen Ereignissen, sowie das Reagieren darauf, verantwortlich. Der Befehl systemctl suspend versetzt das System in einen Stromsparmodus und hält die aktuellen Daten im Speicher. Der Befehl systemctl hibernate kopiert alle Speicherdaten auf die Festplatte, so dass der aktuelle Zustand des Systems nach dem Ausschalten wiederhergestellt werden kann. Die mit solchen Ereignissen verbundenen Aktionen werden in der Datei /etc/systemd/logind.conf oder in separaten Dateien innerhalb des Verzeichnisses /etc/systemd/logind.conf.d/ definiert. Diese systemd-Funktion kann jedoch nur genutzt werden, wenn kein anderer Powermanager im System läuft, wie z.B. der acpid-Daemon. Der acpid-Daemon ist der Hauptpowermanager für Linux und erlaubt feinere Anpassungen der Aktionen nach leistungsbezogenen Ereignissen, wie Schließen des Laptopdeckels, niedrigem Batterie- oder Akkuladezustand.

Die von Upstart verwendeten Initialisierungsskripte befinden sich im Verzeichnis /etc/init/. Systemdienste können mit dem Befehl initctl list aufgelistet werden, der auch den aktuellen Status der Dienste und, falls verfügbar, ihre PID-Nummer anzeigt.

Jede Aktion von Upstart hat ihren eigenen unabhängigen Befehl. Zum Beispiel kann der Befehl start verwendet werden, um ein sechstes virtuelles Terminal zu initiieren:

Der aktuelle Status einer Ressource kann mit dem Befehl status überprüft werden:

Und die Unterbrechung eines Dienstes erfolgt mit dem Befehl stop:

Upstart benutzt nicht die Datei /etc/inittab, um Runlevel zu definieren, aber die älteren Befehle runlevel und telinit können immer noch benutzt werden, um Runlevel zu verifizieren und zwischen Runleveln zu wechseln.

Ein sehr traditioneller Befehl, der zum Herunterfahren oder Neustarten des Systems verwendet wird, wird wenig überraschend shutdown genannt. Der Befehl shutdown fügt dem Ausschaltvorgang zusätzliche Funktionen hinzu: Er benachrichtigt automatisch alle angemeldeten Benutzer mit einer Warnmeldung in ihren Shellsitzungen und verhindert neue Anmeldungen. Der Befehl shutdown fungiert als Vermittler zu SysV- oder Systemprozeduren, d.h. er führt die angeforderte Aktion aus, indem er die entsprechende Aktion in dem vom System angenommenen Dienstmanager aufruft.

Nach der Ausführung von shutdown empfangen alle Prozesse das Signal SIGTERM, gefolgt vom Signal SIGKILL, dann fährt das System herunter oder ändert seinen Runlevel. Wenn weder die Optionen -h noch -r verwendet werden, wechselt das System standardmäßig zur Ausführungsebene 1, d.h. zum Einzelbenutzermodus. Um die voreingestellten Optionen von shutdown zu ändern, sollte der Befehl mit folgender Syntax ausgeführt werden:

Nur der Parameter ZEIT ist erforderlich. Der Parameter ZEIT definiert, wann die angeforderte Aktion ausgeführt wird, wobei folgende Formate akzeptiert werden:

Der Parameter NACHRICHT ist der Warntext, der an alle Terminalsitzungen eingeloggter Benutzer gesendet wird.

Die SysV-Implementierung ermöglicht die Einschränkung der Benutzer, die in der Lage sind, den Rechner durch Drücken von Strg+Alt+Entf neu zu starten. Dies ist möglich, indem man die Option -a für den Befehl shutdown in die Zeile bezüglich ctrlaltdel in der Datei /etc/inittab einfügt. Auf diese Weise können nur Benutzer, deren Benutzername in der Datei /etc/shutdown.allow steht, das System mit der Tastenkombination Strg+Alt+Entf neu starten.

Der Befehl systemctl kann in Systemen, die systemd verwenden, auch zum Ausschalten oder Neustarten der Maschine verwendet werden. Um das System neu zu starten, sollte der Befehl systemctl reboot verwendet werden. Um das System abzuschalten, sollte der Befehl systemctl poweroff verwendet werden. Beide Befehle erfordern root-Rechte, um ausgeführt werden zu können, da normale Benutzer derartige Prozeduren nicht ausführen dürfen.

Nicht alle Wartungsaktivitäten erfordern ein Abschalten oder einen Neustart des Systems. Wenn es jedoch notwendig ist, den Zustand des Systems in den Einzelbenutzermodus zu ändern, ist es wichtig, angemeldete Benutzer zu warnen, damit diese nicht durch ein abruptes Ende ihrer Aktivitäten beeinträchtigt werden.

Ähnlich wie der Befehl shutdown beim Ausschalten oder Neustart des Systems, ist der Befehl wall in der Lage, eine Nachricht an Terminalsitzungen aller angemeldeten Benutzer zu senden. Dazu muss der Systemadministrator lediglich eine Datei bereitstellen oder die Nachricht direkt als Parameter an den Befehl wall übergeben.