Aktuelle Versionen von Fedora, OpenSuse, Mandriva und einigen
anderen Distributionen starten das System bereits mit Systemd. Das neue
Init-System bringt eigene Werkzeuge zur Konfiguration und Diagnose mit
und erfordert andere Kniffe als Sysvinit, wenn es Probleme gibt.
Das neue Init-Tool Systemd liegt schon mehreren Distributionen als Alternative zu Upstart oder dem angestaubten Sysvinit bei. Einige von Sysvinit- und Upstart-Distributionen gewohnte Kommandos und Tricks arbeiten durch Kompatibilitätsmaßnahmen auch unter Systemd. Um die Fähigkeiten von Systemd richtig zu nutzen, sollte der Administrator allerdings auch Werkzeuge und Parameter von Systemd kennen.
Wichtigstes Tool zur Interaktion mit Systemd ist das Kommandozeilenprogramm systemctl. Für Änderungen an der Konfiguration oder den Neustart von Hintergrunddiensten erfordert es Root-Rechte; einige Diagnose-Aufrufe dürfen auch einfache Anwender ausführen. Wer das Programm ohne jegliche Parameter aufruft, erhält eine Liste der "Units", die beim Systemstart anfallende Aufgaben erledigen. Dazu gehört neben dem Einbinden und Prüfen von Datenträgern auch das Starten von Hintergrunddiensten oder das Einrichten von Hardware.
Bei einer Standardinstallation von Fedora 16 listet Systemctl rund hundertsechzig aktive Units in zehn verschiedenen Spielarten. Zu den wichtigsten zählen Service-Units. Sie kümmern sich um Hintergrunddienste, die eine Sysvinit-Distribution typischerweise über Init-Skripte startet. Mount- und Automount-Units binden Dateisysteme ein. Socket-Units legen Sockets an; sie starten indirekt über Abhängigkeiten einen andere Unit, sobald auf den Socket zugegriffen wird. (Eine detaillierte Erläuterung des Unit-Konzepts finden Sie im ersten Teil des Artikels.)
Über einen Parameter kann man Systemctl anweisen, nur Units eines bestimmten Typs aufzulisten, etwa alle Service-Units:
systemctl --type=service
Systemctl leitet seine Ausgabe automatisch an less weiter; über die Pfeiltasten lässt sich nicht nur hoch- und runterscrollen, sondern auch nach rechts, denn dort verbergen sich manchmal weitere Informationen.
In der ersten Spalte der Ausgabe findet sich der Unit-Name. Die
zweite Spalte gibt an, ob Systemd die Unit-Definition laden konnte, die
dritte, ob die Unit aktiv ist. Inaktive – installierte, aber nicht zum
Start vorgesehene – Units gibt das Programm nur mit dem Schalter -a aus; dasselbe gilt für Units, die das Init-System etwa aufgrund eines Fehlers in der Unit-Datei nicht laden konnte.
Spalte vier liefert den aktuellen Status. "exited" zeigt an, dass sich der Prozess ohne Fehler beendet hat. Das ist zum Beispiel bei Diensten der Fall, die im Hintergrund weiterlaufen – etwa bei der Service-Unit, die aus Kompatibilitätsgründen die von Sysvinit bekannte Datei /etc/rc.local beim Systemstart ausführt. "running" steht bei Diensten, die im Hintergrund laufen: cron, dbus, sshd, udev und andere.
In der fünften Spalte folgt eine Beschreibung der Unit. Wenn sie mit "LSB" oder "SYSV" beginnt, hat Systemd die Unit automatisch erzeugt, um ein traditionelles Init-Skript abzuarbeiten.
Bei Diensten, die nicht gestartet werden konnten oder später
abgestürzt sind, steht in der vierten Spalte "failed" – rot
hervorgehoben, sofern die Konsole farbige Ausgabe beherrscht. Das status-Kommando von sytemctl gibt den Zeitpunkt des Abbruchs und den zurückgelieferten Fehlercode des Programms aus, beispielsweise
systemctl status NetworkManager.service
Bei einem frisch installierten Fedora 16 listet Systemctl um die 60 Service-Units auf. Darunter sind auch die Login-Prozesse für die Textkonsolen (agetty), denn anders als Sysvinit handhabt Systemd diese über Service-Units wie einen normalen Hintergrunddienst.
Units ...
Die Konfigurationsdateien zum Erzeugen der Units, die Systemd mitbringt, liegen in /lib/systemd/system/; eine gleichnamige Datei in /etc/systemd/system/ hat jedoch Vorrang.
Unit-Definition sind meist deutlich kürzer als die klassischen Sys-V-Init-Skripte. Eine Unit-Datei für den Dienst zur Netzwerkzeit-Synchronisierung via NTP ist nur wenige Zeilen lang:
[Unit]
Description=Network Time Service
[Service]
ExecStart=/usr/bin/ntpd -n -u ntp:ntp -g
[Install]
WantedBy=multi-user.target
Alle Unit-Dateien enthalten einen durch [Unit] eingeleiteten Abschnitt mit allgemeinen Einstellungen, darunter eine kurze Beschreibung. Im Abschnitt [Service]
folgen dienstspezifische Angaben; bei NTP ist das lediglich das
Kommando, um den Dienst zu starten. Falls ein spezieller Befehl zum
Beenden nötig ist, kann man diesen über eine ExecStop-Anweisung
festlegen. Beim NTP-Daemon ist das unnötig, weil er sich in guter
Unix-Tradition durch ein SIGTERM-Signal beenden lässt; das sendet
Systemd zum Beenden, wenn kein anderer Befehl spezifiziert ist.
Der Abschnitt [Install] enthält
Anweisungen, die Systemd bei der (De-)Installation interpretiert; der
Eintrag im NTP-Beispiel bedeutet, dass die Zeitsynchronisation beim
Ansteuern des Targets "Multi-User" aufgerufen werden soll.
... und Targets
Die Targets-Units bieten ein Konzept, das den Runlevels von Sysvinit
ähnelt; aus Kompatibilitätsgründen versteht Systemd sogar die
Runlevel-Namen zur Ansteuerung äquivalenter Targets. Wie gewohnt kann
man daher bei Fedora 16 dem Kernel im Boot-Loader den Parameter single mitgeben; Systemd steuert daraufhin rescue.target an, das eine minimale, dem Single-User-Modus entsprechende Umgebung bietet.
Auch 3 funktioniert, um den Multi-User-Modus ohne
grafischen Anmeldemanager anzusteuern. Repräsentiert wird dieser Modus
in Systemd durch die Target-Unit multi-user. Um multi-user.target zum Standard zu machen, reicht ein Links:
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
Soll der grafische Anmeldemanager später doch wieder standardmäßig starten, kann man auf die gleiche Weise graphical.target
zum Standardziel erheben; es ist das Äquivalent zum Runlevel 5 von
Fedora und OpenSuse. Alternativ zu den alten Runlevel-Bezeichnungen kann
man dem Kernel auch die Namen der zu startenden Target-Unit mitgeben:
systemd.unit=multi-user.target
Um im Betrieb eine andere Target-Unit anzusteuern, dient das isolate-Kommando von Systemctl:
systemctl isolate rescue.target
Der Wechsel in das Rescue-Target ist für Administrationsaufgaben
interessant, denn dabei beendet Systemd alle User-Logins und
Hintergrunddienste, sodass nur noch Systemdienste laufen – etwa jene zur
Überwachung von Logical Volumes (lvm2-monitor). Manchmal müssen auch
diese für Umbauten heruntergefahren werden, was mit dem Notfall-Modus emergency.target gelingt; hier laufen nur noch die Kernel-Threads.
Abhängigkeiten
Verlangen
Das show-Kommando von Systemctl liefert einige Interna
zu den laufenden Units und den über sie ausgeführten Arbeiten. Mit ihm
lässt sich auch ausgeben, welche Units Systemd beim Ansteuern des
Multi-User-Targets aufruft:
systemctl show -p Wants multi-user.target
In der Ausgabe können sich andere Targets finden – beim multi-user.target etwa basic.target. Das wiederum hängt vom sysinit.target ab, das local-fs.target
voraussetzt. Diese drei Targets kümmern sich um die Grundeinrichtung
des Systems; dazu zählen das Einbinden der Dateisysteme und der Start
von Udev. Zum Spezifizieren der Abhängigkeit vom Basic-Target enthält
die Unit-Konfigurationsdatei multi-user.target folgende Angaben:
Requires=basic.target
After=basic.target
Durch die After-Angabe erfährt Systemd, dass es das
Target nicht nur aufrufen, sondern auch den seinen vollständigen Start
abwarten muss. Neben Requires gibt es auch noch das schwächere Wants. Darüber angegebene Units ruft Systemd ebenfalls auf, setzt den Start aber auch fort, wenn eine von ihnen nicht startet.
Diese Art der Abhängigkeit lässt sich auch über Links zu Unit-Dateien spezifizieren, die in einem Verzeichnis angelegt werden, dessen Name sich aus dem Namen der target-Unit und angehängtem .wants zusammensetzen, etwa
.../systemd/system/multi-user.target.wants/
Ausknipsen
Wer die NTPD-Service-Unit deaktivieren will, damit die Systemzeit beim Booten nicht via NTP synchronisiert wird, kann das folgenden Befehl tun:
systemctl disable ntpd.service
Dabei macht Systemctl nichts anderes, als den Link auf die
Service-Unit-Datei in den Wants-Verzeichnissen zu entfernen; beim
Aktivieren eines Dienstes mit enable erstellt das Tool einen Link. Beides kann man auch manuell tun, um Units zu (de)aktiviern.
Wird ein Dienst nicht von einer Unit, sondern über ein traditionelles
Init-Skript gestartet, leitet Systemctl die Aufforderung zum Aktivieren
an das Programm chkconfig weiter. Bei Fedora ist das etwa der Fall, wenn man Apache installiert und via Systemctl aktiviert.
Das (De)Aktivieren eines Dienstes wirkt sich erst beim nächsten Start oder Beenden des Systems aus. Folgendes Kommando startet einen Dienst einmalig sofort:
systemctl start ntpd.service
Der Parameter stop beendet den Dienst. Mit dem Kommando status
liefert Systemctl Information über die Unit, darunter ihren derzeitigen
Zustand und den Namen der sie spezifizierenden Datei. Zudem gibt das
Programm aus, ob und wie lange der Dienst bereits läuft und welche
Prozesse zu ihm gehören; den Hauptprozess weist Systemctl dabei explizit
aus.
Über die Zugehörigkeit zu den von Systemd angelegten Control Groups
lässt sich recht einfach herausfinden, welche Prozesse von welchem
Dienst gestartet wurden. Die von Systemd angelegte Cgroup-Hierarchie
gibt der Befehl systemd-cgls aus; alternativ zeigt ps die Gruppenzugehörigkeit an:
ps xaw -eo pid,args,cgroup
Abgesoffen
Falls beim Systemstart Probleme auftreten, an denen Systemd direkt oder indirekt beteiligt scheint, sollten Sie dem Kernel die folgenden Parameter im Boot-Loader mitgeben:
systemd.log_target=kmsg systemd.log_level=debug
Systemd schreibt dann ausführliche Informationen zur Fehlersuche auf
die Konsole und in den Puffer der Kernel-Meldungen, den man später mit dmesg auslesen kann.
Zu Systemd gehören die Kommandozeilenprogramme poweroff, halt und reboot;
alternativ kann man das System über die gleichlautenden
Systemctl-Kommandos herunterfahren oder neu starten. Einen Neustart
erreicht man auch mit dem Kommando
systemctl kexec
Nach dem Stoppen aller Dienste weist Systemd den laufenden Kernel an, einen zuvor konfigurierten Linux-Kernel direkt zu starten – ohne BIOS-Selbsttest und Boot-Loader. Ist kein Kexec-Kernel konfiguriert, erfolgt ein normaler Neustart.
Ranholen
Bei gängigen Administrationsaufgaben kommt man nur mit den Service- und Target-Units direkt in Kontakt; die anderen Units sind vor allem für spezielle Funktionen von Systemd wichtig oder erledigen beim Systemstart all jene Dinge, um die sich bei Sysvinit- und Upstart-Distributionen distributionsspezifische Skripte gekümmert haben. Dazu gehört etwa das Einbinden der in /etc/fstab spezifizierten Dateisysteme, das Aktivieren von Auslagerungsspeicher oder das gelegentliche Aufräumen des /tmp-Verzeichnisses.
Für einige dieser Arbeiten bringt Systemd eine Automount-Funktion
mit, die Pseudo-Einhängepunkte für in /etc/fstab konfigurierte
Dateisysteme anlegen kann; tatsächlich eingebunden werden sie allerdings
erst beim ersten Zugriff. Das Hinzufügen von "comment=systemd.automount"
in /etc/fstab verwandelt einen beliebigen Mount-Punkt in einen
Automount-Punkt. Das kann den Startvorgang beschleunigen und ist
beispielsweise für Netzwerkfreigaben nützlich, wenn die Netzverbindung
über den NetworkManager erst beim Einloggen eines Users aufgebaut wird.
Ursachenforschung
Über Systemctl kann man Systemd zum Senden eines Signals auffordern, ohne die Prozess-ID des Dienstes zu kennen. Der folgende Befehl versetzt Rsyslogd in den Debug-Modus; dieser wird beendet, wenn man den Befehl ein zweites Mal aufruft:
systemctl kill --signal=USR1 rsyslogd.service
Wenn man die Angabe des zu sendenden Signals weglässt, schickt Systemctl ein normales Term-Signal, woraufhin sich alle Prozesse beenden sollten, die zu einem Dienst gehören.
Der Befehl systemd-analyze gibt aus, wie lange der
Systemstart gedauert hat und wie viel Zeit davon auf Kosten von Kernel,
Initramfs und die Einrichtung des Userlands durch Systemd entfallen. Der
Befehl systemd-analyze blame gibt die Startzeiten der
einzelnen Units aus. Zur genaueren Betrachtung des Boot-Prozesses kann
das Programm eine SVG-Datei erzeugen, die den Start der Units
visualisert:
systemd-analyze plot > plot.svg
Manchmal kommt man so Units auf die Spur, die den Systemstart stark in die Länge ziehen. Einige Hinweise zur korrekten Interpretation dieser Ergebnisse liefert der siebte Teil der Blog-Reihe "Systemd for Administrators". Die bislang zwölf Teile umfassende Serie enthält auch noch viele andere Tipps und Hinweise für den Praxiseinsatz vom Systemd:
- Verifying Bootup
- Which Service Owns Which Processes?
- How Do I Convert A SysV Init Script Into A systemd Service File?
- Killing Services
- The Three Levels of "Off"
- Changing Roots
- The Blame Game
- The New Configuration Files
- On /etc/sysconfig and /etc/default
- Instantiated Services
- Converting inetd Services
- Securing Your Services
Über die Homepage von Lennart Poettering finden sich zudem zahlreiche weitere Artikel mit Hintergründen zum Init-System. Im dritten "Systemd Status Update" hat Poettering zudem vor Kurzem einige der Neuerungen aufgelistet, die in den letzten eineinhalb Jahren in Systemd eingeflossen sind. (thl)
[ Source: https://www.heise.de/ct/artikel/Das-Init-System-Systemd-Teil-2-1563461.html?seite=all ]
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Diese
Funktionen lassen sich aufrufen, indem man den Ausführen-Dialog mit
Windows-Taste + R startet, den Befehl eingibt und auf OK klickt.
