Linux init что это

Linux init что это

Эта глава описывает процесс init , который является первым процессом уровня пользователя, запускаемым ядром. init имеет много важных режимов работы, таких как запуск getty (чтобы пользователи могли войти в систему), изменение уровня выполнения системы и удаление ненужных процессов. Эта глава объясняет как настроить init и как можно менять и использовать различные уровни выполнения.

init является одной из тех программ, которые абсолютно необходимы для системы Linux, но это Вы обычно можете игнорировать. Хороший дистрибутив Linux поставляется с настройками для init , которые подходят для большинства систем. В таком случае Вам не придется что-либо настраивать самому. Вам придется заниматься настройкой init если Вы используете последовательные терминалы (хотя сейчас ими уже никто не пользуется), dial-in (не dial-out) модемы, или меняете настройки уровней выполнения, что вообще-то нужно редко.

Когда ядро запущено (загружено в память, получило управление и инициализировало все драйверы устройств и структуры), оно запускает программу уровня пользователя. Первой такой программой всегда является именно init . Таким образом, init всегда является первым процессом (номер процесса всегда 1).

Ядро ищет init в нескольких местах, в которых он располагается по традиции. В Linux обычно используется имя /sbin/init . Если ядро не нашло init , оно пробует запустить /bin/sh . Если и тут происходит неудача, система выдает ошибку и останавливается.

Когда init запущен, он завершает процесс загрузки системы и выполняет ряд административных задач, таких как проверка файловых систем, очистка каталога /tmp , запуск различных сервисов и запуск процесса getty для каждого терминала и виртуальной консоли откуда пользователи могут входить в систему (см. главу 8 о регистрации пользователей и входе в систему).

После нормального запуска системы init перезапускает getty для каждого терминала после того, как пользователь завершил работу с системой (чтобы следующий пользователь мог зарегистрироваться в системе). init также перехватывает ничейные процессы: когда процесс запускает порожденный процесс и завершает работу до своего потомка, его потомок немедленно становится порожденным из init . Это важно по различным техническим причинам. Вам следует знать это чтобы понять списки процессов и графы дерева процессов. Имеется несколько вариантов init . Большинство дистрибутивов Linux используют sysvinit (написал Miquel van Smoorenburg), который основан на System V init . BSD версии Unix имеют отличия в процессе init . Главным различием являются уровни выполнения: System V имеет их, а BSD нет (по крайней мере, обычно). Мы будем рассматривать только sysvinit .

Источник

Системы инициализации Linux

В операционной системе Linux и других системах семейства Unix после завершения загрузки ядра начинается инициализация Linux системы, сервисов и других компонентов. За это отвечает процесс инициализации, он запускается ядром сразу после завершения загрузки, имеет PID 1, и будет выполняться пока будет работать система.

Процесс инициализации запускает все другие процессы, которые должны быть запущены, это родительский процесс для всего, что выполняется в системе. Другие процессы могут тоже создавать дочерние процессы, но если родительский процесс завершается, для его дочерних процессов родительским становится процесс инициализации.

Системы инициализации Linux

За время развития операционных систем были созданы различные системы инициализации Linux. В разных дистрибутивах использовались разные системы. В этой статье мы рассмотрим лучшие системы инициализации, которые вы можете сейчас использовать. Мы начнем с более старых систем с меньшим функционалом, чтобы понять с чего все начиналось, затем подойдем к более новым, созданным в последнее время.

1. System V Init

System V или SysV — это довольно старая, но до сих пор ещё популярная система инициализации Linux и Unix подобных операционных систем. Она была основой для создания многих других систем инициализации, а также первой коммерческой системой инициализации разработанной для Unix в AT&T. Она была разработана еще в 1983 году.

Почти все дистрибутивы Linux изначально использовали SysV. Исключением была только Gentoo, в которой использовалась собственная система инициализации и Slackware, с инициализацией в стиле BSD.

Основные возможности SysV:

• Написание файлов запуска служб на bash;
• Последовательный запуск служб;
• Сортировка порядка запуска с помощью номеров в именах файлов;
• Команды для запуска, остановки и проверки состояния служб.

Никакой параллельной загрузки, системы зависимостей, запуска по требованию и автоматического запуска здесь не было и в помине.

С момента ее разработки прошло много лет и из-за некоторых недостатков были разработаны другие системы для ее замены, они хоть и имели новые функции и были более эффективны, но они были по-прежнему совместимы с SysV.

2. OpenRC

OpenRC — это система инициализации Linux и Unix подобных операционных систем совместимая с Sys V Init и поддерживающая систему зависимостей во время запуска. Она приносит некоторые улучшения в SysV, и как и другие системы инициализации Linux, совместима с ней, но вы должны иметь в виду, что OpenRC не заменяет полностью файл /sbin/init. Эта система инициализации используется в Gentoo и дистрибутивах BSD.

Кроме стандартных возможностей SysV, здесь поддерживается также:

• Поддержка зависимостей служб;
• Поддержка параллельного запуска служб;
• Поддерживает настройку в одном отдельном файле;
• Работает как демон;

По сравнению с SysV тут появилось много новых возможностей, но все еще не все те, что нужны для оптимальной работы системы.

3. Systemd

Systemd — это новая система инициализации Linux. Она была введена по умолчанию в Fedora 15, а сейчас используется почти во всех популярных Linux дистрибутивах. Это не только инициализирующий процесс, поддерживающий огромное количество возможностей, но и набор инструментов для управления службами и этими возможностями из системы. Основная цель — иметь полный контроль над всеми процессами во время их запуска и на протяжении всего выполнения.

Systemd очень сильно отличается от всех существующих систем инициализации, тем как она работает с сервисами, и даже конфигурационными файлами сервисов. Совместимости со скриптами SysV нет, их нужно преобразовать в linux systemd unit файлы.

Вот ее основные особенности:

• Понятный, простой и эффективный дизайн;
• Параллельная загрузка служб на основе зависимостей;
• Поддерживается завершение дополнительных процессов;
• Поддерживается собственный журнал с помощью journald;
• Поддерживается планирование заданий с помощью таймеров Systemd;
• Поддерживается управление сетью с помощью networkd;
• Для управления DNS используется systemd-resolved;
• Хранение журналов в бинарных файлах;
• Сохранение состояния сервисов linux systemd для возможного восстановления;
• Улучшенная интеграция с Gnome;
• Запуск сервисов по требованию;

4. Runinit

Runinit — это кроссплатформенная система инициализации, которая может работать в GNU Linux, Solaris, BSD и MacOS. Это отличная альтернатива для SysV с поддержкой мониторинга состояния служб.

Здесь есть некоторые интересные особенности, которых нет в других системах инициализации:

• Полный контроль сервисов, каждый сервис привязывается к своему каталогу;
• Надежное средство журналирования и ротации логов;
• Быстрая система загрузки и выключения;
• Портативность;
• Легкое создание файлов конфигурации служб;
• Небольшое количество кода системы инициализации.

5. Upstart

Upstart — это система инициализации на основе событий, разработанная в Canonical и призванная заменять SysV. Она может запускать системные службы, выполнять над ними различные задачи, инспектировать их во время выполнения, а также выполнять нужные действия в ответ на события в системе.

Это гибридная система инициализации, она использует как SysV скрипты запуска, так и файлы служб Systemd. Вот ее самые заметные особенности:

• Изначально разработанная для Ubuntu, но может использоваться и в других дистрибутивах;
• Запуск и остановка служб на основе событий;
• Генерация событий во время запуска и остановки служб;
• События могут быть отправлены обычными процессами;
• Связь с процессом инициализации через DBus;
• Пользователи могут запускать и останавливать свои процессы;
• Перезапуск служб, которые неожиданно завершились;
• Параллельная загрузка сервисов;
• Автоматический перезапуск служб;

Большинство ее возможностей работают благодаря интеграции с системой инициализации Systemd. В последнее время всё меньше используются скрипты SysV init и всё больше применяются юнит файлы Systemd. Рано или поздно Systemd вытеснит и полностью заменит Upstart в Ubuntu.

Выводы

Как я уже говорил, система инициализации запускает и управляет всеми другими процессами в системе Linux. SysV до недавнего времени была основной системой инициализации в большинстве дистрибутивов Linux, но из-за некоторых своих недостатков для нее было разработано несколько замен, в том числе Systemd.

Какие системы инициализации Linux используются в вашем дистрибутиве? В списке обозначены не все существующие системы, какую из них нужно добавить в список? Напишите в комментариях!

Источник

7. Сценарии инициализации¶

Уровни запуска¶

Процесс загрузки системы¶

При загрузке вашей системы по экрану пробегает много текста. Если присмотреться, заметно, что этот текст не меняется от загрузки к загрузке. Последовательность всех этих действий называется последовательностью загрузки и в той или иной степени постоянна.

Во-первых, загрузчик размещает в памяти образ ядра, который вы указали в файле его конфигурации. После этого ядро запускается. Когда ядро загружено и запущено, оно инициализирует относящиеся к ядру структуры и задания, и запускает процесс init .

Этот процесс удостоверяется, что все файловые системы (определенные в /etc/fstab ) смонтированы и готовы к использованию. Затем он выполняет несколько сценариев, находящихся в каталоге /etc/init.d , которые запускают службы, необходимые для нормального запуска системы.

И, наконец, когда все сценарии выполнены, init подключает терминалы (чаще всего просто виртуальные консоли, которые видны при нажатии ALT+F1 , ALT+F2 и т.д.), прикрепляя к каждой консоли специальный процесс под названием agetty . Этот процесс впоследствии обеспечивает возможность входа в систему с помощью login .

Сценарии инициализации¶

Сейчас процесс init запускает сценарии из каталога /etc/init.d не в случайном порядке. Более того, запускаются не все сценарии из /etc/init.d , а только те, которые предписано исполнять. Решение о запуске сценария принимается в результате просмотра каталога /etc/runlevels .

Во-первых, init запускает все сценарии из /etc/init.d , на которые есть символьные ссылки из /etc/runlevels/boot. Обычно сценарии запускаются в алфавитном порядке, но в некоторых сценариях имеется информация о зависимостях от других сценариев, указывающая системе на необходимость их предварительного запуска.

Когда все сценарии, указанные в /etc/runlevels/boot , будут выполнены, init переходит к запуску сценариев, на которые есть символьные ссылки из /etc/runlevels/default . И снова запуск происходит в алфавитном порядке, пока в сценарии не встретится информация о зависимостях; тогда порядок изменяется для обеспечения правильного порядка запуска.

Как работает init¶

Конечно, init не принимает решений сам по себе. Ему необходим конфигурационный файл, где описаны необходимые действия. Этот файл — /etc/inittab .

Если вы запомнили последовательность загрузки, описанную чуть ранее, вы вспомните, что первое действие init — это монтирование всех файловых систем. Это определяется в строке /etc/inittab , приведенной ниже:

Этой строкой процессу init предписывается выполнить /sbin/rc sysinit для инициализации системы. Самой инициализацией занимается сценарий /sbin/rc , так что можно сказать, что init делает не слишком много — он просто делегирует задачу по инициализации системы другому процессу.

Во-вторых, init выполняет все сценарии, на которые есть символьные ссылки из /etc/runlevels/boot . Это определяется следующей строкой:

И снова все необходимые действия выполняются сценарием rc . Заметьте, что параметр, переданный rc (boot), совпадает с названием используемого подкаталога в /etc/runlevels .

Теперь init проверяет свой конфигурационный файл, чтобы определить, какой уровень запуска использовать. Для этого из /etc/inittab считывается строка:

В приведенном примере (который подходит для подавляющего большинства пользователей Calculate) номер уровня запуска — 3. Пользуясь этой информацей, init проверяет, что нужно выполнить для запуска уровня запуска 3. Пример уровней запуска:

В строке, определяющей уровень 3, для запуска служб снова используется сценарий rc (на этот раз с аргументом default). Опять-таки, обратите внимание, что аргумент, передаваемый сценарию rc , совпадает с названием подкаталога из /etc/runlevels .

По окончании работы rc , init принимает решение о том, какие виртуальные консоли включить и какие команды выполнить в каждой из них. Пример определения виртуальных консолей:

Что такое уровень запуска?¶

Как вы заметили, init применяет нумерацию для определения уровня запуска, который надо использовать. Уровень запуска — это то состояние, в котором запускается ваша система; он содержит набор сценариев (сценариев уровня запуска или сценариев инициализации [initscript]), которые следует выполнять при входе и выходе из определенного уровня запуска.

В Calculate определено семь уровней запуска: три служебных и четыре определяемых пользователем. Служебные называются sysinit, shutdown и reboot. Действия, совершаемые ими, в точности соответствуют их названиям: инициализация системы, выключение системы и ее перезагрузка.

Определяемые пользователем уровни — это те, которым соответствуют подкаталоги в /etc/runlevels : boot , default , nonetwork и single . Уровень boot запускает все службы, необходимые системе и используемые всеми остальными уровнями. Остальные уровни отличаются друг от друга запускаемыми службами: default используется для повседневной работы, nonetwork — для тех случаев, когда не требуется сеть, а single — при необходимости восстановления системы.

Работа со сценариями инициализации¶

Сценарии, запускаемые процессом rc , называются сценариями инициализации. Каждый сценарий из /etc/init.d может запускаться с аргументами start, stop, restart, pause, zap, status, ineed, iuse, needsme, usesme и broken.

Для запуска, остановки или перезапуска службы (и всех, зависящих от нее) следует использовать start , stop и restart . Пример запуска postfix:

Примечание: Останавливаются или перезапускаются только те службы, которым необходима данная служба. Остальные зависимые службы (те, которые используют службу, но не нуждаются в ней) эта операция не затрагивает.

Если вы хотите остановить службу, но оставить зависимые от нее работающими, можно использовать аргумент pause . Пример:

Чтобы узнать текущее состояние службы (запущена, остановлена, приостановлена и т.д.), можно использовать аргумент status . Пример:

Если указано, что служба работает, но вы знаете, что это не так, можно сбросить состояние на stopped (остановлена), используя аргумент zap . Пример сброса информации о состоянии postfix:

Для того, чтобы выяснить зависимости службы, можно использовать аргументы iuse или ineed . С помощью ineed вы увидите те службы, которые действительно необходимы для правильного функционирования интересующей вас службы. С другой стороны, iuse покажет те службы, которые могут использоваться нашей службой, но не обязательны для ее работы. Пример запроса списка всех необходимых служб, от которых зависит Postfix:

Наконец, можно просмотреть список служб, требующихся для данной, но отсутствующих в системе. Пример запроса списка служб, необходимых Postfix, но отсутствующих:

Использование rc-update¶

Что такое rc-update?¶

Система инициализации Calculate использует дерево зависимостей для определения служб, которые запускаются в первую очередь. Т. к. это очень утомительное занятие, и мы не хотели, чтобы пользователь занимался этим вручную, были разработаны инструменты, упрощающие управление уровнями запуска и сценариями инициализации.

Используя rc-update , можно включать и исключать сценарии инициализации из уровней запуска. Из rc-update автоматически запускается сценарий depscan.sh , который перестраивает дерево зависимостей.

Добавление и удаление служб¶

В процессе установки Calculate вы могли добавлять сценарии инициализации в уровень запуска «default». В тот момент вы, возможно, не имели понятия, что такое «default» и зачем он нужен, но теперь вы это знаете. Сценарию rc-update требуется второй аргумент, определяющий действие: add (добавить), del (удалить) или show (показать).

Для того, чтобы добавить или удалить сценарий, просто введите rc-update с аргументом add или del , затем название сценария и уровня запуска. Пример удаления Postfix из уровня запуска default:

По команде rc-update show выводится список всех доступных сценариев с указанием соответствующих уровней запуска. Пример получения информации о сценариях инициализации:

Настройка служб¶

Почему нужна дополнительная настройка?¶

Сценарии инициализации могут быть весьма сложны. Поэтому нежелательно допускать непосредственное редактирование сценария пользователями, т.к. это может привнести в систему множество ошибок. Но, с другой стороны, необходимо правильно настроить службу. Например, может понадобиться передать службе дополнительные параметры.

Вторая причина, по которой настройки хранятся отдельно от самого сценария — это возможность обновления сценария без опасения, что все ваши настройки будут утеряны.

Каталог /etc/conf.d¶

В Calculate предусмотрен очень простой способ настройки служб: для каждого сценария, предполагающего настройку, в каталоге /etc/conf.d есть конфигурационный файл. Например, у сценария, запускающего apache2 (под названием /etc/init.d/apache2 ), есть конфигурационный файл /etc/conf.d/apache2 , где могут храниться нужные вам параметры, передаваемые серверу Apache 2 при запуске. Пример переменной, определенной в /etc/conf.d/apache2 :

Такие файлы настроек содержат одни переменные (наподобие /etc/make.conf), облегчая настройку служб. Это также позволяет нам давать больше информации о переменных (в комментариях).

Написание сценариев инициализации¶

Мне тоже придется. ¶

Нет, написание сценариев инициализации обычно не требуется, т.к. Calculate содержит готовые сценарии для всех поддерживаемых служб. Однако, вы можете установить какую-либо службу, не используя систему Portage; в таком случае, вероятно, вам придется создавать сценарий инициализации самостоятельно.

Структура¶

Основная структура сценария инициализации показана ниже.

В любом сценарии должна быть определена функция start() . Все остальные разделы необязательны.

Зависимости¶

Можно определять два типа зависимостей: use (использую) и need (нуждаюсь). Как упоминалось ранее, need -зависимость более строга, чем use -зависимость. Вслед за типом зависимости указывается название службы, от которой существует зависимость, или ссылка на виртуальную (virtual) зависимость.

Виртуальная зависимость — это зависимость от функций, предоставляемых службой, но не какой-то единственной службой. Сценарий может зависеть от службы системного журнала, но таких достаточно много (metalogd, syslog-ng, sysklogd и т.п.). Поскольку нельзя нуждаться в каждой из них (ни в одной корректно работающей системе они не запущены все сразу), мы обеспечили предоставление виртуальной зависимости всеми этими службами.

Давайте взглянем на информацию о зависимостях postfix:

Как можно увидеть, postfix:

• требует сеть (net): виртуальная зависимость, удовлетворяемая, например, /etc/init.d/net.eth0
• использует журнал (logger): виртуальная зависимость, удовлетворяемая, например, /etc/init.d/syslog-ng
• использует службу имен (dns): виртуальная зависимость, удовлетворяемая, например, /etc/init.d/named
• предоставляет почтовый агент (mta): виртуальная зависимость, общая для всех программ — почтовых серверов

Порядок запуска¶

Иногда вам нужна не сама служба, а запуск вашей службы до (или после) другой службы, если та присутствует в системе (обратите внимание на условие: это уже не зависимость) и запускается на том же уровне запуска (отметьте условие: это относится только к службам из одинакового уровня запуска). Такую очередность можно указать, используя значения before (до) или after (после).

Например, рассмотрим значения для службы Portmap. Пример функции depend() службы Portmap:

Также можно использовать знак «*», чтобы охватить все службы данного уровня запуска, хотя это не рекомендуется. Пример запуска сценария первым на уровне запуска:

Стандартные функции¶

Следом за разделом depend() вам потребуется определить функцию start() . В ней содержатся все команды, необходимые для запуска вашей службы. Рекомендуется применять функции ebegin и eend для сообщений пользователю о том, что происходит. Пример функции start():

Если вам нужны дополнительные примеры функции start() , пожалуйста, прочитайте исходные коды сценариев инициализации, находящихся в каталоге /etc/init.d . Что касается команды start-stop-daemon , то на случай, если вам нужны дополнительные сведения, есть превосходная страница справки. Пример вызова страницы справки по start-stop-daemon:

Другими функциями, которые можно определить — stop() и restart() . От вас не требуется определение этих функций! Система инициализации, применяемая нами, достаточно развита и в состоянии самостоятельно заполнить эти функции, если вы используете start-stop-daemon .

Синтаксис сценариев инициализации, применяемых в Calculate, основан на оболочке Борна (Bourne Again Shell — bash), поэтому вы можете свободно использовать внутри своих сценариев bash-совместимые конструкции.

Добавление дополнительных параметров¶

Если вы хотите ввести в сценарий дополнительные параметры, кроме упоминавшихся, нужно добавить к переменной opts название параметра и создать функцию с названием, соответствующим параметру. Например, для поддержки параметра restartdelay . Пример создания дополнительной функции restartdelay:

Переменные для настройки служб¶

Для поддержки конфигурационного файла в каталоге /etc/conf.d ничего дополнительно делать не нужно: при запуске вашего сценария инициализации автоматически включаются следующие файлы (т.е., переменные из них становятся доступны):

Если ваш инициализационный сценарий предоставляет виртуальную зависимость (например, net ), то также включается файл, соответствующий этой зависимости (например, /etc/conf.d/net ).

4.e. Изменение поведения уровней запуска

Кто от этого выиграет?¶

Большинству пользователей ноутбуков знакома ситуация: дома вам нужен запуск net.eth0 , а в дороге, наоборот, запуск net.eth0 не нужен (так как сеть недоступна). В Calculate можно изменять поведение уровней запуска по своему усмотрению.

Например вы можете создать второй загружаемый уровень запуска «по умолчанию», в котором будут другие сценарии. Затем при загрузке вы сможете выбрать, какой из уровней по умолчанию следует использовать.

Использование программного уровня (softlevel)¶

Прежде всего, создайте каталог для своего второго уровня запуска «по умолчанию». Например, создадим уровень запуска offline . Пример создания каталога уровня запуска:

Добавьте необходимые сценарии инициализации в только что созданный уровень запуска. Например, чтобы получить точную копию уровня default , за исключением net.eth0 :

Теперь необходимо отредактировать конфигурацию загрузчика, добавив запись об уровне offline . Например, в файле /boot/grub/grub.conf . Пример:

Вуаля, все готово. Теперь, если при загрузке вы выберете вновь созданную запись, то вместо default будет использоваться уровень offline .

Использование загрузочного уровня (bootlevel)¶

Использование загрузочного уровня полностью аналогично использованию программного уровня. Единственная разница состоит в том, что вы определяете второй уровень «boot» вместо «default».

Источник