воскресенье, 17 февраля 2013 г.

systemd. Часть 1. Установка и использование

systemd - это новый демон инициализации Linux-систем, который в последующем должен прийти на смену классическому демону SysV initd. Основные задачи, которые он призван решить - это, во-первых, ускорение загрузки системы за счёт максимального увеличения количества параллельно запускающихся сервисов, во-вторых, улучшение управляемости системы за счёт использования специфических возможностей, предоставляемых ядром Linux, в-третьих, унификация общесистемных настроек и максимальное обобщение кода запуска различных сервисов. По крайней мере, такие ощущения у меня сложились после ознакомления с документацией.

Хочу поблагодарить Сергея Пташника за отличный перевод документации на systemd: systemd для администратора от автора самой системы, Леннарта Потеринга. Также хочется сказать спасибо за многочисленные примечания к документации, которые всегда оказываются к месту. Эта и последующие мои заметки существенным образом основываются именно на этой документации, а точнее, на её PDF-версии.

1. Установка systemd

Установить systemd довольно просто. Сначала поставим пакет:
# apt-get install systemd
И пропишем использование systemd в настройках ядра Linux. Для этого откроем файл с настройками загрузчика GRUB 2:
# vi /etc/default/grub
И добавим в настройку GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT дополнительную опцию init=/lib/systemd/systemd. После редактирования у меня эта опция стала выглядеть следующим образом:
GRUB_CMDLINE_LINUX="video=VGA-1:640x480 video=TV-1:640x480 rootfstype=ext4 init=/lib/systemd/systemd"
Теперь применим изменения, сгенерировав новый файл конфигурации загрузчика:
# update-grub
Теперь можно перезагрузить систему, чтобы начать использовать systemd:
# shutdown -r now
2. Решение проблем

2.1. Локализация текстовой консоли

Первая проблема, с которой я столкнулся - это ошибка запуска скрипта console-cyrillic. Этот скрипт должен запускаться при активной текстовой консоли, а systemd запускает все скрипты инициализации асинхронно, в результате чего этот скрипт отрабатывает к моменту, когда уже запущен X-сервер. Как следствие - в консоли вместо русских букв отображаются квадраты, нельзя переключить раскладку и переключиться обратно в графический сеанс.

console-cyrillic - это устаревший пакет, который остался в моей системе с тех времён, когда я её устанавливал (а было это во времена Etch). Этот пакет имеется в новых версиях Debian и до сих пор поддерживается, однако более универсальной альтернативой для него являются пакеты console-setup и keyboard-configuration. В статье Отображение русского в консоли Ubuntu 11.04 Natty описаны необходимые действия по их настройке.

Установим необходимые пакеты:
# apt-get install console-setup keyboard-configuration
Если по каким-то причинам конфигуратор пакетов не был запущен при установке пакетов, можно запустить конфигурирование пакетов принудительно:
# dpkg-reconfigure console-setup
# dpkg-reconfigure keyboard-configuration
Вообще, в systemd предусмотрены новые файлы конфигурации для настройки текстовой консоли, но в моей системе эти настройки не сработали.

2.2. Сохранение системного времени в аппаратные часы BIOS

При смене настроек времени, по каким-то причинам, не происходит сохранение времени в часах BIOS. Сохранить текущее системное время в аппаратные часы можно с помощью команды:
# hwclock -w
Реальное время, которое будет сохранено в часы BIOS, зависит от третьей строчки файла /etc/adjtime. В случае строки UTC будет сохраняться время по Гринвичу, в случае строки LOCAL - будет сохранено время текущего часового пояса.

Нужно отметить, что начиная с Wheezy, настройка UTC удалена из файла /etc/default/rcS и вместо неё теперь используется настройка из файла /etc/adjtime: release-notes: utc/local timezone no longer in /etc/default/rcS.

Корень же проблемы кроется в том, что я использую openntpd, а не ntpd. В случае работающего ntpd в ядре системы включается сохранение текущего системного времени в аппаратный таймер каждые 11 минут. Разработчики systemd посчитали, что этого достаточно. Если же ntpd не используется, то нельзя определить, какие из часов точнее - аппаратные или системные, поэтому и нет смысла предпочитать одни часы другим. В случае необходимости, пользователь должен сам настроить часы вручную необходимым образом.

Для решения этой проблемы я решил написать свой service-файл для демона openntpd. Содержимое service-файла /etc/systemd/system/openntpd.service:
[Unit]
Description=openntpd
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/sbin/ntpd -dsf /etc/openntpd/ntpd.conf
ExecStartPost=/bin/chown ntpd /var/lib/openntpd/ntpd.drift
ExecStop=/sbin/hwclock -w

[Install]
WantedBy=multi-user.target
Теперь нужно остановить уже запущенный экземпляр openntpd, сообщить systemd о том, что его конфигурация изменилась:
# systemctl stop openntpd.service
# systemctl daemon-reload
Включить только что созданный файл сервиса в автозагрузку и запустить openntpd:
# systemctl enable openntpd.service
# systemctl start openntpd.service
3. Управление сервисами

systemd, в отличие от inetd, умеет самостоятельно отслеживать все процессы, порождённые сервисом. Для этого используются так называемые контрольные группы процессов - cgroups. Каждый сервис запускается с собственным идентификатором группы. Все дополнительные процессы, порождаемые в рамках сервиса, так же получают этот идентификатор. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании PID-файлов для управления сервисом. Также, благодаря контрольным группам, процессы, порождённые сервисом, никогда не теряются. Например, CGI-процесс будет остановлен вместе с веб-сервером, даже если веб-сервер не позаботится о его остановке и не поместит идентификатор процесса в PID-файл. Процессы пользователей тоже помещаются в отдельную контрольную группу, и отслеживаются подсистемой logind, пришедшей на смену ConsoleKit.

Вторая важная особенность systemd заключается в том, что он обладает собственной системой журналирования, которая называется journald. Эта система агрегирует информацию из разных источников и привязывает её к сервисам. В одном месте с привязкой к сервису собираются сообщения ядра, сообщения процессов, отправленные через syslog, сообщения, отправленные с помощью собственного API journald и сообщения, отправленные процессом на стандартный вывод - STDOUT и на стандартный поток для диагностических сообщений - STDERR. Также systemd отслеживает коды завершения процессов. Благодаря этому, всю диагностическую информацию сервиса можно просматривать в одном месте и удобно диагностировать неисправности.

systemctl - просмотр статусов сервисов. Если вывод команды не перенаправляется куда-либо, а попадает на консоль, то для просмотра статусов сервисов автоматически запускается программа-пейджер, обычно это less,
systemctl status openntpd.service - подробный просмотр статуса указанного сервиса (openntpd),
systemctl status --follow openntpd.service - просмотр статуса указанного сервиса (openntpd) с выводом сообщений от сервиса в процессе их поступления. У этой опции есть более короткий аналог - -f, который в моей системе по каким-то причинам не заработал. Возможно дело в том, что опция -f имеет ещё второе значение - --force и systemctl не умеет определять, какая именно из опций имеется в виду,
systemctl status -n10 openntpd.service - просмотр статуса указанного сервиса (openntpd) с выводом 10 последних сообщений сервиса,
systemctl reset-failed - сброс всех статусов завершения, отображаемых по команде просмотра статуса сервиса,
systemd-cgls - просмотр иерархии контрольных групп процессов (нечто подобное можно получить при помощи команды ps xawf -eo pid,user,cgroups,args),
systemctl daemon-reload - перезагрузка конфигурации systemd,
systemctl start openntpd.service - запуск указанного сервиса (openntpd), аналогично update-rc.d openntpd start для SysV initd,
systemctl stop openntpd.service - остановка указанного сервиса (openntpd), аналогично update-rc.d openntpd stop для SysV initd,
systemctl restart openntpd.service - перезапуск указанного сервиса (openntpd),
systemctl enable openntpd.service - включение запуска указанного сервиса (openntpd) при загрузке системы, аналогично update-rc.d openntpd enable для SysV initd,
systemctl disable openntpd.service - отключение запуска указанного сервиса (openntpd) при загрузке системы, аналогично update-rc.d openntpd disable для SysV initd,
systemctl mask openntpd.service - запрет запуска указанного сервиса (openntpd), его даже будет нельзя запустить вручную,
systemctl unmask openntpd.service - разрешение запуска указанного сервиса (openntpd), его можно будет запустить вручную, также будет разрешён запуск при загрузке системы, если он был настроен,
systemctl kill openntpd.service - отправка сигнала (по умолчанию отправляется сигнал SIGTERM) всем процессам в контрольной группе сервиса (openntpd),
systemctl kill -s SIGKILL openntpd.service - отправка сигнала SIGKILL всем процессам в контрольной группе сервиса (openntpd). Можно также использовать сокращённое название сигнала - KILL,
systemctl kill -s HUP --kill-who=main crond.service - отправка сигнала SIGHUP главному процессу контрольной группы сервиса (crond). Этот пример заставит crond перечитать файл конфигурации, при этом задания, запущенные crond этот сигнал не получат и продолжат нормальную работу,
systemctl help openntpd.service - просмотр документации сервиса (не работает в Debian Wheezy),
systemd-analyze blame - вывод списка сервисов, отсортированного по убыванию времени, потраченного на их запуск. Команда может быть полезной для поиска узких мест в процессе инициализации системы,
systemd-analyze plot > plot.svg - вывод временнОй диаграммы в формате SVG, иллюстрирующей последовательность (и параллельность) запуска сервисов.

4. Новые файлы конфигурации системы

systemd вводит ряд новых файлов конфигурации для общесистемных настроек. Предполагается, что эти файлы со временем станут стандартными и вытеснят файлы конфигурации системы, специфичные для разных дистрибутивов. Пока же этого не произошло, systemd будет использовать файлы конфигурации дистрибутивов, если новые файлы отсутствуют.

Кроме того, поскольку теперь все сервисы будут запускаться с помощью service-файлов, отпадает необходимость в использовании файлов, включаемых в shell-скрипты. Это файлы, располагающиеся в каталогах /etc/default (семейство Debian) и /etc/sysconfig (семейство RedHat). Поскольку в service-файлах ориентироваться намного проще, чем в shell-скриптах, нет необходимости выносить настройки сервисов в отдельные файлы - все необходимые настройки можно вписать прямо в service-файл.

Перечислим новые файлы конфигурации, вводимые systemd:

/etc/hostname - сетевое имя системы,
/etc/vconsole.conf - настройки шрифта системной консоли и раскладки клавиатуры,
/etc/locale.conf - языковые настройки системы,
/etc/modules-load.d/*.conf - каталог для перечисления модулей ядра, которые нужно принудительно загрузить при загрузке системы,
/etc/sysctl.d/*.conf - каталог для настроек параметров ядра, дополняет классический файл /etc/sysctl.conf,
/etc/tmpfiles.d/*.conf - каталог для управления настройками временных файлов,
/etc/binfmt.d/*.conf - каталог для регистрации форматов исполняемых файлов, например форматов Java, Mono, WINE,
/etc/os-release - файл с идентификатором дистрибутива и его версии,
/etc/machie-id - файл с постоянным уникальным идентификатором системы,
/etc/machie-info - файл с описательным сетевым именем системы. Здесь же настраивается значок системы, который будет отображаться в графических оболочках. Файл обслуживается демоном systemd-hostnamed.

5. Подсистема журналирования journald

Как уже было сказано, systemd вводит новую систему журналирования, которая собирает информацию из разных источников (сообщения ядра, сообщения, отправленные в syslog, на стандартный вывод STDOUT и на стандартный поток диагностических сообщений STDERR) в одном месте. Эта система не заставляет отказываться от стандартного демона журналирования syslog - можно пользоваться обеими системами журналирования параллельно.

journald использует для хранения журнальной информации два каталога:
/run/log/journal - каталог с кольцевым буфером последних сообщений,
/var/log/journal - каталог с постоянным хранением всех сообщений.

По умолчанию используется только первый каталог, а для включения постоянного хранения всех сообщений второй каталог нужно создать вручную (в Debian Wheezy этот каталог создаётся автоматически, при установке systemd, а первый каталог не используется):
# mkdir -p /var/log/journald
После этого можно, но совершенно не обязательно, удалить стандартный демон журналирования rsyslog или ng-syslog.

Настройки демона journald в Debian Wheezy хранятся в файле /etc/systemd/systemd-journald.conf. В частности, там можно задать настройки сжатия файла журнала, задать лимит размера файлов журнала, настроить дублирование сообщений в системную консоль или в демон syslog.

Пользователь root и пользователи из группы adm имеют доступ ко всем сообщениям в журнале, а обычные пользователи - только к сообщениям, сгенерированным их процессами.

Для просмотра сообщений из журнала в Debian Wheezy можно воспользоваться командой systemd-journalctl (в руководстве указана команда journalctl):
systemd-journalctl - просмотр всех сообщений. Как и в случае systemctl, если вывод команды никуда не перенаправляется, а попадает на консоль, для более удобного просмотра сообщений автоматически запускается программа-пейджер, обычно less,
systemd-journalctl -f - просмотр сообщений в процессе их поступления,
systemd-journalctl -n10 - просмотр 10 последних сообщений,
systemd-journalctl -b - просмотр сообщений, сгенерированных с момента загрузки системы (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl -b -p err - просмотр сообщений, сгенерированных с момента загрузки системы и имеющих приоритет error или выше (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl --since=yesterday - просмотр всех сообщений, сгенерированных со вчерашнего дня (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl --since=2012-10-15 --until="2012-10-16 23:59:59" - просмотр всех сообщений, сгенерированных 15 и 16 октября 2012 года (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl -u httpd --since=00:00 --until=09:30 - просмотр всех сообщений, сгенерированных пользователем httpd сегодня с полуночи до полдесятого (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl /dev/sdc - просмотр всех сообщений, упоминающих диск sdc (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl /usr/sbin/vpnc - просмотр всех сообщений от процессов /usr/sbin/vpnc (не работает в Debian Wheezy),
systemd-journalctl /usr/sbin/vpnc /usr/sbin/dhclient - просмотр всех сообщений от процессов /usr/sbin/vpnc и /usr/sbin/dhclient, объединённый и отсортированный по времени (не работает в Debian Wheezy),

Кроме простого просмотра текстовых сообщений имеется возможность просматривать метаданные, которые journald самостоятельно добавляет к каждой записи в журнале. Чтобы увидеть эти поля, достаточно воспользоваться следующей опцией, переключающей формат вывода данных:
systemd-journalctl -o verbose - выводит вместе с сообщением из журнала все сопутствующие сообщению метаданные в удобном для восприятия человеком виде. Другие доступные форматы: export - тот же самый формат verbose, но без отступов, json - вывод в формате JSON, cat - вывод только текста сообщений без каких-либо дополнительных данных.

Названия полей, начинающиеся со знака подчёркивания, можно использовать для фильтрации сообщений. Журнал индексируется по всем полям, поэтому поиск выполняется быстро. Примеры фильтрации сообщений по метаданным:
systemd-journalctl _UID=70 - вывод всех сообщений от процессов пользователя с идентификатором 70,
systemd-journalctl _UID=70 _UID=71 - вывод всех сообщений от процессов пользователей с идентификаторами 70 и 71. Указание одноимённых полей автоматически подразумевает операцию логического ИЛИ,
systemd-journalctl _HOSTNAME=epsilon _COMM=avahi-daemon - вывод всех сообщений от процессов с именем avahi-daemon, работающих на компьютере с именем epsilon. В данном случае указаны разные поля, поэтому подразумевается операция логического И,
systemd-journalctl _HOSTNAME=theta _UID=70 + _HOSTNAME=epsilon _COMM=avahi-daemon - вывод сообщений, соответствующих любому из двух фильтров, объединённых знаком +. Знак + указывает явную операцию логического ИЛИ, которая имеет более низкий приоритет, чем И,
systemd-journalctl -F _SYSTEMD_UNIT - вывод всех значений поля _SYSTEMD_UNIT, имеющихся в журнале. Полученные значения можно использовать для фильтрации интересующих записей (не работает в Debian Wheezy).

Ссылки:
1. systemd - о systemd в Debian
2. Система инициализации Systemd. Часть I
3. Система инициализации Systemd. Часть II
4. systemd для администратора - русский перевод документации от автора systemd, Леннарта Потеринга
5. systemd для администратора - предыдущий перевод в формате PDF
6. Отображение русского в консоли Ubuntu 11.04 Natty
7. release-notes: utc/local timezone no longer in /etc/default/rcS
8. [systemd-devel] [ANNOUNCE] systemd v28

2 комментария:

Анонимный комментирует...

Sysv можно удалять? )

morbo комментирует...

В Debian пока нельзя. Возможно в следующем релизе будет можно.