systemd и systemctl

systemd и systemctl

🧠 systemd — это современная система инициализации и управления службами (init system) в Linux, пришедшая на смену классическому SysVinit.
Её основная задача — инициализация пользовательского пространства после загрузки ядра и управление состояниями сервисов, сокетов, таймеров и других компонентов системы.

🧩 Роль systemd в процессе загрузки Linux

После загрузки ядра Linux (vmlinuz) и монтирования корневой файловой системы ядро передаёт управление первому процессу в пространстве пользователя — systemd (PID 1).
Этот процесс является центральным координатором запуска системы и выполняет следующие этапы:

1. Загрузка конфигурации:

   • systemd считывает unit-файлы из каталогов /etc/systemd/system/, /run/systemd/system/ и /lib/systemd/system/.
   • Объединяет их в общую иерархию зависимостей.

2. Определение цели загрузки:

   • Считывает символьную ссылку /etc/systemd/system/default.target, которая определяет конечное состояние системы.
   • Обычно это multi-user.target (консольный режим) или graphical.target (графическая среда).

3. Запуск базовых системных служб:

   • systemd активирует службы низкого уровня, необходимые для работы системы:
     • systemd-udevd.service — управление устройствами;
     • systemd-journald.service — сбор логов;
     • systemd-logind.service — управление сессиями;
     • systemd-networkd.service и systemd-resolved.service — сетевые компоненты.

4. Параллельная инициализация:

   • systemd анализирует зависимости (After=, Requires=, Wants=) между unit'ами и запускает службы в параллельном режиме, минимизируя задержки.
   • Например, сетевые сервисы могут запускаться одновременно с монтированием файловых систем.

5. Монтирование и точка восстановления:

   • Активируются .mount и .swap unit’ы для монтирования файловых систем и подкачки.
   • Если загрузка не может быть завершена, systemd переходит в rescue.target — однопользовательский режим восстановления.

6. Переход в целевое состояние:

   • После завершения инициализации systemd активирует целевую группу сервисов (например, graphical.target), предоставляя пользователю готовое окружение.

⚙️ systemd как единая точка управления

В отличие от старых систем инициализации (SysVinit, Upstart), systemd поддерживает обратную связь с ядром и процессами:

• Контролирует ресурсы через cgroups (Control Groups).
• Реагирует на сбои и перезапускает службы автоматически.
• Поддерживает socket-based activation — запуск демонов по требованию.

🧾 Типы unit-файлов

Каждый объект, управляемый systemd, описывается в виде unit (единицы). Основные типы:

🔍 Основные команды systemctl

Управление службами:

sudo systemctl start nginx.service      # Запуск службы
sudo systemctl stop nginx.service       # Остановка
sudo systemctl restart nginx.service    # Перезапуск
sudo systemctl reload nginx.service     # Перезагрузка конфигурации

Проверка статуса:

systemctl status nginx.service

Управление автозапуском:

sudo systemctl enable nginx.service     # Добавить в автозагрузку
sudo systemctl disable nginx.service    # Удалить из автозагрузки
sudo systemctl is-enabled nginx.service # Проверить статус

🧠 Цели (Targets)

Цели (.target) — это логические группы unit'ов, определяющие состояние системы.
Примеры:

• multi-user.target — многопользовательский режим без графики.
• graphical.target — графическая оболочка.
• rescue.target — режим восстановления.
• default.target — цель, запускаемая по умолчанию при старте.

Просмотр активных целей:

systemctl list-units --type=target

📚 Работа с журналами

systemd включает собственный журнал — journald, который сохраняет структурированные логи.

journalctl -u nginx.service        # Логи конкретной службы
journalctl -b                      # Логи текущей загрузки
journalctl --since "1 hour ago"    # За последний час

🧱 Пример собственного unit-файла

Создание службы /etc/systemd/system/hello.service:

[Unit]
Description=Пример пользовательской службы

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/hello.sh
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Активируем и запускаем:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now hello.service

🔬 Анализ и диагностика

• Проверить все неуспешные unit'ы:

  systemctl --failed

• Отобразить дерево зависимостей:

  systemctl list-dependencies nginx.service

• Проверка загрузочного процесса:

  systemd-analyze blame
  systemd-analyze critical-chain

📖 man systemd (man7.org)
📖 man systemctl (man7.org)