Linux（16）：认识系统服务（daemons）

什么是 daemon 与系统服务

【服务】一般的说明是【常驻在记体体中的程序，且可以提供一些系统或网络功能，那就是服务】。而服务一般的英文说法是【service】。
简单的说，系统为了某些功能必须要提供一些服务(不论是系统本身还是网络方面)，这个服务就称为service 。但是 service 的是需要程序的运作的，达成这个 service 的程序就称呼他为 【daemon】
举例来说，达成循环型例行性工作排程服务(service)的程序为 crond 这个daemon。

服务的名称被建立之后，被挂上 Linux使用时，通常在服务的名称之后会加上一个d ，例如例行性命令的建立的 at，与 cron 这两个服务，他的程序文件名会被取为 atd 与 crond，这个d 代表的就是 daemon 的意思。

早期 System V 的 init 管理行为中 daemon 的主要分类（Optional）

Unix 的 system V版本是个很纯种的 Unix 版本～在那种年代底下，启动系统服务的管理方式被称为SysV的 init 脚本程序的处理方式。亦即系统核心第一支呼叫的程序是 init ，然后 init 去唤起所有的系统所需要的服务，不论是本地服务还是网络服务。

基本上 init 的管理机制的几个特色如下：
1.服务的启动、关闭与观察等方式：
所有的服务启动脚本通通放置于 /etc/init.d/ 底下，基本上都是使用 bash shell script 所写成的脚本程序，需要启动、关闭、重新启动、观察状态时，可以透过如下的方式来处理:
启动：/etc/init.d/daemon start；
关闭：/etc/init.d/daemon stop；
重新启动：/etc/init.d/daemon restart；
状态观察：/etc/init.d/daemon status；
2.服务启动的分类：
init 服务的分类中，依据服务是独立启动或被一只总管程序管理而分为两大类：
独立启动模式(stand alone)：服务独立启动，该服务直接常驻于内存中，提供本机或用户的服务行为，反应速度快；
总管程序(super daemon)：由特殊的 xinetd 或 inetd 这两个总管程序提供 socke t对应或 port 对应的管理。当没有用户要求某 socket 或 por t时，所需要的服务是不会被启动的。若有用户要求时，xinetd 总管才会去唤醒相对应的服务程序。当该要求结束时，这个服务也会被结束掉，因为透过 xinetd 所总管，因此这个家伙就被称为 super daemon。好处是可以透过 super daemon 来进行服务的时程、联机需求等的控制，缺点是唤醒服务需要一点时间的延迟。
3.服务的相依性问题：
服务是可能会有相依性的。例如，要启动网络服务，但是系统没有网络，那就无法唤醒网络服务。如果需要联机到外部取得认证服务器的联机，但该联机需要另一个A服务的需求，但A服务没有启动，因此，认证服务就不可能会成功启动的。这就是所谓的服务相依性问题。init 在管理员自己手动处理这些服务时，是没有办法协助相依服务的唤醒的。
4.执行等级的分类：
上面说到 init 是开机后核心主动呼叫的，然后 init 可以根据用户自定义的执行等级(runlevel)来唤醒不同的服务，以进入不同的操作界面。基本上 Linux提供7个执行等级，分别是0,1,2…6 ，比较重要的是1)单人维护模式、3)纯文本模式、5)文字加图形界面。而各个执行等级的启动脚本是透过 /etc/rc.d/rc[0-6]/SXXdaemon 连结到 /etc/init.ddaemon，连结档名(SXXdaemon)的功能为：S为启动该服务，XX是数字，为启动的顺序。由于有 SXX 的设定，因此在开机时可以【依序执行】所有需要的服务，同时也能解决相依服务的问题。这点与管理员自己手动处理不太一样就是了。
5.制定执行等级默认要启动的服务:
若要建立如上提到的 SXXdaemon 的话，不需要管理员手动建立连结档，透过如下的指令可以来处理默认启动、预设不启动、观察预设启动否的行为：
预设要启动：chkconfig daemon on；
预设不启动：chkconfig dacmon off；
观察预设为启动否：chkconfig --list daemon
6.执行等级的切换行为：
当要从纯文本界面(runlevel 3)切换到图形界面(runlevel 5)，不需要手动启动、关闭该执行等级的相关服务，只要【init 5】即可切换，init 会主动去分析 /etc/rc.d/re[35].d/ 这两个目录内的脚本，然后启动转换runlevel中需要的服务，就完成整体的 runlevel 切换。

systemd 使用的 unit 分类

从CentOS 7.x以后，Red Hat 系列的 distribution 放弃沿用多年的 System V 开机启动服务的流程，就是init启动脚本的方法，改用 systemd 这个启动服务管理机制。

systemd 的好处：
1.平行处理所有服务，加速开机流程：
旧的 init 启动脚本是【一项一项任务依序启动】的模式，因此不相依的服务也是得要一个一个的等待。但目前的硬件主机系统与操作系统几乎都支持多核心架构了，未相依的服务也可以同时启动。systemd 可以让所有的服务同时启动。
2.一经要求就响应的 on-demand 启动方式：
systemd 全部就是仅有一只 systemd 服务搭配 systemctl 指令来处理，无须其他额外的指令来支持。不像 systemV 还要 init, chkconfig, servic… 等等指令。此外，systemd 由于常驻内存，因此任何要求 (on-demand) 都可以立即处理后续的 daemo n启动的任务。
3.服务相依性的自我检查：
由于 systemd 可以自定义服务相依性的检查，因此如果 B 服务是架构在 A 服务上面启动的，那在没有启动 A 服务的情况下仅手动启动 B 服务时，systemd 会自动启动A服务。这样就可以免去管理员得要一项一项服务去分析的麻烦。
4.依daemon功能分类：
systemd 旗下管理的服务非常多。首先 systemd 先定义所有的服务为一个服务单位(unit)，并将该 unit 归类到不同的服务类型(type)去。旧的 init 仅分为 standalone 与 super daemon 不太够用，systemd 将服务单位(unit)区分为 service, socket, target, path, snapshot,timer 等多种不同的类型(type)，方便管理员的分类与记忆。
5.将多个daemons集合成为一个群组：
如同 systemV 的 init 里头有个 runlevel 的特色，systemd 亦将许多的功能集合成为一个所谓的 target 项目，这个项目主要在设计操作环境的建置，所以是集合了许多的 daemons，亦即是执行某个 target 就是执行好多个daemon的意思。
6.向下兼容旧有的 init 服务脚本：
基本上，systemd 是可以兼容于init 的启动脚本的，因此，旧的 init 启动脚本也能够透过 systemd 来管理，只是更进阶的systemd功能就没有办法支持就是了。

虽然如此，不过systemd也是有些地方无法完全取代init 的。包括：
1.在 runlevel 的对应上，大概仅有 runlevel 1,3,5 有对应到 systemd 的某些 target 类型而已，没有全部对应;
2.全部的 systemd 都用 systemctl 这个管理程序管理，而 systemctl 支持的语法有限制，不像 /etc/init.d/daemon 就是纯脚本可以自定义参数，systemctl不可自定义参数；
3.如果某个服务启动是管理员自己手动执行启动，而不是使用 systemctl 去启动的，那么systemd 将无法侦测到该服务，而无法进一步管理。
4.systemd 启动过程中，无法与管理员透过 standard input 传入讯息。因此,自行撰写 systemd 的启动设定时，务必要取消互动机制~(连透过启动时传进的标准输入讯息也要避免)

systemd 的配置文件放置目录

基本上，systemd 将过去所谓的 daemon 执行脚本通通称为一个服务单位(unit)，而每种服务单位依据功能来区分时，就分类为不同的类型(type)。
基本的类型有包括系统服务、数据监听与交换的插槽档服务(socket)、储存系统状态的快照类型、提供不同类似执行等级分类的操作环境(target)等等。
配置文件都放置在底下的目录中:
/usr/lib/systemd/system/：每个服务最主要的启动脚本设定，有点类似以前的 /etc/init.d 底下的文件；
/run/systemd/system/：系统执行过程中所产生的服务脚本，这些脚本的优先序要比/usr/lib/systemd/system/ 高；
/etc/systemd/system/：管理员依据主机系统的需求所建立的执行脚本，其实这个目录有点像以前
/etc/rc.d/rc5.d/Sxx 之类的功能。执行优先序又比 /run/systemd/system/高。

也就是说，到底系统开机会不会执行某些服务其实是看 /etc/systemd/system/ 底下的设定，所以该目录底下一大堆连结档。
而实际执行的 systemd 启动脚本配置文件，其实都是放置在 /usr/lib/systemd/system/ 底下的。因此如果想要修改某个服务启动的设定，应该要去 /usr/lib/systemd/system/ 底下修改。
/etc/systemd/system/ 仅是连结到正确的执行脚本配置文件而已。所以想要看执行脚本设定，应该就得要到/usr/lib/systemd/system/底下去查阅。

systemd 的 unit 类型分类说明

可以知道 vsftpd 与 crond 其实算是系统服务(service)，而 multi-user 要算是执行环境相关的类型(target type)。
根据这些扩展名的类型，几种比较常见的 systemd 的服务类型如下：

透过 systemctl 管理服务

基本上，systemd 这个启动服务的机制，主要是透过一只名为 systemctl 的指令来处理的。跟以前systemV 需要 service/chkconfig/setup/init 等指令来协助不同，systemd 就是仅有 systemctl 这个指令来处理。所以全部的行为都得要使用 systemctl 。

透过 systemctl 管理单一服务（service unit）的启动/开机启动与观察状态

一般来说，服务的启动有两个阶段，一个是【开机的时候设定要不要启动这个服务】，以及【现在要不要启动这个服务】。

systemctl [command] [unit]

Active 的 daemon现在状态?除了running 跟dead 之外，基本上有几个常见的状态：
active (running)：正有一只或多只程序正在系统中执行的意思，举例来说，正在执行中的 vsftpd 就是这种模式；
active (exited)：仅执行一次就正常结束的服务，目前并没有任何程序在系统中执行。举例来说，开机或者是挂载时才会进行一次的 quotaon 功能，就是这种模式。quotaon 不须一直执行~只须执行一次之后，就交给文件系统去自行处理，通常用 bash shell 写的小型服务，大多是属于这种类型(无须常驻内存)；
active(waiting)：正在执行当中，不过还再等待其他的事件才能继续处理。举例来说，打印的队列相关服务就是这种状态。虽然正在启动中，不过，也需要真的有队列进来(打印作业)这样他才会继续唤醒打印机服务来进行下一步打印的功能；
inactive:：这个服务目前没有运作的意思；

daemon 的预设状态能除了enable/disable之外，还有其他的情况：
enabled：这个 daemon 将在开机时被执行；
disabled：这个 daemon 在开机时不会被执行；
static：这个 daemon 不可以自己启动(enable不可)，不过可能会被其他的 enabled 的服务来唤醒(相依属性的服务)
mask：这个 daemon 无论如何都无法被启动。因为已经被强制注销（非删除)。可透过 systemctl unmask 方式改回原本状态。

透过 systemctl 观察系统上所有的服务

透过 list-units 及 list-unit-files 来观察系统上面有多少的服务存在。

systemctl [command] [--type=TYPE] [--all]

使用 systemctl list-unit-files 会将系统上所有的服务通通列出来，STATE 状态就是开机是否会加载的那个状态项目。
列出某种类别的daemon，例如 service：

透过 systemctl 管理不同的操作环境（target unit）

列出跟操作界面比较有关的 target项目：
在 CentOS 7.1的预设情况下，有 26 个target unit，而跟操作界面相关性比较高的target主要有底下几个：
graphical.target：文字加上图形界面，这个项目已经包含了底下的 multi-user.target 项目；
multi-user.target：纯文本模式；
rescue.target：在无法使用 root 登入的情况下，systemd 在开机时会多加一个额外的暂时系统，与原本的系统无关。这时可以取得 root 的权限来维护你的系统。但是这是额外系统，因此可能需要动到 chroot 的方式来取得原有的系统；
emergency.target：紧急处理系统的错误，还是需要使用 root 登入的情况，在无法使用 rescue.target 时，可以尝试使用这种模式；
shutdown.target：就是关机的流程；
getty.target：可以设定需要几个 tty 之类的，如果想要降低 tty 的项目，可以修改这个东西的配置文件；

如何知道目前的模式：

systemctl [command] [unit.target]

改变 graphical.target 以及 multi-user.targe t是透过 isolate 来处理的。

重启图形界面：

systemd 也提供了简单的指令切换模式：

suspend：暂停模式会将系统的状态数据保存到内存中，然后关闭掉大部分的系统硬件，当然，并没有实际关机，当用户按下唤醒机器的按钮，系统数据会重内存中回复，然后重新驱动被大部分关闭的硬件，就开始正常运作。唤醒的速度较快。
hibernate：休眠模式则是将系统状态保存到硬盘当中，保存完毕后，将计算机关机。当用户尝试唤醒系统时，系统会开始正常运作，然后将保存在硬盘中的系统状态恢复回来。因为数据是由硬盘读出，因此唤醒的效能与硬盘速度有关。

透过 systemctl 分析各服务之间的相依性

追踪某一个 unit 的相依性：

systemctl list-dependencies [unit] [--reverse]
# --reverse:反向追踪谁使用这个unit

可以看得出来，graphical.target 就是在 multi-user.target 底下再加上 accounts-daemon, gdm,network, rtkit-deamon, systemd-update-utmp-runlevel等服务而已。

与 systemd 的 daemon 运作过程相关的目录简介

比较重要的 systemd 启动脚本配置文件在 /usr/lib/systemd/system/，/etc/systemd/system/ 目录下。
跟系统的 daemon运作有关的目录：
/usr/lib/systemd/system/：
使用 CentOS 官方提供的软件安装后，默认的启动脚本配置文件都放在这里，这里的数据尽量不要修改～要修改时，到/etc/systemd/system底下修改较佳；
/run/systemd/system/：
系统执行过程中所产生的服务脚本，这些脚本的优先序要比 /usr/lib/systemd/system/高；
/etc/systemd/system/ :
管理员依据主机系统的需求所建立的执行脚本，这个目录有点像以前l /etc/rc.d/rc5.d/Sxx 之类的功能。执行优先序又比 /run/systemd/system/ 高；
/etc/sysconfig/*：
几乎所有的服务都会将初始化的一些选项设定写入到这个目录下，举例来说，mandb 所要更新的 man page 索引中，需要加入的参数就写入到此目录下的 man-db当中。而网络的设定则写在 /etc/sysconfig/network-scripts/ 这个目录内；
/var/lib/：
一些会产生数据的服务都会将他的数据写入到 /var/lib/ 目录中。举例来说，数据库管理系统 Mariadb 的数据库默认就是写入 /var/lib/mysql/ 这个目录下；
/run/：
放置了好多 daemon 的暂存档，包括 lock file以及 PID file等等。

systemd 里头有很多的本机会用到的 socket 服务，里头可能会产生很多的 socket file。透过 systemctl 可以管理这些socket file：

systemctl list-sockets

网络服务与端口口对应简介
系统所有的功能都是某些程序所提供的，而程序则是透过触发程序而产生的。同样的，系统提供的网络服务当然也是这样的，只是由于网络牵涉到 TCP/IP的概念，所以显的更复杂一些。

http://ftp.ksu.edu.tw/
ftp://ftp.ksu.edu.tw/
两个网址都是指向 ftp.ksu.edu.tw 这个昆山科大的 FTP 网站，但是浏览器上面显示的结果却是不一样。因为指向不同的服务：一个是 http 这个 WWW 的服务，一个则是 ftp 这个文件传输服务，当然显示的结果就不同了。

port 与 daemon 的对应：

为了统一整个因特网的端口号对应服务的功能，好让所有的主机都能够使用相同的机制来提供服务与要求服务，所以就有了【通讯协议】这玩意儿。也就是说，有些约定俗成的服务都放置在同一个埠号上面。举例来说，网址列上面的 http 会让浏览器向 WWW 服务器的80埠号进行联机的要求，而 WWW 服务器也会将 httpd 这个软件激活在 port 80，这样两者才能够达成联机的。

/etc/services 可以设定让系统上面的服务与埠号对应在一起。

第一栏为 daemon 的名称、第二栏为该daemon所使用的端口号与网络数据封包协议，封包协议主要为可靠联机的TCP封包以及较快速但为非面向连接的UDP封包。

关闭网络服务

观察网络端口

关闭：

systemctl stop avahi-daemon.service
systemctl stop avahi-daemon.socket
systemctl disable avahi-daemon.service avahi-daemon.socket

systemctl 针对 service 类型的配置文件

以前，如果想要建立系统服务，就得要到 /etc/init.d/ 底下去建立相对应的 bash shell script 来处理。现在在 systemd 的环境底下，想要设定相关的服务启动环境更加方便。

systemctl 配置文件相关目录简介

服务的管理是透过systemd，而 systemd 的配置文件大部分放置于 /usr/lib/systemd/system/目录内。
但是 Red Hat 官方文件指出，该目录的文件主要是原本软件所提供的设定，建议不要修改。而要修改的位置应该放置于/etc/systemdsystem/ 目录内。

/usr/lib/systemd/system/vsftpd.service：官方释出的预设配置文件;
/etc/systemd/system/vsftpd.service.d/custom.conf：在 /etc/systemd/system 底下建立与配置文件相同文件名的目录，但是要加上 .d 的扩展名。然后在该目录下建立配置文件即可。另外，配置文件最好附档名取名为.conf较佳。在这个目录下的文件会【累加其他设定】进入 /usr/lib/systemd/system/vsftpd.service 内。
/etc/systemd/system/vsftpd.service.wants/*：此目录内的文件为链接档，设定相依服务的连结。意思是启动了 vsftpd.service之后，最好再加上这目录底下建议的服务。
/etc/systemd/system/vsftpd.service.requires/*：此目录内的文件为链接档，设定相依服务的连结。意思是在启动 vsftpd.service 之前，需要事先启动哪些服务的意思。

基本上，在配置文件里面都可以自由设定相依服务的检查，并且设定加入到哪些 target 里头去。但是如果是已经存在的配置文件，或者是官方提供的配置文件，Red Hat 是建议不要修改原设定，而是到上面提到的几个目录去进行额外的客制化设定比较好。

systemctl 配置文件的设定项目简介

分析上面的配置文件，我们大概能够将整个设定分为三个部份，就是：
[Unit]：unit 本身的说明，以及与其他相依 daemon的设定，包括在什么服务之后才启动此 unit 之类的设
定值；
[Service], [Socket], [Timer], [Mount], [PathJ…：不同的 unit type 就得要使用相对应的设定项目。我们拿的是sshd.service来当模板，所以这边就使用[Service]来设定。这个项目内主要在规范服务启动的脚本、环境配置文件档名、重新启动的方式等等。
[Install]：这个项目就是将此 unit安装到哪个target里面去的意思。

配置文件内设定规则：
1.设定项目通常是可以重复的，例如可以重复设定两个 After 在配置文件中，不过，后面的设定会取代前面的。因此，如果想要将设定值归零，可以使用类似【Afler=】的设定，亦即该项目的等号后面什么都没有，就将该设定归零了(reset)。
2.如果设定参数需要有【是/否】的项目(布尔值, boolean)，可以使用1, yes, true, on 代表启动，用0, no, false,off代表关闭；
3.空白行、开头为 # 或 ; 的那一行，都代表批注；

每个部份里面还有很多的设定细项：

【Service】中可以使用的项目：

【install】内的项目：

多重的重复设定方式：以 getty 为例

CentOS 7 开机完成后，有6个终端机可以使用： tty1~tty6 。是由agetty这个指令达成的。
终端机的功能，主要管理的是 getty.target这个target unit，不过，实际产生tty1~tty6 的则是由 getty@.service 所提供的.


比较重要的是ExecStart 项目。去 man agetty时，发现到它的语法应该是【agetty–noclear tty1】之类的字样，因此，如果要启动六个tty 的时候，基本上应该要有六个启动配置文件。亦即是可能会用到 getty1.service, getty2.servic…getty6.service 才对。 这样控管很麻烦，所以，才会出现这个@的项目。

会发现会多出六个怪异的 service。拿 getty@tty1.service 来说明一下：当我们执行完 getty.target 之后，他会持续要求 getty@tty1.service 等六个服务继续启动。那 systemd 就会这么作：
1.先看 /usr/lib/systemd/system，/etc/systemd/system/ 有没有 getty@tty1.service 的设定，若有就执行，若没有则执行下一步；
2.找 getty@.service 的设定，若有则将 @ 后面的数据带入成 %I 的变量，进入 getty@.service 执行。

这也就是说，其实 getty@tty1.service 实际上是不存在的，他主要是透过 getty@.service来执行～也就是说，getty@.service 的目的是为了要简化多个执行的启动设定，他的命名方式是这样的：
因此当有范例名称带入时，则会有一个新的服务名称产生出来。
再回头看看 getty@.service 的启动脚本:

ExecStart=-/sbin/agetty --noclear %l $TERM

那个%I指的就是【范例名称】，根据 getty.target 的信息输出来看，getty@tty1.service 的 %I 就是 tty1。因此执行脚本就会变成【/sbin/agetty --noclear tty1】。所以可以以一个配置文件来启动多个tty1给用户登入。

将 tty 的数量由 6 个降低到 4 个
是在 systemd 的登入配置文件 /etc/systemd/logind.conf 里面规范的。

cat /etc/systemd/logind.conf
修改 NAutoVTs = 4，ReserveVT=0，取消批注，然后关闭不小心启动的 tty5，tty6，并重新启动 getty.target .

可以使用 下面的指令重新启动：

systemctl start getty@tty5.service

systemctl 针对 timer 的配置文件

除了 crond 之外，使用 systemd 内建的 time 来处理各种任务。

systemd.timer 的优势
由于所有的 systemd 的服务产生的信息都会被纪录(log)，因此比 crond 在 debug 上面要更清楚方便的多；
各项 timer 的工作可以跟 systemd 的服务相结合；
各项 timer 的工作可以跟 control group (cgroup，用来取代 /etc/secure/limit.conf 的功能)结合，来限制该工作的资源利用；

有弱。。。点：例如 systemd 的 timer 并没有 email 通知的功能(除非自己写一个)，也没有类似 anacron的一段时间内的随机取样功能(random_delay)。
此外，相对于 crond 最小的单位到分，systemd是可以到秒甚至是毫秒的单位哩。

任务需求
基本上，想要使用 systemd 的 timer 功能，必须要有几个要求：
系统的 timer.target 一定要启动；
要有个 sname.service 的服务存在 (sname 是自己指定的名称)；
要有个 sname.timer 的时间启动服务存在；

sname.timer 的设定值
可以到 /etc/systemd/system 底下去建立这个*.timer档，设定主要有底下这些：(man systemd.timer & man systemd.time)

使用于 OnCalendar 的时间
从crontab转成这个timer 功能，那么对于时间设定的格式就得要了解。基本上的格式如下所示：

也可以直接使用间隔时间来处理。常用的间隔时间单位有：
us或usec：微秒($10^{?6}$秒)；
ms或msec：毫秒($10^{?3}$秒)
s, sec, second, seconds；
m, min, minute, minutes；
h, hr,hour, hours；
d, day, days；
w, week, weeks；
month, monthsy；
year, years；

常见的使用范例有：
也可以使用英文常用的口语化日期代表：

CentOS 7.x 预设启动的服务简要说明

主要是针对 Linux单机服务器的角色来说明的：
上面的服务是 CentOS 7.x 预设有启动的，这些预设启动的服务很多是针对桌面计算机所设计的，所以啰，如果 Linux 主机用途是在服务器上面的话，那么有很多服务是可以关闭的。
如果还有某些不明白的服务想要关闭的，请务必要搞清楚该服务的功能为何。
举例来说，那个 rsyslog 就不能关闭，如果你关掉他的话，系统就不会记录登录文件，那系统所产生的警告讯息就无法记录起来，将无法进行debug。

预设并没有启动的其他服务：

《鸟哥的Linux私房菜-基础篇》学习笔记