Styring af systemd-tjenester og skrivning af unit-filer

systemd er det init-system og den serviceadministrator, som bruges af de fleste moderne Linux-distributioner. Det er ansvarligt for at starte, stoppe og administrere systemtjenester samt for at håndtere opstartssekvenser og systemtilstand.

Det primære værktøj til interaktion med systemd er systemctl. Med det kan du:

• Starte og stoppe tjenester
• Aktivere eller deaktivere tjenester ved opstart
• Undersøge tjenestestatus og logfiler
• Genindlæse konfigurationen uden at genstarte

Alle tjenester, der administreres af systemd, er defineret af unit-filer, som er deklarative konfigurationsfiler gemt under /etc/systemd/system/ (systemdækkende) eller ~/.config/systemd/user/ (pr. bruger).

Dette er de mest anvendte systemctl-kommandoer til daglig administration af tjenester. Hver kommando arbejder på et enhedsnavn som nginx.service eller blot nginx.

• systemctl start <unit> — start en tjeneste med det samme
• systemctl stop <unit> — stop en kørende tjeneste
• systemctl restart <unit> — stop og start igen (fuld genstart)
• systemctl reload <unit> — send SIGHUP for at genindlæse konfigurationen uden at stoppe tjenesten
• systemctl enable <unit> — opret symbolske links, så enheden starter ved opstart
• systemctl disable <unit> — fjern disse symbolske links
• systemctl status <unit> — vis tilstand, PID og de seneste loglinjer

systemctl status giver et omfattende øjebliksbillede af en enhed. Det er vigtigt at forstå outputtet, hvis du hurtigt skal diagnosticere problemer.

• Loaded: sti til enhedsfilen, og om den er aktiveret ved opstart
• Active: den aktuelle tilstand — active (running), inactive (dead), failed
• Main PID: procesidentifikatoren for tjenestens hovedproces
• CGroup: alle underordnede processer, der tilhører tjenesten
• Loglinjer: de seneste journalposter for denne enhed

Du kan også kun forespørge på den aktive tilstand med systemctl is-active og den aktiverede tilstand med systemctl is-enabled. Det er ideelt, når kommandoerne bruges i scripts.

Når du administrerer mange tjenester, har du brug for effektive måder at vise og filtrere enheder på. systemctl list-units viser alle aktuelt indlæste enheder, mens list-unit-files viser alle installerede enhedsfiler og deres aktiverede tilstand.

Nyttige filtreringsindstillinger:

• --type=service — vis kun tjenesteenheder
• --state=failed — vis kun enheder, der er mislykkedes
• --state=active — vis kun aktive enheder
• --all — medtag inaktive enheder i visningen

Hvis du kombinerer disse filtre med grep, kan du opbygge effektive inspektionsbehandlingskæder i vedligeholdelsesscripts.

En tjenesteenhedsfil er en almindelig tekstfil i INI-format, der består af sektioner. Hver sektion styrer et forskelligt aspekt af enhedens livscyklus.

• [Unit] — metadata: beskrivelse og rækkefølgeafhængigheder (After=, Requires=, Wants=)
• [Service] — hvordan processen startes og stoppes: ExecStart, ExecStop, Restart, User, WorkingDirectory
• [Install] — hvornår denne enhed skal aktiveres: WantedBy=multi-user.target betyder, at den aktiveres under normal opstart i flerbrugertilstand

Når du har placeret eller redigeret en enhedsfil under /etc/systemd/system/, skal du køre systemctl daemon-reload, så systemd indlæser ændringerne.

Lad os oprette en enkel tjenesteenhedsfil til et brugerdefineret Python-script, der fungerer som HTTP-server. Enhedsfilen fortæller systemd præcis, hvordan denne proces skal administreres, som var den enhver anden systemtjeneste.

De vigtigste direktiver i [Service], der bruges her:

• Type=simple — systemd behandler processen i ExecStart som hovedprocessen
• User=www-data — kør under en konto, der ikke er root, af sikkerhedshensyn
• WorkingDirectory — angiv processens arbejdsmappe
• Restart=on-failure — genstart automatisk, hvis processen afsluttes med en kode, der ikke er nul
• RestartSec=5 — vent 5 sekunder mellem forsøg på genstart

Direktivet Type= i [Service] fortæller systemd, hvordan det skal holde styr på, hvornår en tjeneste er færdig med at starte. Det er en almindelig årsag til rækkefølgefejl at vælge den forkerte type.

• Type=simple — standardtypen; systemd betragter tjenesten som startet, så snart ExecStart starter. Der kræves ikke noget klar-signal.
• Type=forking — processen i ExecStart opretter en underproces og afsluttes; den egentlige dæmon kører som en underordnet proces. Brug PIDFile=, så systemd kan holde styr på den.
• Type=notify — processen sender sd_notify(READY=1), når den reelt er klar. Dette er mest pålideligt for komplekse dæmoner.
• Type=oneshot — kører én gang og afsluttes; efterfølgende enheder venter på, at den bliver færdig. Ideelt til opsætningsscripts.
• Type=idle — fungerer som simple, men udførelsen forsinkes, indtil alle aktive job er afsluttet.

Tjenesteenhedsfiler understøtter flere direktiver til videregivelse af miljøvariabler og anvendelse af sikkerhedsbegrænsninger — begge dele er vigtigt i produktionssystemer.

Direktiver for miljøvariabler:

• Environment="KEY=value" — angiv en enkelt variabel direkte
• EnvironmentFile=/etc/myapp/env — indlæs variabler fra en fil (én KEY=value pr. linje)

Almindelige direktiver til sikkerhedshærdning:

• NoNewPrivileges=true — forhindre processen i at få yderligere privilegier via setuid
• ProtectSystem=strict — montér /usr, /boot og /etc skrivebeskyttet
• PrivateTmp=true — giv tjenesten sin egen isolerede /tmp
• CapabilityBoundingSet= — fjern alle Linux-funktioner

En systemd-timer er en enhed, der aktiverer en anden enhed (normalt en .service) efter en tidsplan. Den erstatter traditionelle cron-job med en mere integreret, logbar og styrbar mekanisme.

Hver timerenhed (foo.timer) har en tilknyttet tjenesteenhed med samme grundnavn (foo.service), som udfører det faktiske arbejde. Du aktiverer og starter timeren, ikke tjenesten direkte.

Timertyper:

• Realtids-timere (kalendertimere) — udløses på klokkeslæt ved hjælp af OnCalendar=-udtryk som daily, weekly eller Mon *-*-* 02:00:00
• Monotone timere — udløses i forhold til en systemhændelse ved hjælp af OnBootSec=, OnActiveSec= eller OnUnitActiveSec=

Lad os opbygge et komplet timer- og tjenestepar, der kører et sikkerhedskopieringsscript hver dag kl. 02.00. Bemærk, hvordan sektionen [Timer] ligger i sin egen .timer-fil, mens arbejdet ligger i den tilknyttede .service-fil.

Vigtige direktiver i [Timer]:

• OnCalendar= — kalenderudtryk for tidsplanen
• Persistent=true — hvis systemet var slukket, da timeren skulle være udløst, køres den straks ved næste opstart
• RandomizedDelaySec= — tilføj op til N sekunders tilfældig variation for at forhindre en storm af samtidige forespørgsler, når mange værter deler den samme tidsplan
• Unit= — eksplicit målenhed (valgfrit, hvis navnene stemmer overens)

systemd sender alt output fra tjenester til journalen, som du forespørger i med journalctl. Det samler logge fra alle enheder i ét søgbart lager.

Vigtige journalctl-flag til fejlfinding af tjenester:

• -u <unit> — filtrér efter enhedsnavn
• -f — følg loggen i realtid (som tail -f)
• -n 50 — vis kun de sidste 50 linjer
• --since "1 hour ago" — begræns efter tid
• -p err — vis kun fejl med denne eller højere prioritet
• -b — vis kun logge fra den aktuelle opstart

Når en enhed ikke kan starte, skal du først køre journalctl -u <unit> -n 30 --no-pager og derefter systemctl status <unit> for at få den seneste fejlkontekst med.

I denne lektion har du gennemgået de centrale begreber inden for administration af systemd-tjenester og skrivning af enhedsfiler på professionelt niveau. Her er en opsummering af det, du har arbejdet med:

• Grundlæggende systemctl — start, stop, genstart, genindlæsning, aktivering, deaktivering, status, is-active og is-enabled til scriptvenlige kontroller
• Visning og filtrering — list-units og list-unit-files med flagene --type og --state for at isolere mislykkede eller aktiverede tjenester
• Enhedsfilens opbygning — de tre sektioner [Unit], [Service] og [Install] samt deres vigtigste direktiver
• Tjenestetyper — simple, forking, notify, oneshot og hvornår hver type skal bruges
• Miljø og sikkerhed — EnvironmentFile, NoNewPrivileges, ProtectSystem og PrivateTmp til hærdede dæmoner
• Timerenheder — parring af .timer- og .service-filer, OnCalendar-udtryk og Persistent-håndtering af mistede kørselstidspunkter
• Journalctl — filtrering efter enhed, tid, opstart og prioritet for effektiv diagnosticering af fejl

Med disse færdigheder kan du administrere enhver systemtjeneste, planlægge gentagne opgaver pålideligt og skrive produktionsklare enhedsfiler til dine egne dæmoner.