17.1 什么是 daemon 与服务 （service）

我们在第十六章就曾经谈过“服务”这东西！ 当时的说明是“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 ”。

但如果你常常上网去查看一些数据的话，尤其是 Unix-Like 的相关操作系统，应该常常看到“请启动某某 daemon 来提供某某功能”，唔！那么 daemon 与 service 有关啰？否则为什么都能够提供某些系统或网络功能？此外，这个 daemon 是什么东西呀？ daemon 的字面上的意思就是“守护神、恶魔？”还真是有点奇怪呦！^_^""！

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 的提供总是需要程序的运行吧！否则如何执行呢？所以达成这个 service 的程序我们就称呼他为 daemon 啰！ 举例来说，达成循环型例行性工作调度服务 （service） 的程序为 crond 这个 daemon 啦！这样说比较容易理解了吧！

鸟哥的图示

Tips 你不必去区分什么是 daemon 与 service ！事实上，你可以将这两者视为相同！因为达成某个服务是需要一支 daemon 在背景中运行， 没有这支 daemon 就不会有 service ！所以不需要分的太清楚啦！

一般来说，当我们以文字模式或图形模式 （非单人维护模式） 完整开机进入 Linux 主机后， 系统已经提供我们很多的服务了！包括打印服务、工作调度服务、邮件管理服务等等； 那么这些服务是如何被启动的？他们的工作型态如何？下面我们就来谈一谈啰！

鸟哥的图示

Tips daemon 既然是一只程序执行后的程序，那么 daemon 所处的那个原本的程序通常是如何命名的呢 （daemon 程序的命名方式）。 每一个服务的开发者，当初在开发他们的服务时，都有特别的故事啦！不过，无论如何，这些服务的名称被创建之后，被挂上 Linux 使用时，通常在服务的名称之后会加上一个 d ，例如例行性命令的创建的 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。所以，在第十六章中，我们使用了 ps 与 top 来观察程序时，都会发现到很多的 {xxx}d 的程序，呵呵！通常那就是一些 daemon 的程序啰！

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

还记得我们在第一章谈到过 Unix 的 system V 版本吧？那个很纯种的 Unix 版本～ 在那种年代下面，我们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调用的程序是 init ， 然后 init 去唤起所有的系统所需要的服务，不论是本机服务还是网络服务就是了。

基本上 init 的管理机制有几个特色如下：

  • 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/ 下面，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， 可以通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
  • 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 socket 对应或 port 对应的管理。当没有用户要求某 socket 或 port 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～ 因为通过 xinetd 所总管，因此这个家伙就被称为 super daemon。好处是可以通过 super daemon 来进行服务的时程、连线需求等的控制，缺点是唤醒服务需要一点时间的延迟。
  • 服务的相依性问题：服务是可能会有相依性的～例如，你要启动网络服务，但是系统没有网络， 那怎么可能可以唤醒网络服务呢？如果你需要连线到外部取得认证服务器的连线，但该连线需要另一个A服务的需求，问题是，A服务没有启动， 因此，你的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！
  • 执行等级的分类：上面说到 init 是开机后核心主动调用的， 然后 init 可以根据使用者自订的执行等级 （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通过 /etc/rc.d/rc[0-6]/SXXdaemon 链接到 /etc/init.d/daemon ， 链接文件名 （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 的设置，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。
  • 制定执行等级默认要启动的服务：若要创建如上提到的 SXXdaemon 的话，不需要管理员手动创建链接文件， 通过如下的指令可以来处理默认启动、默认不启动、观察默认启动否的行为：
    • 默认要启动： chkconfig daemon on
    • 默认不启动： chkconfig daemon off
    • 观察默认为启动否： chkconfig —list daemon

  • 执行等级的切换行为：当你要从纯命令行 （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 这小子会主动去分析 /etc/rc.d/rc[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。
    基本上 init 主要的功能都写在上头了，重要的指令包括 daemon 本身自己的脚本 （/etc/init.d/daemon） 、xinetd 这个特殊的总管程序 （super daemon）、设置默认开机启动的 chkconfig， 以及会影响到执行等级的 init N 等。虽然 CentOS 7 已经不使用 init 来管理服务了，不过因为考虑到某些脚本没有办法直接塞入 systemd 的处理，因此这些脚本还是被保留下来， 所以，我们在这里还是稍微介绍了一下。更多更详细的数据就请自己查询旧版本啰！如下就是一个可以参考的版本：

  • http://linux.vbird.org/linux_basic/0560daemons/0560daemons-centos5.php

    17.1.2 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，就是前一小节提到的 init 启动脚本的方法， 改用 systemd 这个启动服务管理机制～那么 systemd 有什么好处呢？

  • 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。但目前我们的硬件主机系统与操作系统几乎都支持多核心架构了， 没道理未相依的服务不能同时启动啊！systemd 就是可以让所有的服务同时启动，因此你会发现到，系统启动的速度变快了！
  • 一经要求就回应的 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, service… 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 daemon 启动的任务。
  • 服务相依性的自我检查：由于 systemd 可以自订服务相依性的检查，因此如果 B 服务是架构在 A 服务上面启动的，那当你在没有启动 A 服务的情况下仅手动启动 B 服务时， systemd 会自动帮你启动 A 服务喔！这样就可以免去管理员得要一项一项服务去分析的麻烦～（如果读者不是新手，应该会有印象，当你没有启动网络， 但却启动 NIS/NFS 时，那个开机时的 timeout 甚至可达到 10~30 分钟…）
  • 依 daemon 功能分类：systemd 旗下管理的服务非常多，包山包海啦～为了厘清所有服务的功能，因此，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 stand alone 与 super daemon 实在不够看，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。
  • 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创建， 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！

  • 向下相容旧有的 init 服务脚本：基本上， systemd 是可以相容于 init 的启动脚本的，因此，旧的 init 启动脚本也能够通过 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：

  • 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；

  • 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 就是纯脚本可以自订参数，systemctl 不可自订参数。；
  • 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 （例如你自己手动输入 crond 以启动 crond 服务），那么 systemd 将无法侦测到该服务，而无法进一步管理。

  • systemd 启动过程中，无法与管理员通过 standard input 传入讯息！因此，自行撰写 systemd 的启动设置时，务必要取消互动机制～（连通过启动时传进的标准输入讯息也要避免！）
    不过，光是同步启动服务脚本这个功能就可以节省你很多开机的时间～同时 systemd 还有很多特殊的服务类型 （type） 可以提供更多有趣的功能！确实值得学一学～ 而且 CentOS 7 已经用了 systemd 了！想不学也不行啊～哈哈哈！好～既然要学，首先就得要针对 systemd 管理的 unit 来了解一下。

  • 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。 哇！这么多类型，那设置时会不会很麻烦呢？其实还好，因为配置文件都放置在下面的目录中：

  • /usr/lib/systemd/system/：每个服务最主要的启动脚本设置，有点类似以前的 /etc/init.d 下面的文件；

  • /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创建的执行脚本，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/ 高喔！
    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/ 下面的设置，所以该目录下面就是一大堆链接文件。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/ 下面的喔！因此如果你想要修改某个服务启动的设置，应该要去 /usr/lib/systemd/system/ 下面修改才对！ /etc/systemd/system/ 仅是链接到正确的执行脚本配置文件而已。所以想要看执行脚本设置，应该就得要到 /usr/lib/systemd/system/ 下面去查阅才对！

  • systemd 的 unit 类型分类说明
    那 /usr/lib/systemd/system/ 以下的数据如何区分上述所谓的不同的类型 （type） 呢？很简单！看扩展名！举例来说，我们来瞧瞧上一章谈到的 vsftpd 这个范例的启动脚本设置， 还有 crond 与纯文本模式的 multi-user 设置：

  1. [root@study ~]# ll /usr/lib/systemd/system/ | grep -E '（vsftpd|multi|cron）'
  2. -rw-r--r--. 1 root root  284  7月 30  2014 crond.service
  3. -rw-r--r--. 1 root root  567  3月  6 06:51 multipathd.service
  4. -rw-r--r--. 1 root root  524  3月  6 13:48 multi-user.target
  5. drwxr-xr-x. 2 root root 4096  5月  4 17:52 multi-user.target.wants
  6. lrwxrwxrwx. 1 root root   17  5月  4 17:52 runlevel2.target -> multi-user.target
  7. lrwxrwxrwx. 1 root root   17  5月  4 17:52 runlevel3.target -> multi-user.target
  8. lrwxrwxrwx. 1 root root   17  5月  4 17:52 runlevel4.target -> multi-user.target
  9. -rw-r--r--. 1 root root  171  6月 10  2014 vsftpd.service
  10. -rw-r--r--. 1 root root  184  6月 10  2014 vsftpd@.service
  11. -rw-r--r--. 1 root root   89  6月 10  2014 vsftpd.target
  12. # 比较重要的是上头提供的那三行特殊字体的部份！

所以我们可以知道 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， 我们大概可以找到几种比较常见的 systemd 的服务类型如下：

扩展名 主要服务功能
.service 一般服务类型 （service unit）：主要是系统服务，包括服务器本身所需要的本机服务以及网络服务都是！比较经常被使用到的服务大多是这种类型！ 所以，这也是最常见的类型了！
.socket 内部程序数据交换的插槽服务 （socket unit）：主要是 IPC （Inter-process communication） 的传输讯息插槽档 （socket file） 功能。 这种类型的服务通常在监控讯息传递的插槽档，当有通过此插槽档传递讯息来说要链接服务时，就依据当时的状态将该用户的要求传送到对应的 daemon， 若 daemon 尚未启动，则启动该 daemon 后再传送用户的要求。使用 socket 类型的服务一般是比较不会被用到的服务，因此在开机时通常会稍微延迟启动的时间 （因为比较没有这么常用嘛！）。一般用于本机服务比较多，例如我们的图形界面很多的软件都是通过 socket 来进行本机程序数据交换的行为。 （这与早期的 xinetd 这个 super daemon 有部份的相似喔！）
.target 执行环境类型 （target unit）：其实是一群 unit 的集合，例如上面表格中谈到的 multi-user.target 其实就是一堆服务的集合～也就是说， 选择执行 multi-user.target 就是执行一堆其他 .service 或/及 .socket 之类的服务就是了！
.mount .automount 文件系统挂载相关的服务 （automount unit / mount unit）：例如来自网络的自动挂载、NFS 文件系统挂载等与文件系统相关性较高的程序管理。
.path 侦测特定文件或目录类型 （path unit）：某些服务需要侦测某些特定的目录来提供伫列服务，例如最常见的打印服务，就是通过侦测打印伫列目录来启动打印功能！ 这时就得要 .path 的服务类型支持了！
.timer 循环执行的服务 （timer unit）：这个东西有点类似 anacrontab 喔！不过是由 systemd 主动提供的，比 anacrontab 更加有弹性！

其中又以 .service 的系统服务类型最常见了！因为我们一堆网络服务都是通过这种类型来设计的啊！接下来，让我们来谈谈如何管理这些服务的启动与关闭。

原文: https://wizardforcel.gitbooks.io/vbird-linux-basic-4e/content/148.html