101.3 Runlevel, Shutdown e Reboot (LPIC-1)
Este documento apresenta um resumo detalhado do conteúdo abordado na seção "101.3 Runlevel, Shutdown e Reboot" da certificação LPIC-1. O foco principal é o processo de inicialização do Linux, as diferentes implementações do init, o gerenciamento de runlevels e targets, e os comandos relacionados a desligamento e reinicialização do sistema.
1. O Processo de Inicialização do Linux e o init
O processo de inicialização do Linux é iniciado por um processo com PID 1, tradicionalmente conhecido como init. Este é o primeiro processo no espaço de usuário e serve como o pai de todos os outros processos do sistema. Sua função primordial é gerenciar o estado do sistema e iniciar/parar serviços.
2. Implementações do init
Ao longo do tempo, diversas implementações do init surgiram, cada uma com suas particularidades:
2.1. SysV Init
O SysV Init é o método tradicional, baseado em scripts localizados em /etc/init.d/ e links simbólicos em diretórios como /etc/rcX.d/, onde X representa o runlevel. Embora ainda presente em algumas distribuições, tem sido gradualmente substituído por sistemas mais modernos.
2.2. Upstart
Desenvolvido pela Canonical, o Upstart foi uma tentativa de modernizar o processo de inicialização, introduzindo suporte a eventos e inicialização paralela. Foi amplamente utilizado em versões anteriores do Ubuntu, mas foi substituído pelo SystemD.
2.3. SystemD
Atualmente, o SystemD é o padrão na maioria das distribuições Linux modernas (Red Hat, Fedora, Debian, Ubuntu, etc.). Ele transcende o papel de um simples init, atuando como um gerenciador completo de sistema e serviços. O SystemD introduz o conceito de unidades (units) e targets, gerenciados principalmente pelo comando systemctl. Ele mantém compatibilidade com scripts SysV para suportar serviços legados.
2.4. OpenRC
O OpenRC é uma alternativa leve e eficiente, utilizada em distribuições como Alpine Linux e Gentoo. Ele mantém compatibilidade com o estilo SysV, mas oferece suporte a paralelismo e dependências entre serviços.
3. O SysV Init em Detalhes
O SysV Init opera com o conceito de runlevels (níveis de execução), onde cada runlevel define um conjunto de serviços e programas a serem iniciados ou finalizados. As configurações principais são definidas no arquivo /etc/inittab, que especifica o runlevel padrão e mapeia ações para eventos. Os scripts de inicialização estão em /etc/init.d/ e são organizados por runlevel nos diretórios /etc/rcX.d/.
- Scripts com prefixo
S(Start) são iniciados. - Scripts com prefixo
K(Kill) são finalizados.
3.1. Códigos de Runlevels
A tabela a seguir descreve os runlevels padrão no SysV Init:
| Código | Descrição |
|---|---|
| 0 | Desligamento |
| 1, s, S ou Single | Single User (modo de manutenção, um único usuário) |
| 2 | MultiUser sem rede |
| 3 | MultiUser com rede |
| 4 | Reservado para uso personalizado |
| 5 | MultiUser com rede e interface gráfica (desktops) |
| 6 | Reinicialização |
3.2. Gerenciamento de Runlevels (SysV Init)
- Verificar runlevel padrão: Consultar
/etc/inittab. - Verificar runlevel atual e anterior: Comando
runlevel. - Mudar de runlevel:
init Xoutelinit X(ondeXé o número do runlevel). - Recarregar
/etc/inittab:telinit qoutelinit Q. - Reaplicar runlevel atual:
telinit uoutelinit U.
3.3. Estrutura do /etc/inittab
Cada linha no /etc/inittab segue a estrutura id:runlevels:action:process:
id: Identificador da entrada (até quatro caracteres).runlevels: Runlevels nos quais a ação deve ocorrer (0-6).action: Comportamento doinitem relação ao processo.process: Caminho do comando ou script a ser executado.
Subindo uma distro com esse tipo de gerenciamento (Slackware por exemplo), teríamos essa estrutura:
# Default runlevel
id:3:initdefault:
# Configuration script executed during boot
si::sysinit:/etc/init.d/rcS
# Action taken on runlevel S (single user)
~:S:wait:/sbin/sulogin
## id:runlevels:action:process
# Configuration for each execution level
l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/init.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/init.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/init.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/init.d/rc 6
# Action taken upon ctrl+alt+del keystroke
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -r now
# Enable consoles for runlevels 2 and 3
1:23:respawn:/sbin/getty tty1 VC linux
2:23:respawn:/sbin/getty tty2 VC linux
3:23:respawn:/sbin/getty tty3 VC linux
4:23:respawn:/sbin/getty tty4 VC linux
# For runlevel 3, also enable serial
# terminals ttyS0 and ttyS1 (modem) consoles
S0:3:respawn:/sbin/getty -L 9600 ttyS0 vt320
S1:3:respawn:/sbin/mgetty -x0 -D ttyS1
3.4. Ações Comuns no /etc/inittab
| Ação | Descrição |
|---|---|
boot |
Executa o processo uma vez durante a inicialização, ignorando runlevels. |
bootwait |
Similar a boot, mas init aguarda a finalização do processo. |
sysinit |
Executa durante a inicialização, antes de qualquer runlevel ser ativado. |
wait |
Executa nos runlevels especificados e init aguarda sua conclusão. |
once |
Executa uma única vez ao entrar no runlevel especificado. |
respawn |
Reinicia o processo sempre que ele for finalizado (comum para terminais). |
ctrlaltdel |
Executa quando o sistema recebe SIGINT via Ctrl+Alt+Del. |
Os scripts de inicialização ficam em /etc/init.d:
ls -l /etc/init.d/
total 156
-rwxr-xr-x 1 root root 3740 Apr 1 2020 apparmor
-rwxr-xr-x 1 root root 2964 Dec 6 2019 apport
-rwxr-xr-x 1 root root 1071 Jul 24 2018 atd
-rwxr-xr-x 1 root root 1232 Mar 27 2020 console-setup.sh
-rwxr-xr-x 1 root root 3059 Feb 11 2020 cron
-rwxr-xr-x 1 root root 937 Feb 4 2020 cryptdisks
-rwxr-xr-x 1 root root 896 Feb 4 2020 cryptdisks-early
-rwxr-xr-x 1 root root 3152 Sep 30 2019 dbus
-rwxr-xr-x 1 root root 985 Feb 12 2021 grub-common
-rwxr-xr-x 1 root root 2363 Jul 17 2017 haveged
-rwxr-xr-x 1 root root 3809 Jul 28 2019 hwclock.sh
-rwxr-xr-x 1 root root 4698 Jun 23 2018 ifplugd
-rwxr-xr-x 1 root root 2638 Dec 13 2019 irqbalance
-rwxr-xr-x 1 root root 1503 May 11 2020 iscsid
-rwxr-xr-x 1 root root 1479 Nov 27 2019 keyboard-setup.sh
-rwxr-xr-x 1 root root 2044 Feb 19 2020 kmod
-rwxr-xr-x 1 root root 695 Jan 28 2020 lvm2
-rwxr-xr-x 1 root root 586 Jan 28 2020 lvm2-lvmpolld
-rwxr-xr-x 1 root root 2827 Jan 9 2020 multipath-tools
-rwxr-xr-x 1 root root 4445 Jan 29 2019 networking
-rwxr-xr-x 1 root root 2503 May 11 2020 open-iscsi
-rwxr-xr-x 1 root root 1846 Mar 9 2020 open-vm-tools
-rwxr-xr-x 1 root root 1366 Mar 23 2020 plymouth
-rwxr-xr-x 1 root root 752 Mar 23 2020 plymouth-log
-rwxr-xr-x 1 root root 924 Feb 13 2020 procps
-rwxr-xr-x 1 root root 3117 Jan 28 2021 qemu-guest-agent
-rwxr-xr-x 1 root root 4417 Oct 15 2019 rsync
-rwxr-xr-x 1 root root 2864 Mar 7 2019 rsyslog
-rwxr-xr-x 1 root root 1222 Apr 2 2017 screen-cleanup
-rwxr-xr-x 1 root root 3939 May 29 2020 ssh
-rwxr-xr-x 1 root root 1582 Dec 23 2019 sysstat
-rwxr-xr-x 1 root root 6872 Apr 22 2020 udev
-rwxr-xr-x 1 root root 2083 Jan 21 2020 ufw
-rwxr-xr-x 1 root root 1391 Apr 13 2020 unattended-upgrades
-rwxr-xr-x 1 root root 1306 Apr 2 2020 uuidd
Validamos o Runlevel atual com o comando:
$ runlevel
N 5
Para validar os serviços rodando, podemos usar os comandos:
$ service --status-all
Ver staus do ssh:
$ sudo service sshd status
openssh-daemon (pid 1392) is running...
Reiniciar um serviço:
$ sudo service rsyslog restart
Shutting down system logger: [ OK ]
Starting system logger: [ OK ]
Parar um serviço:
$ sudo service rsyslog stop
Shutting down system logger: [ OK ]
Iniciar um serviço:
$ sudo service rsyslog start
Starting system logger: [ OK ]
Existem ferramentas para gerência da criação/remoção dos links simbólicos, dentro dos diretórios, facilitando a vida do Administrador de Sistemas
- CHKCONFIG - Família RedHat
- UPDATE-RC.D - Família Debian
Vamos avaliar o chkconfig:
chkconfig --add - Adiciona um script à inicialização (cria os links nos diretórios rc[0-6].d)
chkconfig --del - Remove o script da inicialização (remove os links nos diretórios rc[0-6].d)
chkconfig --list - Lista todos os scripts registrados no chkconfig e seus estados nos runlevels
chkconfig --level <N> - Define manualmente em quais runlevels o serviço estará 'on' ou 'off'
NOTE que um chkconfig sem argumentos, vai trazer TODOS os scripts que estão carregados na iniciaçização do sistema! Rode um chkconfig --help ou man chkconfig para mais informações.
Vamos avaliar o updaterc.d:
# Iniciando um script no boot (Para o runlevel 5):
$ sudo update-rc.d cups enable 5
# Desabilitando este script do runlevel 5:
$ sudo update-rc.d cups disable 5
- Se omitir o id do runlevel, ele será habilitado ou desabilitado nos runlevels [1-5]
Remova todos os links para um script:
$ sudo update-rc.d cups remove
# Apaga ele dos diretórios /etc/rc[1-5].d/
Adicionando um script no mapeamento (Podemos usar ele de novo com o Enable e Disable):
$ sudo update-rc.d cups defaults
# Adiciona ele dos diretórios /etc/rc[1-5].d/
4. SystemD em Detalhes
O SystemD substitui o SysV Init com melhorias como paralelização nativa e gerenciamento baseado em eventos. Ele utiliza units e targets para definir o estado do sistema.
4.1. Conceitos Chave (SystemD)
- Units: Elementos fundamentais que representam serviços, sockets, dispositivos, pontos de montagem, etc.
- Targets: Grupos de units que definem um estado do sistema, funcionando como o equivalente moderno aos runlevels.
4.2. Tipos Comuns de Units
service: Daemons (ex:sshd.service).socket: Sockets de sistema ou rede.device: Dispositivos do kernel.mount: Pontos de montagem.automount: Pontos de montagem ativados sob demanda.target: Agrupa units para configurar estados (ex:multi-user.target,graphical.target).timer: Substituicron jobs, ativando serviços em horários específicos.
Os arquivos das units geralmente estão em /lib/systemd/system/ e seguem o formato nome.tipo.
4.3. Comandos systemctl
O comando systemctl é a principal ferramenta para gerenciar o SystemD:
| Comando | Descrição |
|---|---|
start <unit> |
Inicia a unit. |
stop <unit> |
Interrompe a unit. |
restart <unit> |
Reinicia a unit. |
status <unit> |
Mostra o estado da unit (em execução, ativa no boot, etc.). |
is-active <unit> |
Verifica se a unit está ativa (active ou inactive). |
enable <unit> |
Habilita a unit para iniciar na inicialização do sistema. |
disable <unit> |
Desabilita a unit da inicialização. |
enable --now <unit> |
Habilita e inicia a unit imediatamente. |
is-enabled <unit> |
Verifica se a unit está habilitada para iniciar com o sistema. |
isolate <target> |
Muda para um target específico (equivalente a telinit NUMERO). |
set-default <target> |
Configura um novo target padrão. |
get-default |
Exibe o target padrão. |
list-unit-files |
Lista todas as units disponíveis e seu status de habilitação. |
list-units |
Mostra as units ativas ou que estiveram ativas na sessão atual. |
list-units --type=<Unit> |
Filtra units por tipo. |
suspend |
Coloca o sistema em modo de baixo consumo (dados na memória). |
hibernate |
Copia dados da memória para o disco para recuperação posterior. |
poweroff |
Desliga a máquina. |
reboot |
Reinicia a máquina. |
4.4. Compatibilidade com Runlevels (SystemD)
O SystemD mapeia os antigos runlevels do SysV Init para seus próprios targets:
runlevel0.target->poweroff.targetrunlevel1.target->rescue.targetrunlevel2.target->multi-user.targetrunlevel3.target->multi-user.targetrunlevel4.target->multi-user.targetrunlevel5.target->graphical.targetrunlevel6.target->reboot.target
5. Upstart em Detalhes
O Upstart, embora substituído, ainda é relevante para sistemas legados. Ele usa scripts em /etc/init.d/ para compatibilidade, mas seus arquivos de configuração ficam em /etc/init/.
5.1. Comandos initctl (Upstart)
initctl list: Lista trabalhos e instâncias, exibindo o status.initctl status <SERVIÇO>: Exibe o status de um serviço.initctl start <SERVIÇO>: Inicia um serviço.initctl stop <SERVIÇO>: Para um serviço.
6. Shutdown e Restart
Comandos para desligar ou reiniciar o sistema, com a capacidade de enviar mensagens de aviso aos usuários e agendar operações.
6.1. Opções Comuns do shutdown
-P: Desliga o Linux e a máquina.-h: Desliga o Linux, mas não a máquina (depende do hardware).-r: Reinicia.-c: Cancela um desligamento agendado.
6.2. Agendamento de Desligamento/Reinicialização
sudo shutdown +N: Agenda o desligamento paraNminutos no futuro.sudo shutdown HH:MM: Agenda o desligamento para um horário específico.sudo shutdown -P nowousudo shutdown -P +0: Desliga imediatamente.sudo shutdown -r nowousudo shutdown -r +0: Reinicia imediatamente.- `sudo shutdown +N
"Mensagem" &`: Agenda o desligamento com uma mensagem personalizada.
6.3. Outros Comandos de Desligamento/Reinicialização
- Desligar:
poweroff,halt,systemctl poweroff,systemctl halt. - Reiniciar:
reboot,systemctl reboot.
7. WALL
O comando wall é utilizado para enviar uma mensagem para todos os usuários conectados no sistema, ou para um grupo específico de usuários.
8. ACPID - Advanced Configuration and Power Interface
O daemon acpid é o principal gerenciador de energia do Linux. Ele permite configurar ações personalizadas em resposta a eventos relacionados ao consumo de energia, como fechar a tampa de um laptop, bateria fraca ou níveis de carga da bateria.
That's All Folks