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Linux的運作級别與目标

在老的 Linux 發行版本中,系統運作分成不同的運作級别(run level),不同的級别所啟動的服務搭配有所不同。較新的 Linux 發行版本,比如 CentOS 7+,已經将運作級别替換成另一個新的概念--目标(target)。本文會為大家做一個比較,并對兩者間的差別做以诠釋。

運作級别 Run Level

大家都知道 Windows 有安全模式,它是Windows的最小模式,和普通模式相比,安全模式可以讓使用者更好地進行系統檢測以及錯誤修複。Linux 的運作級别是個類似的機制,不同的運作級别有不同的作用:

Linux的運作級别與目标

我們通常用到的是級别 3 和 5,一般伺服器不需要安裝圖形界面,并且需要支援使用者遠端連接配接,是以運作級别會選擇 3;個人電腦一般需要 GUI,是以會選擇運作級别 5。

想檢視目前系統的運作級别可以使用指令用到指令

#runlevel

N 5

上面的結果表示目前的運作級别是 5。在不同級别間切換可以使用指令

#init [運作級别]

比如目前運作在級别 3,是多使用者字元界面,想要啟動 GUI 圖形界面,隻需要輸入 init 5 

雖然運作級别可以實時切換,如果想修改系統啟動時預設的運作級别,在 CentOS 5 和 6 中也可以修改 /etc/inittab 檔案來進行配置。

系統初始化程序 systemd vs. init

在 CentOS 7 之前,系統的初始化程序是 init,它的 PID 是 1,初始化程序就是系統第一個被執行的程式,所有其他程序都是它的子程序,是以我們切換運作級别用到的指令是 init,系統啟動預設運作級别的配置檔案是 /etc/inittab。

從 CentOS 7 開始,系統初始化程序采用了全新的 systemd。從它的名字可以看出,它是一個服務,由系統自動在背景運作。和 init 相比,systemd 有一些明顯的優勢:

1) systemd 在系統啟動時使用了并發的啟動機制,而 init 是按順序依次啟動每項服務。實際上很多服務之間沒有依賴關系,不需要依次等待。在 Linux 早期,計算機的CPU是單核的,一次隻能處理一項任務,是以 init 的設計有它的合理性。但随着硬體技術發展,現在的伺服器CPU大多是多核心的,可以同時處理多項任務,systemd 可以并發啟動那些不相關的服務,是以系統啟動速度得到了極大的提升。

2) systemd 是按需啟動服務,而 init 是将所有背景服務統統啟動,全部完成後才允許使用者登入。init 的這種方式會使得系統啟動比較慢,另外也會占用比較多的系統資源。systemd 采用的方式是隻有某個服務被請求時才會啟動它,使用完成後會動态将該服務關閉,是以不管是啟動速度,還是系統資源的使用, systemd 都有很大的優勢。

systemd 有兩個核心的概念,單元(unit)和 目标(target)。systemd 程序對系統的管理就是通過一個個的單元來實作的。比如服務,每一個服務都有一個對應的單元,而且每個單元都有一個配置檔案,配置檔案通常以 .service 作為檔案名字尾,像 sshd 服務,它的配置檔案就是 /usr/lib/systemd/system/sshd.service

Linux的運作級别與目标

有一類比較重要的單元叫目标單元(target unit),或者簡稱目标(target),它們的配置檔案名字尾為 .target。在 systemd 中,我們用 target 來模拟實作系統不同的運作級别。

通過目标(Target)來實作運作級别

上面提到,CentOS 7 将系統初始化程序從 init 改為了 systemd,init 的運作級别(runlevels)也改成了用目标(target)來實作,不同的運作級别和目标之間是什麼對應關系呢,我們用下面這張圖來做了一個總結:

Linux的運作級别與目标

常用的運作級别是 3 (多使用者字元模式)和 5(多使用者圖形界面模式),它們分别對應的目标就是 multi-user.target 和 graphical.target。設定和切換不同的運作級别,CentOS 7 還是向前支援 init 指令,但是更建議我們使用 systemd 的管理工具 systemctl 來完成。

1) 檢視目前系統預設運作,可以使用 systemctl get-default 指令

#systemctl get-default

multi-user.target

2) 切換不同運作級别,以管理者身份使用 systemctl [目标名稱] 指令

#systemctl isolate graphical.target    切換到圖形界面

3) 設定系統啟動預設運作級别

在 CentOS 5 和 6 中,系統啟動預設的運作級别可以在 /etc/inittab 檔案中進行配置,但在 CentOS 7 中,我們打開這個配置檔案看一下:

Linux的運作級别與目标

從配置檔案内容可以看到,“在這裡做任何的配置對系統都是沒有作用的,systemd 用目标來取代運作級别。預設有兩個主要的目标,multi-user.target 相當于運作級别 3,graphical.target 相當于運作級别 5。使用 systemctl get-default 來看目前使用目标,使用 systemctl set-default Target.target 來設定系統預設目标”。

是以我們用下面的指令來試一下,将系統啟動目标設定為 graphical

#systemctl set-default graphical.target

設定成功後,重新開機電腦,發現果然進入了 GUI 圖形界面模式。

最後

到這裡,systemd 如何使用 target 來替換 init 的 runlevels 就介紹完了。可能很多老 Linux 使用者還是比較習慣于用 init,但畢竟 systemd 是更一種更先進的技術和方式,大家還是應該更積極地去接受并學習它。

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