Niveles de arranque del sistema operativo GNU/Linuxhot!

Niveles de Arranque
Este material describe el proceso init, el cual es el primer nivel de procesos
del usuario iniciado por el núcleo. init tiene muchos deberes importantes,
como iniciar getty (lo que permite a los usuarios iniciar sesión), implementar
niveles de arranque, y manipular cuidadosamente el control de los procesos
huérfanos. Este material explica como init es configurado y como usted puede
hacer uso de los diferentes niveles de ejecución.
init es el padre de todos los procesos. Su papel primario es crear procesos a
partir de un guión guardado en el archivo /etc/inittab (véase inittab(5)).
init es el primero
init es uno de esos programas que son absolutamente esenciales para la
operación de un sistema Linux, y que todavía puedes no conocerlo
completamente. Una buena distribución de Linux vendrá con una
configuración para el init que trabajará para la mayoría de los sistemas , y en
esos sistemas no hay nada que necesites hacer sobre init. Generalmente,
deberás preocuparte por init si manipulas terminales seriales, dial-in en los
modems (no dial-out), o si deseas cambiar el nivel de arranque estándar.
Cuando el núcleo ha iniciado por si mismo (ha sido cargado en memoria, ha
iniciado el arranque, así como también ha iniciado todos los controladores de
los dispositivos y estructuras de datos, entre otros), esto finaliza como una
parte propia del proceso de arranque iniciando un programa del nivel de
usuario, init. Así, init es siempre el primer proceso (su número de proceso
siempre es 1).
El núcleo busca init en algunas localizaciones que se han utilizado
históricamente para él, pero la localización apropiada para ella (en un sistema
de Linux) es /sbin/init. Si el núcleo no puede encontrar el init, intenta
ejecutar /bin/sh, y si ése también falla, el arranque del sistema no será
posible.
Cuando init comienza, finaliza el proceso de inicio del sistema realizando un
número de tareas administrativas, tales como comprobación de sistemas de
archivos, limpieza de /tmp, iniciar varios servicios, y comenzar un getty para
cada terminal y consola virtual donde los usuarios podrán iniciar una sesión.
Después de que el sistema esté correctamente iniciado, init reinicia getty
para cada terminal después de que un usuario ha terminado la sesión (de
modo que el usuario siguiente pueda iniciar una sesión). init también adopta
procesos huérfanos: cuando un proceso comienza un proceso hijo y muere
antes que su proceso hijo, el hijo inmediatamente se convierte en un proceso
hijo de init. Esto es importante por varias razones técnicas, pero es bueno
saberlo, puesto que hace más fácil entender las listas de procesos y árbol de
procesos. Hay algunas variantes de init disponibles. La mayoría de las
distribuciones Linux utilizan el sysvinit (escrito por Miquel van
Smoorenburg), el cual está basado en el diseño de init del sistema V. Las
versiones del DEB de Unix tienen un init diferente. La diferencia principal
son los niveles de ejecución: El sistema V los tiene, BSD por el contrario, no
(por lo menos tradicionalmente). Esta diferencia no es esencial. Miraremos el
sysvinit solamente.
Configurando init para iniciar
getty: el archivo /etc/inittab
Cuando el sistema inicia, init lee el archivo de configuración /etc/inittab.
Mientras el sistema está corriendo, éste releerá el archivo, si envía la señal
HUP (kill -HUP 1); esta característica hace que sea innecesario reiniciar el
sistema para que los cambios en el archivo de configuración sean asumidos
por init.
El archivo /etc/inittab es un poco complicado. Comenzaremos con un
proceso sencillo de configurar las líneas de getty. Líneas en /etc/inittab
consiste en cuatro campos delimitados por dos puntos:
id:runlevels:action:process
Los campos serán descritos a continuación. Adicionalmente, /etc/inittab
puede contener líneas vacías, y líneas que empiezan con el símbolo (`#');
ambas son ignoradas.
id
Éste identifica la línea en el archivo. En líneas de getty, éste especifica el
terminal en que correrá (los caracteres después de /dev/tty en el
nombre de archivo del dispositivo). Para otras líneas, no importa (excepto
por restricciones de longitud), pero debe ser único.
runlevels
Especifica el nivel de ejecución donde será considerada la línea. Los
niveles de arranque son indicados con dígitos simples, sin delimitadores.
(Los niveles de ejecución serán descritos en la siguiente sección.)
action
Indica la acción que será tomada por la línea, e.g., respawn para reiniciar
el proceso cuando termine, cuando éste exista, o once El proceso se
ejecutará una vez cuando se entre en el nivel de ejecución especificado.
process
El comando a ser ejecutado.
Para iniciar un getty en la primera terminal virtual (/dev/tty1), en todos los
niveles de ejecución multi-usuario (2-5), podrá ser escrito como en la siguiente
línea:
1:2345:respawn:/sbin/getty 9600 tty1
El primer campo indica que es la línea para /dev/tty1. El segundo campo
indica que ésta aplica para los niveles de ejecución 2, 3, 4, y 5. El tercer
campo significa que el comando será reiniciado cuando termine, siempre y
cuando exista (ésto permite iniciar una sesión, terminarla, y nuevamente
iniciarla). El último campo es el comando a ser ejecutado getty en el primer
terminal virtual.
Diferentes versiones de getty corren de forma distinta. Consulte su página de
manual, y asegúrese que está viendo la página de manual adecuada.
Si usted está buscando agregar terminales o acceder al sistema a través de
una llamada por módem entrante, deberá agregar más líneas al archivo
/etc/inittab, una por cada terminal o llamada entrante. Para mayores
detalles, vea las páginas de manual init, inittab y getty.
Si un comando falla mientras se está iniciando, e init es configurado para
restart (reiniciarlo), este utilizará una gran cantidad de recursos del sistema:
init lo inicia, éste falla, init lo inicia, éste falla, init lo inicia, éste falla, y así
sucesivamente, hasta el infinito. Para prevenir ésto, init no perderá de vista
cuantas veces se reinicia un comando, y si la frecuencia se hace alta, generará
un retraso de cinco minutos antes de recomenzar otra vez.
Niveles de ejecución
Un nivel de ejecución es el estado de init y de todo el sistema que define que
servicios están operando en el sistema. Los niveles de ejecución son
identificados por números. Algunos administradores de sistemas utilizan los
niveles de ejecución para definir que subsistemas están trabajando, por
ejemplo: si X está ejecutándose, si la red está operativa, y así sucesivamente.
Otros tienen todos los subsistemas siempre ejecutándose o los inician y
detienen individualmente, sin cambiar los niveles de ejecución, puesto que los
niveles de ejecución son demasiados gruesos para controlar sus sistemas.
Usted necesita decidir por usted mismo, pero puede ser que la manera más
fácil a seguir sea la manera como su distribución de Linux hace cosas.
La siguiente tabla define como la mayoría de las distribuciones Linux define
los diferentes niveles de ejecución. Sin embargo, los niveles de ejecución del 2
al 5 pueden ser modificados para satisfacer sus propios gustos.
Números de niveles de ejecución
0 Detener el sistema.
1 Modo mono usuario (single-user mode) (para administración especial).
2 Multiusuario local con soporte de red pero sin servicios de red, por
ejemplo, NFS.
3 Multiusuario con soporte de servicios de red.
4 No utilizado
5 Multiusuario con soporte de servicios de red y sistema X Windows(GUI)
6 Reinicio.
Servicios que pueden ser iniciados por un determinado tiempo de ejecución
están determinados por el contenido de varios directorios rcN.d. Muchas
distribuciones localiza estos directorios directorios cualquieras en
/etc/init.d/rcN.d o /etc/rcN.d. (Reemplace la N con el número del nivel
de ejecución.)
En cada nivel de ejecución usted podrá encontrar una serie de enlaces que
apuntan a scripts de inicio localizados en /etc/init.d. Todos los nombres de
estos enlaces empiezan por una K o S, seguido por un número. Si el nombre
de un enlace inicia con una S, esto indica que el servicio será iniciado cuando
el equipo se encuentra en ese nivel de ejecución. Si el nombre de un enlace
inicia con una K, el servicio será terminado (si está ejecutándose).
El número siguiente a la K o S indica el orden que los scripts serán
ejecutados. Éste es un ejemplo de un directorio /etc/init.d/rc3.d
# ls -l /etc/init.d/rc3.d
lrwxrwxrwx 1 root root 10
lrwxrwxrwx 1 root root 6
lrwxrwxrwx 1 root root 9
lrwxrwxrwx 1 root root 9
lrwxrwxrwx 1 root root 11
lrwxrwxrwx 1 root root 10
lrwxrwxrwx 1 root root 9
lrwxrwxrwx 1 root root 10
lrwxrwxrwx 1 root root 9
lrwxrwxrwx 1 root root 6
lrwxrwxrwx 1 root root 12
lrwxrwxrwx 1 root root 8
lrwxrwxrwx 1 root root 7
lrwxrwxrwx 1 root root 8
lrwxrwxrwx 1 root root 7
lrwxrwxrwx 1 root root 6
lrwxrwxrwx 1 root root 13
lrwxrwxrwx 1 root root 9
lrwxrwxrwx 1 root root 7
lrwxrwxrwx 1 root root 10
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2004-11-29
2005-03-29
2004-11-29
2004-11-29
2005-03-01
2004-11-29
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2004-12-02
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2004-12-22
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22:34
22:07
22:09
22:07
22:09
22:40
22:09
22:10
09:24
20:34
22:09
22:10
22:09
22:10
22:10
13:27
22:10
20:35
K12nfsboot -> ../nfsboot
K15xdm -> ../xdm
S01pcmcia -> ../pcmcia
S01random -> ../random
S02firewall -> ../firewall
S05network -> ../network
S06syslog -> ../syslog
S08portmap -> ../portmap
S08resmgr -> ../resmgr
S10nfs -> ../nfs
S12alsasound -> ../alsasound
S12fbset -> ../fbset
S12sshd -> ../sshd
S12xntpd -> ../xntpd
S13cups -> ../cups
S13kbd -> ../kbd
S13powersaved -> ../powersaved
S14hwscan -> ../hwscan
S14nscd -> ../nscd
S14postfix -> ../postfix
S14smb -> ../smb
S15cron -> ../cron
S15smbfs -> ../smbfs
Como se ejecutan los niveles de inicio son configurados en el archivo
/etc/inittab por líneas como la siguiente:
l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2
El primer campo es una etiqueta arbitraria, el segundo significa que aplica
para el nivel de ejecución 2. El tercer campo significa que init deberá ejecutar
el comando cuando se entre el nivel indicado en el cuarto campo, y que init
debe esperar por éste para completarse. El comando /etc/init.d/rc ejecuta
los comandos que sean necesarios para iniciar y detener los servicios para
entrar al nivel de ejecución 2.
El comando en el cuarto campo indica todo el trabajo duro de configurar el
trabajo e iniciar un nivel de ejecución. Éste inicia servicios que no están
ejecutándose actualmente , y detiene servicios que no deben funcionar en el
nuevo nivel de ejecución y más. Exactamente que hace el comando, y como se
ejecutan los niveles configurados, depende de la distribución Linux.
Cuando init arranca, ésto puede verse en una línea de /etc/inittab que
especifique el nivel de ejecución establecido:
id:2:initdefault:
Usted puede indicar que init inicie un nivel de arranque no establecido por
defecto a través del paso de argumentos al núcleo single o emergency. La
línea de comandos del núcleo pueden ser suministrados via LILO, por ejemplo.
Esto le permite seleccionar el modo mono usuario (single user mode) ejecutar
el sistema en nivel 1.
Mientras el sistema está ejecutándose, el comando telinit permite cambiar el
nivel de ejecución. Cuando el nivel de ejecución es cambiado, init ejecuta los
comandos relevantes de /etc/inittab.
Configuración especial en
/etc/inittab
El archivo /etc/inittab tiene algunas características especiales que le
permite a init reaccionar a circunstancias especiales. Estas características
especiales son marcadas por palabras claves especiales en el tercer campo.
Algunos ejemplos:
powerwait
Permite a init apagar el sistema, cuando la alimentación de corriente
falla. Esto asume que se está usando un UPS, y el software que controla
el UPS informa a init que el sistema debe ser apagado.
ctrlaltdel
Permite a init reiniciar el sistema, cuando el usuario presione ctrl-alt-del
en una consola de teclado. Note que el administrador del sistema puede
configurar la reacción de ctrl-alt-del para hacer algo en lugar de otra
cosa, por ejemplo, ser ignorado, si el sistema está en una ubicación
pública. (O a iniciar nethack.)
sysinit
Comando a ser ejecutado cuando el sistema está iniciado. Este comando
usualmente limpia /tmp, por ejemplo.
Esta lista no muestra todas las configuraciones especiales. Vea su manual de
inittab para observar todas las posibilidades, y para detalles para saber
como utilizar cada una de ellas.
Iniciando en modo mono usuario
Un nivel de ejecución importante es el modo mono usuario (nivel de ejecución
1), en el cual solo el administrador del sistema puede utilizar el sistema y unos
pocos servicios, incluyendo inicio de sesión, como posible estén ejecutándose.
El modo monousuairo es para algunas tareas administrativas, como por
ejemplo ejecutar fsck en una partición /usr, donde éste requiere que la
partición sea desmontada, lo cual no es posible, a menos que todos los
servicios sean detenidos (matados, killed).
Un sistema en ejecución puede pasar a modo monousuario haciendo uso de
telinit para responder a un cambio de nivel 1. En el momento de inicio, se le
puede indicar al sistema que lo haga a través de la palabra single o
emergency en la línea de comandos del núcleo: el núcleo obtiene la línea de
comando y se la pasa a init como tal, init entiende la palabra como una
instrucción que forza a no utilizar la configuración establecida para el nivel de
ejecución del sistema. (La línea de comandos del núcleo es indicada en una
forma particular para cada sistema.)
Arrancando en modo monousuario en algunas ocasiones es necesario cuando
se requiere iniciar fsck a mano, antes de que cualquier cosa monte o de otra
manera toque una partición rota /usr (cualquier actividad en un systema de
archivos roto es probable quebrarlo más, así que el fsck se debe ser ejecutado
cuanto antes).
Los scripts de arrranque init se ejecutarán automáticamente ingresando en
modo monousuario, si el inicio automático de fsck falla en una secuencia de
arranque. Esto es un intento de prevención a usar un sistema de archivos que
esté roto y que fsck no puede reparar automáticamente. Tal ruptura es poco
frecuente, ya que implica generalmente un disco duro dañado o una
actualización experimental del núcleo, indistintamente es recomendable su
reparación manual.
Como medida de seguridad, una configuración adecuada del sistema deberá
preguntar la contraseña de administrador antes de iniciar un intérprete de
comandos en modo monousuario. De lo contrario, sería sencillo incorporar
una línea conveniente en el gestor de arranque para ingresar al sistema como
administrador. (Esto será fácil de realizar si /etc/passwd ha estado dañado
por problemas del sistema de archivos, por supuesto, o en el caso de tener un
disco de arranque a mano.)
El proceso de arranque de Debian
El programa init
Al igual que todos los sistemas Unix, Debian arranca ejecutando el programa
init. El archivo de configuración de init (que es el /etc/inittab) indica que el
primer script que se debe ejecutar es el /etc/init.d/rcS.
Lo que ocurre a continuación depende de si se encuentra instalado el paquete
sysv-rc o el file-rc. A continuación, supondremos que se encuentra
instalado el paquete sysv-rc (file-rc contiene su propio script
/etc/init.d/rcS y utiliza un archivo en vez de enlaces simbólicos en los
directorios rc para controlar qué servicios se inician en los diferentes niveles
de ejecución)
El archivo /etc/init.d/rcS del paquete sysv-rc ejecuta todos los scripts
situados en /etc/rcS.d/ para realizar inicializaciones tales como la
comprobación y montaje de los sistemas de archivos, la carga de módulos, la
inicialización de los servicios de red, la configuración del reloj, etc. Luego, y
por compatibilidad, también ejecuta todos los archivos (excepto aquellos con
un `.' en su nombre) situados en /etc/rc.boot/. Este último directorio está
reservado para el administrador del sistema y su utilización ha caído en
desuso. Debian utiliza el sistema de scripts sys-V. Aunque todos los scripts init
en /etc/init.d/* están marcados como archivos de configuración y el
administrador del sistema tiene la libertad de modificarlos, es preferible
personalizarlos editando los archivos /etc/default/*. Por ejemplo,
/etc/init.d/rcS
se
puede
usar
para
personalizar
los
valores
predeterminados de arranque de motd, sulogin, etc.
Debian no utiliza el directorio rc.local del tipo BSD.
Tras llamar a init como el último paso de la secuencia de carga del núcleo,
busca el fichero /etc/inittab para ver si hay una entrada del tipo
initdefault (véase inittab(5)). La entrada initdefault determina el nivel de
ejecución inicial del sistema. Si no está esa
entrada
(o no
existe
/etc/inittab), se debe introducir un nivel de ejecución en la consola del
sistema.
El nivel de ejecución S o s lleva al sistema al modo monousuario y no
requiere un fichero /etc/initttab. En modo monousuario, se llama a
/sbin/sulogin en /dev/console.
Cada vez que un hijo termina, init registra el hecho y la razón de su muerte
en /var/run/utmp y /var/log/wtmp, suponiendo que estos ficheros existen.
Niveles de ejecución
Luego de completar el proceso de arranque, init inicia todos los servicios que
han sido configurados para ejecutarse en el nivel de ejecución
predeterminado. Este último viene indicado por una entrada id en el
/etc/inittab. Debian viene con id=2.
Debian utiliza los siguientes niveles de ejecución:
•
1 (modo monousuario),
•
2 al 5 (modos multiusuario) y
•
0 (apagar el sistema),
•
6 (reiniciar el sistema).
También puede utilizarse los niveles de ejecución 7, 8 y 9 pero sus directorios
rc no se van llenando a medida que son instalados los paquetes. Realmente no
están documentados. Esto es porque las variantes Unix tradicionales no los
usan. En caso de que sea curioso, los niveles de ejecución S y s son de hecho
el mismo. Internamente se les renombra para el mismo nivel de ejecución.
Cambie los niveles de ejecución utilizando el comando telinit.
Al entrar a un nivel de ejecución se ejecutan todos los scripts ubicados en
/etc/rcnivel_de_ejecución.d/. La primera letra del nombre del script
determina la manera en que se ejecuta el script: Los scripts cuyos nombres
comienzan con K se ejecutan con el argumento stop. Los scripts que
comienzan con S se ejecutan con el argumento start. Los scripts se ejecutan
de acuerdo al orden alfabético de sus nombres; de esta manera los scripts
"stop" se ejecutan antes que los scripts "start" y los dos dígitos a continuación
de K o S determinan el orden en que se ejecutan los scripts.
Los scripts situados en /etc/rcnivel_de_ejecución son de hecho sólo
enlaces simbólicos que apuntan a los scripts situados en /etc/init.d/ Cada
script también acepta como argumento "restart" y "force-reload"; estos
métodos se pueden utilizar para reiniciar los servicios una vez que haya sido
arrancado el sistema o forzarlos para que vuelvan a cargar sus archivos de
configuración.
Por ejemplo:
# /etc/init.d/exim4 force-reload
Personalizando los niveles de ejecución
La personalización de los niveles de ejecución es una tarea avanzada del
administrador del sistema. Los siguientes consejos son válidos para la mayoría
de los servicios.
Para habilitar el servicio servicio en el nivel de ejecución R cree el enlace
simbólico /etc/rcR.d/Sxyservicio con objetivo ../init.d/servicio. El
número de secuencia xy debe ser igual al asignado al servicio cuando fue
instalado el paquete.
Para deshabilitar un servicio, cambie de nombre el enlace simbólico de modo
que su nombre comience con K y no con S y su número de secuencia sea 100
menos xy.
Para estos fines, es conveniente usar un editor de niveles de ejecución tales
como sysv-rc-conf o ksysv.
En vez de cambiarle el nombre, es posible eliminar el enlace simbólico S de un
servicio de un directorio de niveles de ejecución determinado. Esto no
deshabilita el servicio sino que lo deja en un estado "potencial" al menos en lo
que respecta al sistema init sysv-rc : al cambiar de nivel de ejecución el
servicio no se lo activará ni se lo detendrá sino que se lo dejará como estaba,
independientemente si esta ejecutándose o no. Obsérvese, no obstante, que un
servicio que está en este estado potencial se activará si se actualiza su
paquete independientemente si estaba o no ejecutándose antes de la
actualización. Este es un atajo conocido del sistema Debian actual. Nótese
además que debería conservar los enlaces simbólicos K de un servicio en los
niveles de ejecución 0 y 6. Si borra todos los enlaces simbolicos de un servicio,
entonces al actualizar el paquete del mismo restaurará todos los enlaces
simbólicos a su estado predeterminado de fábrica.
No es aconsejable realizar modificaciones a los enlaces simbólicos situados en
/etc/rcS.d/
Cambio de nivel de ejecución
Tras haber lanzado todos los procesos especificados, init espera a que alguno
de sus procesos descendientes muera, una señal de fallo de alimentación o
hasta que se le indique por telinit que cambie el nivel de ejecución del
sistema. Cuando alguna de las tres condiciones anteriores ocurre, re-examina
el fichero /etc/inittab. Se pueden añadir nuevas entradas a este fichero en
cualquier momento. Sin embargo, init aun espera a que alguna de las tres
condiciones anteriores suceda. Para proporcionar una respuesta inmediata,
telinit Q o el parámetro q puede levantar init para que re-examine el fichero
/etc/inittab.
Si init no está en modo monousuario una señal de fallo de alimentación,
llamaran las entradas especiales powerfail.
Cuando se le solicita a init que cambie el nivel, envía la señal de aviso
SIGTERM a todos los procesos que no están definidos en el nuevo nivel de
ejecución. Espera 5 segundos antes de forzar la terminación de estos
procesos mediante la señal SIGKILL. Observe que init supone que todos
estos procesos (y sus descendientes) permanecen en el mismo grupo de
procesos que init creó originalmente para ellos. Si cualquier proceso cambia
la afiliación de grupo de proceso no recibirá estas señales. Tales procesos
necesitan ser terminados de forma separada.
El programa telinit
/sbin/telinit está enlazado con /sbin/init. Toma un argumento de un solo
carácter y señala a init para realizar la acción apropiada. Los siguientes
argumetos sirven como directivas para telinit:
0,1,2,3,4,5 o 6
indica a init que cambie al nivel de ejecución especificado.
a,b,c
indica
a
init
que
procese
sólo
las
entradas
del
fichero
/etc/inittab que tengan nivel de ejecución a,b o c.
Qoq
indica a init que re-examine el fichero /etc/inittab.
Sos
indica a init que cambie a modo monousuario.
Uou
indica a init que reejecute él mismo (guardando el estado). No reexamining el fichero /etc/inittab. El nivel de ejecución debería ser uno de
Ss12345, en otro caso la solicitud sería ignorada silenciosamente.
telinit también puede decir a init cuanto esperará entre los envíos a los
procesos de las señales SIGTERM y SIGKILL. El valor por defecto es 5
segundos, pero se puede cambiar con la opción -t sec.
telinit sólo se puede llamar por usuarios con los privilegios apropiados.
El binario init comprueba si es init o telinit mirando a su id de proceso; el id
del proceso init real es siempre 1. De esto podemos concluir que en lugar de
llamar a telinit se puede usar init en su lugar como abreviatura.