Тестирование системы инициализации sysmaster
Знакомство с sysmaster
На сегодняшний день доминирующей системой инициализации в Linux системах является systemd. Времена споров по целесообразности её внедрения и хейта в её адрес в основном уже в прошлом. Все давно научились с ней работать и просто воспринимают её как данность. Но, справедливости ради, стоит признать, что systemd на данный момент представляет из себя довольно объёмный и многокомпонентный проект и, если мы хотим использовать его на embedded устройствах с небольшим количеством оперативной памяти, то у нас могут возникнуть сложности с оптимальным использованием столь ценного ресурса. Поэтому и возникла потребность в создании ещё одной ультра легковесной системы инициализации, заточенной на использование во встраиваемых системах. Памятуя о том, что все уже и так научились пользоваться systemd, то создавать ещё одну, непохожую ни на что систему инициализации, было бы по меньшей мере странно. Тогда, в сообществе OpenEuler и было принято решение о создании максимально близкой к systemd по использованию и настройке системы инициализации, которая бы могла успешно использоваться в тех случаях, где ресурсы системы необходимо использовать крайне рачительным способом и от системы инициализации требуются в основном только базовые функции, а богатый функционал systemd может стать её недостатком и быть попросту избыточным.
Итак, переходя от слов к делу, вашему вниманию представляется проект sysmaster (ссылка на исходники: https://gitee.com/openeuler/sysmaster ). Минималистичная, ультра-лёгкая система инициализации, призванная составить конкуренцию systemd на embedded устройствах, в облачных вычислениях и даже серверах.
Архитектуру sysmaster можно увидеть на схеме (взята с https://docs.openeuler.org/en/docs/22.03_LTS_SP3/docs/sysMaster/overview.html)
Схема компонентов sysmaster
sysMaster состоит из трех компонентов:
-
sysmaster-init, новая реализация PID 1, применима к встраиваемым системам с такими функциями, как инициализация системы, мониторинг поддержания работоспособности сервисов.
-
sysmaster-core выполняет основные функции управления сервисами и включает в себя надёжную платформу, обеспечивающую оперативное обновление и быстрое самовосстановление в случае сбоев, обеспечивая доступность сервиса в режиме 24/7.
-
sysmaster-exts предлагает набор компонентов (таких как devMaster для управления устройствами и busMaster для обмена данными по шине), которые обеспечивают ключевые системные функции. Вы можете выбрать компоненты для использования по мере необходимости.
Сегодня, в данной статье мы постараемся сделать беглый обзор этой новой системы инициализации и ознакомится с базовыми сценариями её применения.
Установка
Мы будем тестировать данную технологию на виртуальной машине (архитектура x86_64), на которой развёрнут дистрибутив OpenScaler 22.03 LTS SP3.
Установка пакета происходит привычным способом:
# dnf install sysmaster
В системе появляется пакет sysmaster-0.5.1-8.os2203sp3.x86_64.
Давайте посмотрим, что именно в ходит в состав пакета и насколько он «легковесный»:
# rpm -ql sysmaster-0.5.1-8.os2203sp3.x86_64/etc/ima/digest_lists.tlv/0-metadata_list-compact_tlv-sysmaster-0.5.1-8.os2203sp3.x86_64/etc/ima/digest_lists/0-metadata_list-compact-sysmaster-0.5.1-8.os2203sp3.x86_64/etc/sysmaster/etc/sysmaster/system/etc/sysmaster/system.conf/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/NetworkManager.service/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/dbus.service/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/fstab.service/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/getty.target/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/hostname-setup.service/etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/sshd.service/etc/sysmaster/system/sysinit.target.wants/etc/sysmaster/system/sysinit.target.wants/udev-trigger.service/etc/sysmaster/system/sysinit.target.wants/udevd.service/usr/bin/sctl/usr/lib/sysmaster/usr/lib/sysmaster/fstab/usr/lib/sysmaster/hostname_setup/usr/lib/sysmaster/init/usr/lib/sysmaster/random_seed/usr/lib/sysmaster/rc-local-generator/usr/lib/sysmaster/sysmaster/usr/lib/sysmaster/sysmonitor/usr/lib/sysmaster/system/usr/lib/sysmaster/system-generators/getty-generator/usr/lib/sysmaster/system/NetworkManager.service/usr/lib/sysmaster/system/basic.target/usr/lib/sysmaster/system/dbus.service/usr/lib/sysmaster/system/dbus.socket/usr/lib/sysmaster/system/fstab.service/usr/lib/sysmaster/system/getty.target/usr/lib/sysmaster/system/getty@.service/usr/lib/sysmaster/system/hostname-setup.service/usr/lib/sysmaster/system/multi-user.target/usr/lib/sysmaster/system/serial-getty@.service/usr/lib/sysmaster/system/shutdown.target/usr/lib/sysmaster/system/sockets.target/usr/lib/sysmaster/system/sshd-keygen.target/usr/lib/sysmaster/system/sshd-keygen@.service/usr/lib/sysmaster/system/sshd.service/usr/lib/sysmaster/system/sysctl.service/usr/lib/sysmaster/system/sysinit.target/usr/lib/sysmaster/system/syslog.socket/usr/lib/sysmaster/system/syslog.target/usr/lib/sysmaster/system/udev-trigger.service/usr/lib/sysmaster/system/udevd-control.socket/usr/lib/sysmaster/system/udevd-kernel.socket/usr/lib/sysmaster/system/udevd.service/usr/lib/udev/rules.d/99-sysmaster.rules
Да, действительно, мы видим только одну утилиту управления (sctl), небольшое количество управляющих служб и файлы с конфигурацией для самых базовых сервисов.
Давайте продолжим установку и создадим initrd образ без модулей systemd командой:
# dracut -f --omit "systemd systemd-initrd systemd-networkd dracut-systemd" /boot/initrd_withoutsd.imgТеперь, чтобы загрузиться с использованием этого initrd поправим вручную файл с конфигурацией GRUB (/boot/efi/EFI/openScaler/grub.cfg) и пропишем туда новую секцию:
menuentry 'openScaler sysmaster' --class openscaler --class gnu-linux --class gnu --class os --unrestricted $menuentry_id_option 'os-sysmaster' {
load_video
set gfxpayload=keep
insmod gzio
insmod part_gpt
insmod ext2
set root='hd0,gpt2'
if [ x$feature_platform_search_hint = xy ]; then
search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,gpt2 --hint-efi=hd0,gpt2 --hint-baremetal=ahci0,gpt2 8b880b42-b0e6-4076-bf8d-77f7dd889c5a
else
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 8b880b42-b0e6-4076-bf8d-77f7dd889c5a
fi
echo 'Loading Linux 5.10.0-182.0.0.95.os2203sp3.x86_64 ...'
linux /vmlinuz-5.10.0-182.0.0.95.os2203sp3.x86_64 root=/dev/mapper/openscaler-root rw resume=/dev/mapper/openscaler-swap rd.lvm.lv=openscaler/root rd.lvm.lv=openscaler/swap cgroup_disable=files apparmor=0 crashkernel=1024M,high smmu.bypassdev=0x1000:0x17 smmu.bypassdev=0x1000:0x15 panic=3 nmi_watchdog=1 plymouth.enable=0 init=/usr/lib/sysmaster/init
echo 'Loading initial ramdisk ...'
initrd /initrd_withoutsd.img
}В которой мы добавили параметр ядру "init=/usr/lib/sysmaster/init", отключили plymouth.enable и поменяли путь "initrd /initrd_withoutsd.img".
Перезагружаем нашу виртуальную машину, дожидаемся загрузки и заходим пользователем root в консоль.
Проверка работы
Давайте проверим базовый функционал sysmaster с использованием её утилиты sctl.
Для тренировки мы выберем сервис sshd и давайте сразу ознакомимся с содержимым файла с конфигурацией этого сервиса:
# cat /usr/lib/sysmaster/system/sshd.service
[Unit]
Description=OpenSSH server daemon
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=sshd-keygen.target
Wants=sshd-keygen.target
[Service]
Type=notify"
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42
[Install]
WantedBy=multi-user.targetИ да, вас не обманывает зрение — это привычный синтаксис systemd. Все директивы, которые можно использовать при настройке сервиса вы можете увидеть в документации http://sysmaster.online/man/core/service/#limitcorelimitnofilelimitnproc
Давайте ознакомимся с базовыми действиями, которые предоставляет утилита sctl:
sctl 0.5.1parse program arguments
USAGE:sctl [OPTIONS] <SUBCOMMAND>
OPTIONS:-c, --count <COUNT> Number of times [default: 1]-h, --help Print help information-V, --version Print version information
SUBCOMMANDS:isolate `[unit]` Isolate one or more unitsreload `[unit]` Reload one or more unitsreset-failed `[unit]` Reset the failed state of one or more unitsrestart `[unit]` Restart one or more unitsstatus `[unit]` Show the status of one or more unitsstart `[unit]` Start one or more unitsstop `[unit]` Stop one or more unitsdaemon-reload `[manager]` Reload sysmaster manager configurationdaemon-reexec `[manager]` Reexecute sysmaster managerlist-units `[manager]` List all unitshalt `[system]` Halt the systempoweroff `[system]` Poweroff the systemreboot `[system]` Reboot the systemshutdown `[system]` Shutdown the systemswitch-root `[system]` Switch to other root file systemenable `[unit-file]` Enable one or more unitsdisable `[unit-file]` Disable one or more unitsmask `[unit-file]` Mask one or more unitsunmask `[unit-file]` Unmask one or more unitshelp Print this message or the help of the given subcommand(s)
И опять-таки, мы видим все привычные подкоманды из знакомой нам утилиты systemctl.
Давайте остановим сервис sshd и отключим его из автозагрузки:
# sctl stop sshd
# sctl disable sshd
После выполнения этих команд, сервис sshd действительно остановился и был удалён файл /etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/sshd.service (который тоже, по аналогии с systemd являлся символьной ссылкой на /usr/lib/sysmaster/system/sshd.service) Давайте включим сервис обратно и вновь активируем его автозагрузку:
# sctl start sshd
# sctl enable sshd
Проверяем, файл вновь на месте:
# ls -l /etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/sshd.service
lrwxrwxrwx 1 root root 38 мар 25 12:11 /etc/sysmaster/system/multi-user.target.wants/sshd.service -> /usr/lib/sysmaster/system/sshd.service
Напоследок, можно привести листинг всех юнитов, управляемых sysmaster:
# sctl list-units
UNIT LOAD ACTIVE SUB DESCRIPTION
getty@tty6.service true active running Getty on tty6
fstab.service true inactive dead automount fstab device
udevd.service true active running udevd.service
getty@tty3.service true active running Getty on tty3
hostname-setup.service true active exited hostname setup
sysctl.service true inactive dead Configure sysctl.conf
getty@tty5.service true active running Getty on tty5
sshd-keygen@ecdsa.service true inactive dead OpenSSH ecdsa Server Key Generation
sshd-keygen@ed25519.service true inactive dead OpenSSH ed25519 Server Key Generation
sshd.service true active running OpenSSH server daemon
getty@tty4.service true active running Getty on tty4
NetworkManager.service true active running Network Manager Service
getty@tty2.service true active running Getty on tty2
udev-trigger.service true active exited udev-trigger.service
getty@tty1.service true active running Getty on tty1
sshd-keygen@rsa.service true inactive dead OpenSSH rsa Server Key Generation
dbus.service true active running D-Bus Service
getty.target true active active Login Prompts
sshd-keygen.target true active active sshd-keygen.target
basic.target true active active Basic System
syslog.target true active active Initialize syslog
sockets.target true inactive statemax Sockets target
sysinit.target true active active system initialization target
shutdown.target true inactive statemax shutdown target
multi-user.target true active active Multi user target
dbus.socket true active listening D-Bus Socket
udevd-control.socket true active listening udevd-control.socket
udevd-kernel.socket true active running udevd-kernel.socket Сравнение с systemd по использованию памяти
В заключении можно продемонстрировать сравнение размеров занимаемых в оперативной памяти systemd и sysmaster.
Замеры systemd производили на аналогичной по ресурсам и установленным компонентам системе:
VIRT=165,9 Mb
RES=16,3 Mb
SHR=8,8 Mb
Теперь посмотрим на размеры в памяти sysmaster:
VIRT=3,0 Mb
RES=1,8 Mb
SHR=1,7 Mb
Как говорится, комментарии излишни.
Выводы:
Как мне кажется, рассмотренный сегодня вариант системы инициализации довольно интересен и точно должен найти своё применение по крайней мере во встраиваемых устройствах, где от подобной системы потребуется самый базовый набор функций, а её легковесность будет громадным подспорьем при сравнении с конкурентными решениями.