Практическая работа: Модуль 17. Загрузка системы и управление службами systemd

См. также Требования, правила и цели выполнения практической работы

Практические задания

Задание 1.

1. Перезагрузите тестовую виртуальную машину и в момент её запуска измените команды запуска так, чтобы отключить «тихую» загрузку ОС.

2. Перенастройте загрузчик, чтобы при последующих запусках ОС «тихий» режим загрузки ОС был отключен, а тайм-аут отображения меню загрузки GRUB был 7 секунд. Убедитесь, что настройки применились.

3. Выведите на экран целевое состояние системы по умолчанию. Перезагрузите машину, используя целевое состояние systemd.

4. Выведите на экран сообщения ядра ОС от начала загрузки и ознакомьтесь с ними.

Задание 2.

Для успешного прохождения этого задания у виртуальной машины должны быть два CPU.

1. Если вы не создали модули службы fly-message-monitor.service и resource-demanding1.service (раздел 17.6) в процессе изучения материала модуля, то создайте их, в том числе настройте контрольную группу для службы resource-demanding1.service.

2. Создайте службу resource-demanding2.service по аналогии со службой resource-demanding1.service, но так, чтобы скрипт, который она запускает, назывался resource-demanding2.sh и запускался на втором процессоре.

3. Создайте скрипт /usr/local/bin/cpu_usage.sh со следующим содержимым:

#!/bin/bash
CPU_THRESHOLD_WARNING=85 # %
CPU_THRESHOLD_CRITICAL=95 # %
CPU_THRESHOLD_PERIOD=5 # секунд
CPU_THRESHOLD_ITERATION=3 # раз
MSG_FILE="/tmp/fly-msg/msg.txt"

while :; do
# Get the first line with aggregate of all CPUs
cpu_now=($(head -n1 /proc/stat))
# Get all columns but skip the first (which is the "cpu" string)
cpu_sum="${cpu_now[@]:1}"
# Replace the column seperator (space) with +
cpu_sum=$((${cpu_sum// /+}))
# Get the delta between two reads
cpu_delta=$((cpu_sum - cpu_last_sum))
# Get the idle time Delta
cpu_idle=$((cpu_now[4]- cpu_last[4]))
# Calc time spent working
cpu_used=$((cpu_delta - cpu_idle))
# Calc percentage
cpu_usage=$((100 \* cpu_used / cpu_delta))

# Keep this as last for our next read
cpu_last=("${cpu_now[@]}")
cpu_last_sum=$cpu_sum

if [[ "$cpu_usage" -ge "$CPU_THRESHOLD_WARNING" ]]; then
   ((cpu_warning_count++))
   if [[ "$cpu_usage" -ge "$CPU_THRESHOLD_CRITICAL" ]]; then
      ((cpu_critical_count++))
   else
      cpu_critical_count=0
   fi
else
   cpu_warning_count=0
   cpu_critical_count=0
fi

msg_critical="critical\\ndialog-warning\\n<H1>Критически высокая нагрузка на
CPU!</H1><p>Использование CPU $cpu_usage%\\t$(date)</p>"
msg_warning="critical\\ndialog-warning\\n<H1>Высокая нагрузка на CPU!</H1><p>Использование CPU
$cpu_usage%\\t$(date)</p>"
msg_ok="normal\\ndialog-information\\n<H1>Нагрузка на CPU в пределах нормы</H1><p>Использование CPU
$cpu_usage%\\t$(date)</p>"


if [[ cpu_critical_count -ge CPU_THRESHOLD_ITERATION ]]; then
         echo -en $msg_critical > $MSG_FILE
         send_ok=1
elif [[ cpu_warning_count -ge CPU_THRESHOLD_ITERATION ]]; then
         echo -en $msg_warning > $MSG_FILE
         send_ok=1
elif [[ send_ok -eq 1 ]]; then
         echo -en $msg_ok > $MSG_FILE
         send_ok=0
fi

# Wait a second before the next read
sleep $CPU_THRESHOLD_PERIOD

echo "CPU usage at $cpu_usage%"
echo "Warning counter $cpu_warning_count"
echo "Critical counter $cpu_critical_count"
done

Не забудьте сделать файл исполнимым.

4. Создайте модуль службы и назовите его cpu-monitor.service, чтобы он запускал скрипт /usr/local/bin/cpu_usage.sh и стартовал автоматически при загрузке ОС только при цели graphical.target.

5. Выведите на экран содержимое конфигурационного файла модуля cpu-monitor.service, используя systmctl.

6. Отредактируйте файл модуля так, чтобы он запускался только после службы fly-message-monitor.service, используя утилиту systemctl.

7. Запустите службу cpu-monitor.service и убедитесь, что она работает.

8. Переведите систему в целевое состояние multi-user.traget и убедитесь, что службы cpu-monitor.service и fly-message-monitor.service не запущены.

9. Переведите систему в целевое состояние graphical.target и убедитесь, что службы cpu-monitor.service и fly-message-monitor.service запустились.

10. Запустите службу resource-demanding1.service.

11. Запустите службу resource-demanding2.service и проверьте, что при высокой (более 85%) нагрузке на CPU вы получаете сообщения от скрипта мониторинга.

Задание 3.

1. Измените настройки контрольной группы службы resource-demanding1.service так, чтобы суммарная нагрузка на два CPU была в пределах 85-94%. Убедитесь, что сообщение от скрипта мониторинга изменилось.

2. Измените настройки контрольной группы службы resource-demanding1.service так, чтобы суммарная нагрузка на два CPU была ниже 85%. Убедитесь, что сообщение от скрипта мониторинга изменилось и больше не появляется.

3. Выведите на экран дерево контрольных групп и найдите в нем контрольную группу для сервиса resource-demanding1.service.

Задание 4.

1. Выведите на экран все запущенные модули подсистемы systemd.

2. Выведите на экран все модули служб подсистемы systemd.

3. Выведите на экран в отдельном терминале информацию обо всех поступающих в реальном времени событиях подсистемы systemd.

4. Перезапустите службу resource-demanding1.service. Выведите на экран её статус.

5. Остановите службы resource-demanding1.service, resource-demanding2.service и cpu-monitoring.service.

6. Выведите на экран информацию из журналов о сервисе resource-demanding1.service в сокращённом виде.

Ответы на практические задания (пошаговые инструкции)

Задание 1.

1. Перезагрузите тестовую виртуальную машину и в момент её запуска измените команды запуска так, чтобы отключить «тихую» загрузку ОС.

   1. Перезагрузите машину и в момент появления меню загрузчика GRUB нажмите клавишу <e>.

   2. Введите имя пользователя и пароль от GRUB (который был задан в момент установки ОС).

   3. В третьей с конца строке, начинающейся с «linux», удалите слово «quiet» и нажмите <F10>.

2. Перенастройте загрузчик, чтобы при последующих запусках ОС «тихий» режим загрузки ОС был отключен, а тайм-аут отображения меню загрузки GRUB был 7 секунд.

   1. Откройте файл /etc/default/grub на редактирование от имени администратора.

   sudo vim /etc/default/grub
   

   2. Измените параметр GRUB_TIMEOUT=5 на GRUB_TIMEOUT=7.

   3. Измените параметр GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT=»parsec.mac=0 quiet net.ifnames=0» на RUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT=»parsec.mac=0 net.ifnames=0».

   4. Сохраните файл и выполните обновление конфигурации GRUB командой sudo update-grub.

   5. Убедитесь, что настройки применились, изучив файл /boot/grub/grub.cfg.

   less /boot/grub/grub.cfg
   

3. Выведите на экран целевое состояние системы по умолчанию. Перезагрузите машину, используя целевое состояние systemd.

systemctl get-default
sudo systemctl isolate reboot.target

4. Выведите на экран сообщения ядра ОС от начала загрузки и ознакомьтесь с ними.

sudo dmesg

Задание 2.

Для успешного прохождения этого задания у виртуальной машины должны быть два CPU.

1. Если вы не создали модули службы fly-message-monitor.service и resource-demanding1.service (раздел 17.6) в процессе изучения материала модуля, то создайте их, в том числе настройте контрольную группу для службы resource-demanding1.service. Подробно об их создании изложено в тексте модуля.

2. Создайте службу resource-demanding2.service по аналогии со службой resource-demanding1.service, но так, чтобы скрипт, который она запускает, назывался resource-demanding2.sh и запускался на втором процессоре.

   1. От имени суперпользователя создайте скрипт resource-demanding2.sh в каталоге /usr/local/bin/ (который предназначен в том числе для хранения скриптов запускаемых на уровне всей системы) и предоставьте владельцу право на его выполнение.

      #!/bin/bash
      /usr/bin/sha256sum /dev/urandom > /dev/null
      

      sudo -i
      echo "/usr/bin/sha256sum /dev/urandom > /dev/null" > /usr/local/bin/resource-demanding2.sh
      chmod u+x /usr/local/bin/resource-demanding2.sh
      exit
      

   2. Создайте файл службы /etc/systemd/system/resource-demanding2.service со следующей конфигурацией:

      [Unit]
      Description=Сервис, воспроизводящий высокую нагрузку на CPU 1
      After=graphical.target
      
      [Service]
      ExecStart=taskset 0x00000002 /usr/bin/bash /usr/local/bin/resource-demanding2.sh
      Type=simple
      
      [Install]
      WantedBy=graphical.target
      

      sudo vim /etc/systemd/system/resource-demanding2.service
      sudo systemctl daemon-reload
      

3. Создайте скрипт /usr/local/bin/cpu_usage.sh со следующим содержимым:

   #!/bin/bash
   CPU_THRESHOLD_WARNING=85 # %
   CPU_THRESHOLD_CRITICAL=95 # %
   CPU_THRESHOLD_PERIOD=5 # секунд
   CPU_THRESHOLD_ITERATION=3 # раз
   MSG_FILE="/tmp/fly-msg/msg.txt"
   
   while :; do
   # Get the first line with aggregate of all CPUs
   cpu_now=($(head -n1 /proc/stat))
   # Get all columns but skip the first (which is the "cpu" string)
   cpu_sum="${cpu_now[@]:1}"
   # Replace the column seperator (space) with +
   cpu_sum=$((${cpu_sum// /+}))
   # Get the delta between two reads
   cpu_delta=$((cpu_sum - cpu_last_sum))
   # Get the idle time Delta
   cpu_idle=$((cpu_now[4]- cpu_last[4]))
   # Calc time spent working
   cpu_used=$((cpu_delta - cpu_idle))
   # Calc percentage
   cpu_usage=$((100 \* cpu_used / cpu_delta))
   
   # Keep this as last for our next read
   cpu_last=("${cpu_now[@]}")
   cpu_last_sum=$cpu_sum
   
   
   if [[ "$cpu_usage" -ge "$CPU_THRESHOLD_WARNING" ]]; then
     ((cpu_warning_count++))
     if [[ "$cpu_usage" -ge "$CPU_THRESHOLD_CRITICAL" ]]; then
       ((cpu_critical_count++))
     else
       cpu_critical_count=0
     fi
   else
     cpu_warning_count=0
     cpu_critical_count=0
   fi
   
   msg_critical="critical\\ndialog-warning\\n<H1>Критически высокая нагрузка на CPU!</H1><p>Использование CPU $cpu_usage%\\t$(date)</p>"
   msg_warning="critical\\ndialog-warning\\n<H1>Высокая нагрузка на CPU!</H1><p>Использование CPU
   $cpu_usage%\\t$(date)</p>"
   msg_ok="normal\\ndialog-information\\n<H1>Нагрузка на CPU в пределах нормы</H1><p>Использование CPU
   $cpu_usage%\\t$(date)</p>"
   
   
   if [[ cpu_critical_count -ge CPU_THRESHOLD_ITERATION ]]; then
           echo -en $msg_critical > $MSG_FILE
           send_ok=1
   elif [[ cpu_warning_count -ge CPU_THRESHOLD_ITERATION ]]; then
           echo -en $msg_warning > $MSG_FILE
           send_ok=1
   elif [[ send_ok -eq 1 ]]; then
           echo -en $msg_ok > $MSG_FILE
           send_ok=0
   fi
   
   # Wait a second before the next read
   sleep $CPU_THRESHOLD_PERIOD
   
   echo "CPU usage at $cpu_usage%"
   echo "Warning counter $cpu_warning_count"
   echo "Critical counter $cpu_critical_count"
   done
   

Не забудьте сделать файл исполнимым.

sudo vim /usr/local/bin/cpu_usage.sh
chmod u+x /usr/local/bin/cpu_usage.sh

4. Создайте модуль службы и назовите его cpu-monitor.service, чтобы он запускал скрипт /usr/local/bin/ cpu_usage.sh и стартовал автоматически при загрузке ОС только при цели graphical.target. Создайте файл службы /etc/systemd/system/cpu-monitor.service со следующей конфигурацией:

   [Unit]
   Description=Мониторинг нагрузки на CPU и отправка уведомлений при превышении порога
   
   [Service]
   ExecStart=/usr/local/bin/cpu_usage.sh
   Type=simple
   
   [Install]
   WantedBy=graphical.target
   

   sudo vim /etc/systemd/system/cpu-monitor.service
   

   Установите автоматический запуск службы:

   sudo systemctl enable cpu-monitor.service
   

5. Выведите на экран содержимое конфигурационного файла модуля cpu-monitor.service, используя systmctl.

   systemctl cat cpu-monitor.service
   

6. Отредактируйте файл модуля cpu-monitor.service так, чтобы он запускался только после службы fly-message-monitor. service, используя утилиту systemctl. Измените директиву WantedBy в секции [Install] на:

   WantedBy=fly-message-monitor.service
   

   Открыв файл модуля на редактирование с помощью команды:

   sudo systemctl --full edit cpu-monitor.service
   

7. Запустите службу cpu-monitor.service и убедитесь, что она работает.

   sudo systemctl start cpu-monitor.service
   

8. Переведите систему в целевое состояние multi-user.traget и убедитесь, что службы cpu-monitor.service и fly-message-monitor.service не запущены.

   sudo systemctl isolate multi-user.target
   systemctl status fly-message-monitor
   systemctl status cpu-monitor
   

9. Переведите систему в целевое состояние graphical.target и убедитесь, что службы cpu-monitor.service и fly-message-monitor.service запустились.

   sudo systemctl isolate graphical.target
   systemctl status fly-message-monitor
   systemctl status cpu-monitor
   

10. Запустите службу resource-demanding1.service.

sudo systemctl start resource-demanding1.service

11. Запустите службу resource-demanding2.service и проверьте, что при высокой (более 85%) нагрузке на CPU вы получаете сообщения от скрипта мониторинга.

sudo systemctl start resource-demanding2.service

Задание 3.

1. Измените настройки контрольной группы службы resource-demanding1.service так, чтобы суммарная нагрузка на два CPU была в пределах 85-94%. Убедитесь, что сообщение от скрипта мониторинга изменилось.

   1. Установите значение параметра CPUQuota в файле в 80%.

   sudo vim /etc/systemd/system/resource-demanding1.service.d/10-CPUSettings.conf
   

   2. Перечитайте конфигурацию сервисов.

   sudo systemctl daemon-reload
   

   3. Перезапустите сервис resource-demanding1.service.

   sudo systemctl restart resource-demanding1.service
   

   

2. Измените настройки контрольной группы службы resource-demanding1.service так, чтобы суммарная нагрузка на два CPU была ниже 85%. Убедитесь, что сообщение от скрипта мониторинга изменилось и больше не появляется.

   1. Установите значение параметра CPUQuota в файле в 50%.

   sudo vim /etc/systemd/system/resource-demanding1.service.d/10-CPUSettings.conf
   

   2. Перечитайте конфигурацию сервисов.

   sudo systemctl daemon-reload
   

   3. Перезапустите сервис resource-demanding1.service.

   sudo systemctl restart resource-demanding1.service
   

   

3. Выведите на экран дерево контрольных групп и найдите в нем контрольную группу для сервиса resource-demanding1.service.

   systemd-cgls
   

Выполните поиск в открывшейся утилите less через ввод «/resource-demanding1.sh».

Задание 4.

1. Выведите на экран все запущенные модули подсистемы systemd.

   systemctl
   

2. Выведите на экран все модули служб подсистемы systemd.

   systemctl --type=service
   

3. Выведите на экран в отдельном терминале информацию обо всех поступающих в реальном времени событиях подсистемы systemd. Откройте новый терминал и введите команду:

   sudo journalctl -f
   

4. Перезапустите службу resource-demanding1.service. Выведите на экран её статус.

   sudo systemctl restart resource-demanding1.service
   systemctl status resource-demanding1.service
   

5. Остановите службы resource-demanding1.service, resource-demanding2.service и cpu-monitoring.service.

   sudo systemctl stop resource-demanding1.service
   resource-demanding2.service cpu-monitor.service
   

6. Выведите на экран информацию из журналов о сервисе resource-demanding1.service в сокращённом виде.

   sudo journalctl -u resource-demanding1.service -o short