Teoria: Niveles de Ejecucion y Targets de Systemd (101.3)

Indice

SysVinit y niveles de ejecucion (runlevels)
Systemd y targets
Tabla de equivalencia: runlevels y targets
Gestion de servicios con systemctl
Comandos de apagado y reinicio
El comando wall
acpid: daemon de gestion de energia

1. SysVinit y niveles de ejecucion (runlevels)

Que son los runlevels

Los niveles de ejecucion (runlevels) son estados predefinidos del sistema que determinan que servicios se ejecutan. SysVinit define 7 runlevels (0-6), cada uno con un proposito especifico.

Tabla de runlevels

Runlevel	Descripcion	Uso tipico
0	Apagado (halt)	Apagar el sistema
1	Modo monousuario (single-user)	Mantenimiento, reparacion, cambio de contrasena de root
2	Multiusuario sin red (Debian: multiusuario completo)	Varia segun distribucion
3	Multiusuario con red (modo texto)	Servidores, sin entorno grafico
4	No definido / personalizable	Reservado para uso personalizado
5	Multiusuario con red y entorno grafico	Escritorios, uso normal con GUI
6	Reinicio (reboot)	Reiniciar el sistema

Importante para el examen: Los runlevels 2, 3 y 4 pueden variar entre distribuciones. En Debian/Ubuntu, los runlevels 2-5 son identicos (multiusuario con red). En Red Hat/CentOS, el runlevel 3 es multiusuario texto y el 5 es multiusuario grafico. Los runlevels 0 (apagado), 1 (monousuario) y 6 (reinicio) son universales en todas las distribuciones.

Archivo /etc/inittab

El archivo /etc/inittab es el archivo de configuracion principal de SysVinit. Define el runlevel por defecto y las acciones para cada runlevel.

# Formato de las lineas:
# id:runlevels:accion:proceso
 
# Ejemplo de /etc/inittab
id:3:initdefault:                          # Runlevel por defecto: 3
si::sysinit:/etc/init.d/rcS                # Script de inicializacion del sistema
l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0                 # Acciones para runlevel 0
l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1                 # Acciones para runlevel 1
l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2                 # Acciones para runlevel 2
l3:3:wait:/etc/init.d/rc 3                 # Acciones para runlevel 3
l4:4:wait:/etc/init.d/rc 4                 # Acciones para runlevel 4
l5:5:wait:/etc/init.d/rc 5                 # Acciones para runlevel 5
l6:6:wait:/etc/init.d/rc 6                 # Acciones para runlevel 6
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -r now       # Accion al presionar Ctrl+Alt+Del

Campos del archivo:

id: Identificador unico de la linea (1-4 caracteres).
runlevels: Lista de runlevels en los que se aplica la accion.
accion: Tipo de accion (initdefault, sysinit, wait, respawn, ctrlaltdel, etc.).
proceso: Comando o script a ejecutar.

Para el examen: En sistemas con systemd, /etc/inittab no se utiliza. systemd usa targets en su lugar. Sin embargo, es importante conocer este archivo para el examen.

Scripts de inicio en SysVinit

Directorio /etc/init.d/

Contiene los scripts de inicio de los servicios. Cada script acepta parametros como start, stop, restart, status.

# Ejemplos de uso
/etc/init.d/apache2 start       # Iniciar Apache
/etc/init.d/ssh stop            # Detener SSH
/etc/init.d/networking restart  # Reiniciar la red
service apache2 start           # Equivalente usando el comando service

Directorios /etc/rc.d/rc[0-6].d/ (o /etc/rc[0-6].d/)

Cada runlevel tiene un directorio que contiene enlaces simbolicos a los scripts en /etc/init.d/. Los enlaces siguen una convencion de nombres:

/etc/rc3.d/
  S01networking -> ../init.d/networking     # S = Start (iniciar)
  S02ssh -> ../init.d/ssh                   # Numero = orden de ejecucion
  S03apache2 -> ../init.d/apache2
  K01apache2 -> ../init.d/apache2           # K = Kill (detener)

Convencion de nombres:

S (Start): El servicio se inicia al entrar en este runlevel. Se ejecuta con el parametro start.
K (Kill): El servicio se detiene al entrar en este runlevel. Se ejecuta con el parametro stop.
Numero (01-99): Define el orden de ejecucion. Los numeros mas bajos se ejecutan primero.

Para el examen: Los scripts S se ejecutan en orden ascendente (S01, S02, S03…) y los scripts K se ejecutan en orden ascendente antes que los S al cambiar de runlevel.

Cabeceras LSB (Linux Standard Base) en scripts de init

Los scripts de inicio en /etc/init.d/ deben incluir un bloque de cabeceras LSB (Linux Standard Base) que define las dependencias y el comportamiento del script. Estas cabeceras son utilizadas por herramientas como insserv para determinar el orden correcto de arranque.

### BEGIN INIT INFO
# Provides:          apache2
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: Servidor web Apache
# Description:       Inicia el servidor web Apache 2
### END INIT INFO

Cabecera	Descripcion
`Provides`	Nombre del servicio que proporciona el script
`Required-Start`	Servicios o facilidades que deben estar iniciados antes de que este servicio arranque
`Required-Stop`	Servicios o facilidades que deben estar disponibles durante la detencion del servicio
`Default-Start`	Runlevels en los que el servicio debe iniciarse por defecto
`Default-Stop`	Runlevels en los que el servicio debe detenerse por defecto
`Short-Description`	Descripcion breve del servicio
`Description`	Descripcion completa del servicio

Facilidades especiales (variables con $) que se pueden usar en Required-Start / Required-Stop:

Facilidad	Significado
`$local_fs`	Sistemas de archivos locales montados
`$remote_fs`	Sistemas de archivos remotos montados
`$network`	Red basica disponible
`$syslog`	Sistema de registro de logs disponible
`$all`	Todos los demas scripts de inicio

Para el examen: Las cabeceras LSB son esenciales para que las herramientas de gestion de SysVinit calculen automaticamente el orden correcto de inicio y parada de los servicios.

Upstart

Upstart fue un sistema de inicio desarrollado por Canonical (la empresa detras de Ubuntu) como reemplazo de SysVinit. Se utilizo principalmente en Ubuntu desde la version 6.10 (2006) hasta la version 14.10, cuando fue sustituido por systemd en Ubuntu 15.04.

Caracteristicas principales:

Basado en eventos (event-driven): los servicios se inician o detienen en respuesta a eventos del sistema
Podia iniciar servicios en paralelo, mejorando el tiempo de arranque
Compatible con scripts de SysVinit (ejecutaba scripts de /etc/init.d/)
Archivos de configuracion propios en /etc/init/ (archivos .conf)

# Ejemplo de archivo de configuracion de Upstart: /etc/init/ssh.conf
description "OpenSSH server"
start on filesystem or runlevel [2345]
stop on runlevel [!2345]
respawn
exec /usr/sbin/sshd -D

Comandos de Upstart:

initctl list               # Listar servicios y su estado
initctl status ssh         # Estado de un servicio
start ssh                  # Iniciar un servicio
stop ssh                   # Detener un servicio
restart ssh                # Reiniciar un servicio

Para el examen: Upstart ya no se utiliza en distribuciones principales, pero es importante saber que existio y fue el sistema de inicio de Ubuntu durante varios anos. Chromium OS tambien lo utilizo. Actualmente, systemd es el estandar en practicamente todas las distribuciones principales.

Comandos de SysVinit para cambiar runlevel

# Ver el runlevel actual
runlevel
# Salida ejemplo: N 3  (N = runlevel anterior, 3 = runlevel actual)
# Si N aparece, significa que no hubo runlevel previo (arranque directo)
 
# Cambiar al runlevel 5 (entorno grafico)
init 5
# o
telinit 5
 
# Cambiar al modo monousuario
init 1
# o
telinit 1
 
# Apagar el sistema
init 0
 
# Reiniciar el sistema
init 6

Nota: telinit es funcionalmente identico a init para cambiar runlevels. En muchos sistemas, telinit es un enlace simbolico a init.

2. Systemd y targets

Que son los targets

En systemd, los targets (objetivos) reemplazan a los runlevels de SysVinit. Un target es una unidad (unit) que agrupa otros servicios y targets, definiendo un estado del sistema.

Targets principales

Target	Descripcion	Equivalente runlevel
`poweroff.target`	Apaga el sistema	Runlevel 0
`rescue.target`	Modo de rescate (monousuario)	Runlevel 1
`multi-user.target`	Multiusuario con red, sin entorno grafico	Runlevel 3
`graphical.target`	Multiusuario con red y entorno grafico	Runlevel 5
`reboot.target`	Reinicia el sistema	Runlevel 6
`emergency.target`	Modo de emergencia (sistema minimo)	No tiene equivalente directo

Targets adicionales importantes

Target	Descripcion
`default.target`	Enlace simbolico al target por defecto
`network.target`	La red esta disponible
`network-online.target`	La red esta completamente configurada
`local-fs.target`	Sistemas de archivos locales montados
`remote-fs.target`	Sistemas de archivos remotos montados
`sound.target`	El sistema de sonido esta disponible
`hibernate.target`	Hibernar el sistema
`suspend.target`	Suspender el sistema
`halt.target`	Detener el sistema (sin apagar la alimentacion)

Estructura de archivos de systemd

Directorio	Descripcion	Prioridad
`/lib/systemd/system/` (o `/usr/lib/systemd/system/`)	Archivos de unidad proporcionados por los paquetes del sistema	Baja
`/etc/systemd/system/`	Archivos de unidad del administrador (personalizaciones)	Alta (sobreescribe los anteriores)
`/run/systemd/system/`	Archivos de unidad generados en tiempo de ejecucion	Media

Para el examen: Los archivos en /etc/systemd/system/ tienen prioridad sobre los de /lib/systemd/system/. Para personalizar un servicio, se copian o crean archivos en /etc/systemd/system/.

Tipos de unidades de systemd

Tipo	Extension	Descripcion
Service	`.service`	Define un servicio del sistema
Target	`.target`	Agrupa unidades (equivalente a runlevel)
Mount	`.mount`	Define un punto de montaje
Socket	`.socket`	Define un socket para activacion bajo demanda
Timer	`.timer`	Equivalente a cron, programacion de tareas
Device	`.device`	Dispositivo del sistema
Path	`.path`	Monitoriza cambios en archivos/directorios
Automount	`.automount`	Montaje automatico
Swap	`.swap`	Espacio de intercambio
Slice	`.slice`	Grupo de recursos (cgroups)
Scope	`.scope`	Procesos externos gestionados por systemd

3. Tabla de equivalencia: runlevels y targets

Esta tabla es fundamental para el examen:

SysVinit Runlevel	Systemd Target	Descripcion
0	`poweroff.target`	Apagado del sistema
1	`rescue.target`	Modo monousuario / rescate
2	`multi-user.target` (*)	Multiusuario sin red (varia)
3	`multi-user.target`	Multiusuario con red, modo texto
4	`multi-user.target` (*)	No definido / personalizable
5	`graphical.target`	Multiusuario con entorno grafico
6	`reboot.target`	Reinicio del sistema

(*) En la practica, systemd no distingue entre runlevels 2, 3 y 4; todos se mapean a multi-user.target.

Enlaces simbolicos de compatibilidad

systemd mantiene enlaces simbolicos de compatibilidad con runlevels:

# Estos enlaces existen para compatibilidad
runlevel0.target -> poweroff.target
runlevel1.target -> rescue.target
runlevel2.target -> multi-user.target
runlevel3.target -> multi-user.target
runlevel4.target -> multi-user.target
runlevel5.target -> graphical.target
runlevel6.target -> reboot.target

4. Gestion de servicios con systemctl

systemctl es la herramienta principal para gestionar servicios y targets en systemd.

Gestionar el target por defecto

# Ver el target por defecto actual
systemctl get-default
# Ejemplo de salida: graphical.target
 
# Cambiar el target por defecto a modo texto
systemctl set-default multi-user.target
 
# Cambiar el target por defecto a modo grafico
systemctl set-default graphical.target

Para el examen: systemctl set-default crea un enlace simbolico /etc/systemd/system/default.target que apunta al target deseado.

Cambiar de target en tiempo real

# Cambiar al target de rescate (equivalente a init 1)
systemctl isolate rescue.target
 
# Cambiar al modo multiusuario (equivalente a init 3)
systemctl isolate multi-user.target
 
# Cambiar al modo grafico (equivalente a init 5)
systemctl isolate graphical.target

Nota: El subcomando isolate detiene todos los servicios que no son necesarios para el target especificado e inicia los que faltan. Solo los targets que tienen AllowIsolate=yes pueden ser aislados.

Gestionar servicios individuales

# Ver el estado de un servicio
systemctl status sshd.service
 
# Iniciar un servicio
systemctl start sshd.service
 
# Detener un servicio
systemctl stop sshd.service
 
# Reiniciar un servicio
systemctl restart sshd.service
 
# Recargar la configuracion de un servicio (sin detenerlo)
systemctl reload sshd.service
 
# Habilitar un servicio para que arranque automaticamente
systemctl enable sshd.service
 
# Deshabilitar un servicio del arranque automatico
systemctl disable sshd.service
 
# Verificar si un servicio esta habilitado
systemctl is-enabled sshd.service
 
# Verificar si un servicio esta activo (en ejecucion)
systemctl is-active sshd.service
 
# Enmascarar un servicio (impide su inicio por completo)
systemctl mask sshd.service
 
# Desenmascarar un servicio
systemctl unmask sshd.service

Listar unidades

# Listar todas las unidades activas
systemctl list-units
 
# Listar solo servicios
systemctl list-units --type=service
 
# Listar todos los servicios (activos e inactivos)
systemctl list-units --type=service --all
 
# Listar solo targets
systemctl list-units --type=target
 
# Listar archivos de unidad instalados
systemctl list-unit-files
 
# Listar archivos de unidad de tipo servicio
systemctl list-unit-files --type=service

Dependencias entre unidades

# Ver las dependencias de un target
systemctl list-dependencies multi-user.target
 
# Ver las dependencias inversas (quien depende de esta unidad)
systemctl list-dependencies --reverse sshd.service

5. Comandos de apagado y reinicio

El comando shutdown

shutdown es el comando mas completo y seguro para apagar o reiniciar el sistema. Permite programar el apagado, notificar a los usuarios y cancelar un apagado programado.

# Apagar el sistema inmediatamente
shutdown -h now
 
# Apagar el sistema en 10 minutos
shutdown -h +10
 
# Apagar el sistema a una hora especifica
shutdown -h 23:00
 
# Reiniciar el sistema inmediatamente
shutdown -r now
 
# Reiniciar el sistema en 5 minutos con un mensaje
shutdown -r +5 "El sistema se reiniciara en 5 minutos para mantenimiento"
 
# Cancelar un apagado/reinicio programado
shutdown -c
 
# Cancelar con un mensaje explicativo
shutdown -c "Se ha cancelado el reinicio programado"
 
# Solo enviar un mensaje de advertencia (sin apagar)
shutdown -k +10 "ATENCION: El sistema se apagara en 10 minutos"
# La opcion -k (kick) solo envia el aviso, NO apaga realmente

Opciones importantes de shutdown:

Opcion	Descripcion
`-h`	Halt: apagar el sistema (equivale a poweroff)
`-r`	Reboot: reiniciar el sistema
`-c`	Cancel: cancelar un apagado programado
`-k`	Solo avisa a los usuarios, NO apaga
`now`	Ejecutar inmediatamente
`+minutos`	Programar en N minutos
`HH:MM`	Programar a una hora especifica

Otros comandos de apagado y reinicio

Comando	Descripcion	Equivalencia en systemd
`shutdown -h now`	Apaga el sistema inmediatamente	`systemctl poweroff`
`shutdown -r now`	Reinicia el sistema inmediatamente	`systemctl reboot`
`poweroff`	Apaga el sistema	`systemctl poweroff`
`reboot`	Reinicia el sistema	`systemctl reboot`
`halt`	Detiene el sistema (sin apagar alimentacion)	`systemctl halt`
`init 0`	Apaga el sistema (SysVinit)	`systemctl poweroff`
`init 6`	Reinicia el sistema (SysVinit)	`systemctl reboot`
`telinit 0`	Apaga el sistema (SysVinit)	`systemctl poweroff`
`telinit 6`	Reinicia el sistema (SysVinit)	`systemctl reboot`
`systemctl poweroff`	Apaga el sistema (systemd)	-
`systemctl reboot`	Reinicia el sistema (systemd)	-
`systemctl halt`	Detiene el sistema (systemd)	-
`systemctl suspend`	Suspende el sistema (systemd)	-
`systemctl hibernate`	Hiberna el sistema (systemd)	-

Para el examen: shutdown es el metodo preferido porque permite programar el apagado, avisar a los usuarios y cancelar la operacion. Los comandos poweroff, reboot y halt son inmediatos y no avisan a los usuarios.

Diferencia entre halt y poweroff

halt: Detiene todos los procesos y el kernel, pero no envia la senal de apagado al hardware. La maquina se queda “colgada” (pantalla congelada). El usuario debe apagar fisicamente.
poweroff: Detiene el sistema y envia la senal ACPI para apagar la alimentacion electrica del hardware.

6. El comando wall

wall (write all) envia un mensaje a todos los usuarios conectados al sistema. Es util para avisar de mantenimientos, reinicios u otras acciones que afecten a los usuarios.

# Enviar un mensaje a todos los usuarios
wall "El sistema se reiniciara en 15 minutos para mantenimiento"
 
# Enviar un mensaje desde un archivo
wall < /ruta/al/mensaje.txt
 
# Enviar un mensaje por pipe
echo "Atencion: mantenimiento programado" | wall

Nota: shutdown con un tiempo de espera envia automaticamente mensajes tipo wall a los usuarios conectados. Pero wall se puede usar independientemente en cualquier momento.

Ejemplo de uso combinado

# 1. Avisar a los usuarios
wall "ATENCION: El servidor se reiniciara en 30 minutos para actualizaciones"
 
# 2. Programar el reinicio
shutdown -r +30 "Reinicio programado para actualizaciones del sistema"
 
# 3. Si es necesario cancelar
shutdown -c
wall "El reinicio programado ha sido cancelado"

7. acpid: daemon de gestion de energia

Que es acpid

acpid (Advanced Configuration and Power Interface Daemon) es un demonio que gestiona eventos de energia ACPI. ACPI es el estandar que permite al sistema operativo gestionar la alimentacion del hardware.

Funciones de acpid

Detecta eventos como:
- Presionar el boton de encendido (power button)
- Cerrar la tapa del portatil (lid close)
- Conectar/desconectar el cable de alimentacion (AC adapter)
- Presionar los botones de suspension o hibernacion
Ejecuta acciones configuradas en respuesta a estos eventos.

Archivos de configuracion

Archivo / Directorio	Descripcion
`/etc/acpi/`	Directorio principal de configuracion de acpid
`/etc/acpi/events/`	Reglas de eventos: que accion ejecutar ante cada evento
`/etc/acpi/actions/`	Scripts de acciones que se ejecutan en respuesta a eventos
`/proc/acpi/`	Interfaz del kernel para informacion ACPI (legacy)
`/sys/firmware/acpi/`	Interfaz moderna del kernel para ACPI

Ejemplo de regla de evento

# /etc/acpi/events/powerbtn
# Cuando se presiona el boton de encendido, ejecutar el script de apagado
event=button/power
action=/etc/acpi/actions/power.sh

Gestion de acpid

# Ver el estado de acpid
systemctl status acpid
 
# Iniciar acpid
systemctl start acpid
 
# Habilitar acpid en el arranque
systemctl enable acpid
 
# Ver eventos ACPI en tiempo real
acpi_listen

Para el examen: Es suficiente saber que acpid es el demonio que gestiona eventos de energia ACPI, como el boton de encendido y la tapa del portatil. No se requiere un conocimiento profundo de su configuracion.

Resumen para el examen

Runlevels de SysVinit: 0 (apagado), 1 (monousuario), 2 (multi sin red), 3 (multi con red), 4 (personalizable), 5 (grafico), 6 (reinicio).
Targets de systemd: poweroff.target (0), rescue.target (1), multi-user.target (3), graphical.target (5), reboot.target (6).
Configuracion SysVinit: /etc/inittab (runlevel por defecto), /etc/init.d/ (scripts), /etc/rc[0-6].d/ (enlaces S/K).
systemctl: get-default, set-default, isolate, start, stop, enable, disable, status, list-units.
Apagado: shutdown -h now, poweroff, init 0, systemctl poweroff. Reinicio: shutdown -r now, reboot, init 6, systemctl reboot.
wall: Envia mensajes a todos los usuarios conectados. shutdown con tiempo envia avisos automaticamente.
acpid: Demonio que gestiona eventos de energia (boton de encendido, tapa del portatil, etc.).
Cambiar runlevel/target: init N / telinit N (SysVinit) o systemctl isolate target (systemd).
Scripts S y K: S = Start (iniciar servicio), K = Kill (detener servicio). El numero indica el orden.
Prioridad de archivos systemd: /etc/systemd/system/ sobreescribe /lib/systemd/system/.

Trampas del examen

Errores comunes y distinciones criticas que LPI suele evaluar en este subtema:

Runlevels 2, 3 y 4 se mapean TODOS a multi-user.target — systemd no distingue entre ellos. El examen puede preguntar a que target corresponde el runlevel 2 o 4, y la respuesta es siempre multi-user.target.
systemctl isolate vs systemctl set-default — isolate cambia el target en tiempo real (efecto inmediato, no persistente); set-default cambia el target para el proximo arranque (persistente, no inmediato). El examen puede intentar confundir ambos.
/etc/inittab NO existe en sistemas con systemd — En systemd, el equivalente al runlevel por defecto se configura con systemctl set-default. El examen puede preguntar donde configurar el nivel de ejecucion por defecto y ofrecer /etc/inittab como distractor.
telinit vs init — En SysVinit, telinit envia la senal al proceso init para cambiar de runlevel; init N hace lo mismo. En sistemas con systemd, ambos son enlaces simbolicos a systemctl por compatibilidad.
Scripts S y K en /etc/rc.d/ — S = Start (iniciar), K = Kill (detener). El numero tras la letra indica el ORDEN de ejecucion (S01 antes que S99). El examen puede preguntar que significa el numero.
halt vs poweroff — halt detiene el sistema pero NO apaga la alimentacion electrica; poweroff detiene Y envia la senal ACPI para apagar el hardware. El examen puede presentarlos como equivalentes, pero no lo son.
shutdown -k NO apaga el sistema — La opcion -k solo envia el mensaje de advertencia a los usuarios, sin realizar ningun apagado. El examen puede preguntar que hace -k.
systemctl mask vs systemctl disable — disable quita el inicio automatico pero permite iniciar manualmente; mask impide completamente que el servicio se inicie de ninguna forma. El examen puede preguntar como impedir totalmente que un servicio arranque.
wall no requiere privilegios de root — Cualquier usuario puede enviar mensajes con wall a todos los terminales. El examen puede preguntar si se necesita ser root para usarlo.

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Notas Recientes

101.1 - Comandos Clave

101.1 - Configuracion de Hardware

Teoria: Niveles de Ejecucion y Targets de Systemd (101.3)

Teoria: Niveles de Ejecucion y Targets de Systemd (101.3)

Indice

1. SysVinit y niveles de ejecucion (runlevels)

Que son los runlevels

Tabla de runlevels

Archivo /etc/inittab

Scripts de inicio en SysVinit

Directorio /etc/init.d/

Directorios /etc/rc.d/rc[0-6].d/ (o /etc/rc[0-6].d/)

Cabeceras LSB (Linux Standard Base) en scripts de init

Upstart

Comandos de SysVinit para cambiar runlevel

2. Systemd y targets

Que son los targets

Targets principales

Targets adicionales importantes

Estructura de archivos de systemd

Tipos de unidades de systemd

3. Tabla de equivalencia: runlevels y targets

Enlaces simbolicos de compatibilidad

4. Gestion de servicios con systemctl

Gestionar el target por defecto

Cambiar de target en tiempo real

Gestionar servicios individuales

Listar unidades

Dependencias entre unidades

5. Comandos de apagado y reinicio

El comando shutdown

Otros comandos de apagado y reinicio

Diferencia entre halt y poweroff

6. El comando wall

Ejemplo de uso combinado

7. acpid: daemon de gestion de energia

Que es acpid

Funciones de acpid

Archivos de configuracion

Ejemplo de regla de evento

Gestion de acpid

Resumen para el examen

Trampas del examen

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