Topic 202: System Startup

Kursvorgaben LPI:

Topic 202: System Startup

202.1 Customising system startup (weight: 3)

Candidates should be able to query and modify the behaviour of system services at various targets / run levels. A thorough understanding of the systemd, SysV Init and the Linux boot process is required. This objective includes interacting with systemd targets and SysV init run levels.

Key Knowledge Areas

• Systemd
• process typen
• service
• process
• hängt an der shell
• daemon
• ist entkoppelt von der shell
• commands
• list-dependencies
• cat
• start restart stop
• edit
• reload
• mask
• unmask
• enable
• disable
• revert !!
• isolate // equivalent zu runlevel
• set-default multi-user.target
• man kann die service files mergen (nach Prio) wenn man z.B. /etc/systemd/system/cups.service.d/override.conf
• Wenn man hingegen /etc/systemd/system/cups.service anlegt wirden keine Config-Daten aus dem Service File mit niedrigerer Prio geladen
• SysV init
• /etc/inittab
• /etc/rcS // Single user
• Linux Standard Base Specification (LSB)

The following is a partial list of the used files, terms and utilities

• /usr/lib/systemd/
• /etc/systemd/
• /run/systemd/
• systemctl
• systemd-delta
• /etc/inittab
• /etc/init.d/
• /etc/rc.d/
• chkconfig // Dienst auf on/off setzen
• update-rc.d // Debian spezifisch
• init and telinit
• ändern das runlevel
• runlevel zeigt aktuelles runlevl an

Beispiele

• SysV-init
• systemd

202.2 System recovery (weight: 4)

Candidates should be able to properly manipulate a Linux system during both the boot process and during recovery mode. This objective includes using both the init utility and init-related kernel options. Candidates should be able to determine the cause of errors in loading and usage of bootloaders. GRUB version 2 and GRUB Legacy are the bootloaders of interest. Both BIOS and UEFI systems are covered.

Key Knowledge Areas

• BIOS and UEFI
• UEFI
• efibootmgr -v
• UUID wird bei der FS Erstellung generiert
• PARTUUID hängt an der Partition
• /boot/efi/EFI/debian
• BIOS
• first stage vom GRUB im ersten 512 Byte Sektor der Festplatte
• NVMe booting
• GRUB version 2 and Legacy
• grub-mkconfig ist LPI relevant. grub-update ist Debian
• grub shell
• man bootparam
• man kernel-command-line
• systemd-recovery
• systemd.unit=rescue.target
• bootet etwas weiter
• systemd.unit=emergency.target
• vor dienststart
• boot loader start and hand off to kernel
• kernel loading
• hardware initialisation and setup
• daemon/service initialisation and setup
• Know the different boot loader install locations on a hard disk or removable device
• Overwriting standard boot loader options and using boot loader shells
• Use systemd rescue and emergency modes.

The following is a partial list of the used files, terms and utilities

• ipxe
• mount
• mount -av
• fsck
• inittab, telinit and init with SysV init
• The contents of /boot/, /boot/grub/ and /boot/efi/
• EFI System Partition (ESP)
• GRUB
• grub-install
• installiert seine dateien nach /boot/efi/EFI und schreibt seine variablen in den NVRAM
• efibootmgr
• UEFI shell
• initrd, initramfs
• Master boot record
• systemctl

Beispiele

• initrd
• bootloader
• Kernel Cmdline Parameters
• efibootmgr
• UEFI shell

202.3 Alternate Bootloaders (weight: 2)

Candidates should be aware of other bootloaders and their major features.

Key Knowledge Areas

• SYSLINUX, ISOLINUX, PXELINUX
• syslinux
• bootet von fat
• isolinux
• bootet von CD
• PXELINUX
• bootet über Netzwerk
• suse
• dhcp server tftp syslinux apache2 apache2-prefork
• dmidecode für boot UUID
• client                                           server
• DHCP discover ->
• DHCP offer <-
• DHCP Request ->
• DHCP Ack <- (mit IP + Filename (67))
• TFTP IP-Addr.:/Filename ->
• TFTP Liefert Datei (pxelinux) <-
• TFTP Versucht config zu laden ->
• UUID
• MAC
• IP-Teil (immer grober werdend)
• TFTP liefert dateien <-
• TFTP Request Linux ->
• TFTP Request initrd ->
• Understanding of PXE for both BIOS and UEFI
• Awareness of systemd-boot and U-Boot
• systemd-boot setzt vorraus dass es nur noch uefi gibt

The following is a partial list of the used files, terms and utilities

• syslinux
• extlinux
• isolinux.bin
• isolinux.cfg
• isohdpfx.bin
• efiboot.img
• pxelinux.0
• pxelinux.cfg/*
• uefi/shim.efi
• uefi/grubx64.efi

Beispiele

• pxe-bootserver
• shim.efi

202.1 Customising system startup

Standard Bootvorgang

UEFI → shim → Bootloader (grub2) → Kernel (initrd, initramfs) → init (systemd, SysV init …) → Dienste

In der Praxis selten: UEFI → efi-stub → Kernel → init → Dienste

BIOS → Bootloader → Kernel → init → Dienste

EFI: NVRAM auslesen mit efibootmgr -v

PARTUUID : UID der Partition

UUID : UID des Dateisystems

EFI Vars ist als eigener Dateisystemtyp eingehängt:

efivarfs on /sys/firmware/efi/efivars type efivarfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)

SYSTEMD

Verben für systemctl

• start
• stop
• restart
• status
• reload
• mask/umask
• edit/revert
  • Erzeugt eine Overlay Konfiguration in /etc/systemd/system/[servicename].d/
  • --full erzeugt eine komplette Unit Datei
• enable/disable
• cat
• list-dependencies
• list-units
• list-timers
• isolate (das target wechseln)
• get-default/set-default (das Standard Target ändern)
• …

Eine Path Unit sorgt über ein Ordner/Datei Objekt z.B. für den Start eines Dienstes

• Prozesse
  • top
  • mc
  • auch: sshd
• Daemon
  • Ist in der Lage im Hintergrund zu laufen
  • sshd als Hintergrund Prozess
• Dienst
  • Eine SystemD Unit
  • Startet einen Prozess oder einen Daemon

3 Ebenen der Konfiguration von Units:

1. /lib/systemd/* und /usr/lib/systemd/*: (niedrigste Priorität) aus der Paketverwaltung, nicht anfassen.
2. /run/systemd/*: dynamisch von systemd erzeugt
3. /etc/systemd/*: (höchste Priorität) Hier dürfen sich Admins austoben

Unit-Files:

• Defaults der Distribution
  • {/usr,}/lib/systemd/system/…
  • {/usr,}/lib/systemd/system/….d/*.conf
• Voreinstellungen, siehe man systemd.preset
  • {/usr,}/lib/systemd/system-preset/
• temporär, dynamisch von systemd erzeugt
  • /run/systemd/…
  • /run/systemd/….d/*.conf
• Hier dürfen sich Admins austoben
  • /etc/systemd/system/…
  • /etc/systemd/system/….d/*.conf

SysV INIT

Erste Datei im init Prozess ist die /etc/inittab

Hier werden Runlevel definiert und z.B. sowas wie “was mache ich bei Strg-Alt-Entf” konfiguriert

Daraus wird das rc script gestartet, welches wiederum die Scripte aus /etc/rc[Runlevel].d ausführt. Das sind dann alles Symlinks, die in /etc/init.d/ liegen

Passende Scripte zur Verwaltung waren Distro-spezifisch. (debian : update-rc.d / RedHat : chkconfig)

Runlevel wechseln mit “telinit <neuer Runlevel>”

202.2 System recovery

Grub config

https://wiki.lab.linuxhotel.de/doku.php/lpi1:bootloader

grub-install

bei EFI: Konfiguration des Boot Parameters im EFI NVRAM
bei BIOS: Schreiben des grub in den MBR

202.3 Alternate Bootloaders

https://wiki.lab.linuxhotel.de/doku.php/lpi2:pxe-bootserver

https://wiki.syslinux.org/wiki/index.php?title=PXELINUX

dhcp Ablauf