===== Init-Systeme: System V vs. systemd =====

**Kurzfassung:** Init-Systeme sind die ersten Prozesse beim Linux-Boot (PID 1) und verwalten alle anderen Services. System V Init war der klassische Standard, systemd ist der moderne Nachfolger mit erweiterten Features. Zielgruppe: Systemadministratoren zum Verständnis der Init-System-Architekturen.

==== Übersicht ====
Das Init-System ist das Herzstück jedes Linux-Systems und startet als erster Prozess (PID 1) beim Booten. Es ist verantwortlich für das Starten, Stoppen und Überwachen aller System-Dienste. Während System V Init jahrzehntelang der Standard war, hat systemd seit 2010 die Linux-Welt revolutioniert und ist heute auf den meisten Distributionen Standard.

==== Voraussetzungen ====
  * Grundverständnis des Linux-Boot-Prozesses
  * Kenntnis von Services und Daemons
  * Root-Privilegien für Service-Management

==== System V Init - Das klassische System ====

=== Merkmale ===
  * **Entwickelt**: 1980er Jahre (AT&T Unix System V)
  * **Konzept**: Runlevel-basiert (0-6)
  * **Start-Methode**: Sequenziell (ein Service nach dem anderen)
  * **Konfiguration**: Shell-Skripte in /etc/init.d/
  * **Standard bis**: ~2015 (verschiedene Distributionen)

=== Architektur ===
<code>
Kernel
  └─ init (PID 1)
       └─ Liest /etc/inittab
            └─ Startet Services aus /etc/rcX.d/ (X = Runlevel)
                 └─ Führt Shell-Skripte aus /etc/init.d/ aus
</code>

=== Runlevel-Konzept ===
<code>
0 → Halt (Herunterfahren)
1 → Single-User-Modus (Wartung)
2 → Multi-User ohne Netzwerk
3 → Multi-User mit Netzwerk (CLI)
4 → Benutzerdefiniert
5 → Multi-User mit GUI (X11)
6 → Reboot (Neustart)
</code>

=== Kommandos ===
<code bash>
# Service-Verwaltung
sudo service apache2 start
sudo service apache2 stop
sudo service apache2 restart
sudo service apache2 status

# Autostart konfigurieren
sudo update-rc.d apache2 defaults
sudo update-rc.d apache2 disable

# Runlevel-Wechsel
sudo init 3
sudo telinit 5

# Aktuellen Runlevel anzeigen
runlevel
</code>

=== Vorteile von System V ===
  * ✓ Einfach zu verstehen (Shell-Skripte)
  * ✓ Gut dokumentiert
  * ✓ Stabil und erprobt
  * ✓ Geringe Systemanforderungen
  * ✓ Leicht zu debuggen (lesbare Skripte)

=== Nachteile von System V ===
  * ✗ Langsamer Boot (sequenzieller Start)
  * ✗ Keine Prozessüberwachung
  * ✗ Kein automatischer Service-Neustart
  * ✗ Komplexe Abhängigkeitsverwaltung
  * ✗ Keine parallele Ausführung
  * ✗ Kein Ressourcen-Management
  * ✗ Inkonsistente Service-Skripte

==== systemd - Das moderne Init-System ====

=== Merkmale ===
  * **Entwickelt**: 2010 (Lennart Poettering, Red Hat)
  * **Konzept**: Target-basiert (Ersatz für Runlevel)
  * **Start-Methode**: Parallel und on-demand
  * **Konfiguration**: Unit-Files (INI-ähnliche Syntax)
  * **Standard seit**: 2015+ (meiste Distributionen)

=== Architektur ===
<code>
Kernel
  └─ systemd (PID 1)
       ├─ Units (.service, .socket, .target, etc.)
       ├─ journald (Logging)
       ├─ logind (Session-Management)
       ├─ networkd (Netzwerk)
       ├─ resolved (DNS)
       ├─ timesyncd (Zeit-Sync)
       └─ udevd (Device-Management)
</code>

=== Target-Konzept (Ersatz für Runlevel) ===
<code>
poweroff.target    → System herunterfahren (Runlevel 0)
rescue.target      → Rettungsmodus (Runlevel 1)
multi-user.target  → Multi-User CLI (Runlevel 2,3,4)
graphical.target   → Multi-User GUI (Runlevel 5)
reboot.target      → Neustart (Runlevel 6)
</code>

=== Unit-Typen ===
  * **.service** - Services/Daemons (apache2.service)
  * **.socket** - Socket-basierte Aktivierung
  * **.target** - Gruppierung von Units (multi-user.target)
  * **.mount** - Dateisystem-Mountpoints
  * **.timer** - Zeitgesteuerte Aktivierung (cron-Ersatz)
  * **.device** - Hardware-Geräte
  * **.path** - Pfad-basierte Aktivierung
  * **.slice** - Ressourcen-Gruppen (cgroups)

=== Kommandos ===
<code bash>
# Service-Verwaltung
sudo systemctl start apache2
sudo systemctl stop apache2
sudo systemctl restart apache2
sudo systemctl status apache2
sudo systemctl reload apache2

# Autostart konfigurieren
sudo systemctl enable apache2
sudo systemctl disable apache2
sudo systemctl is-enabled apache2

# Service-Übersicht
systemctl list-units --type=service
systemctl list-unit-files
systemctl list-dependencies apache2

# Target-Verwaltung
sudo systemctl isolate multi-user.target
sudo systemctl set-default graphical.target
systemctl get-default

# Logs anzeigen
journalctl -u apache2
journalctl -u apache2 -f
journalctl -b
</code>

=== Vorteile von systemd ===
  * ✓ Schneller Boot (paralleler Start)
  * ✓ Automatischer Service-Neustart
  * ✓ Socket-Aktivierung (on-demand)
  * ✓ Integriertes Logging (journald)
  * ✓ Ressourcen-Management (cgroups)
  * ✓ Abhängigkeiten klar definiert
  * ✓ Konsistente Unit-Files
  * ✓ Monitoring und Watchdog
  * ✓ Transaktionen (atomare Änderungen)
  * ✓ Snapshot und Restore

=== Nachteile von systemd ===
  * ✗ Komplexer als SysV
  * ✗ Monolithischer Ansatz (viele Komponenten)
  * ✗ Höherer Speicherverbrauch
  * ✗ Binary-Logs (journald)
  * ✗ Steile Lernkurve
  * ✗ Kontroverse in der Community

==== Direkter Vergleich ====

=== Boot-Zeit ===
<code>
System V Init:  60-120 Sekunden (sequenziell)
systemd:        10-30 Sekunden (parallel)
</code>

=== Service-Management ===
| **Aktion** | **System V** | **systemd** |
| Service starten | ''service nginx start'' | ''systemctl start nginx'' |
| Service stoppen | ''service nginx stop'' | ''systemctl stop nginx'' |
| Service neustarten | ''service nginx restart'' | ''systemctl restart nginx'' |
| Service-Status | ''service nginx status'' | ''systemctl status nginx'' |
| Autostart aktivieren | ''update-rc.d nginx defaults'' | ''systemctl enable nginx'' |
| Autostart deaktivieren | ''update-rc.d nginx disable'' | ''systemctl disable nginx'' |
| Alle Services | ''service --status-all'' | ''systemctl list-units --type=service'' |

=== Konfigurationsdateien ===

**System V:**
<code bash>
# Service-Skripte
/etc/init.d/                  # Alle Service-Skripte (ausführbare Shell-Skripte)
/etc/init.d/apache2           # Beispiel: Apache2-Service
/etc/init.d/mysql             # Beispiel: MySQL-Service
/etc/init.d/ssh               # Beispiel: SSH-Service

# Runlevel-Verzeichnisse (symbolische Links)
/etc/rc0.d/                   # Runlevel 0 (Halt)
/etc/rc1.d/                   # Runlevel 1 (Single-User)
/etc/rc2.d/                   # Runlevel 2
/etc/rc3.d/                   # Runlevel 3 (Multi-User CLI)
/etc/rc4.d/                   # Runlevel 4
/etc/rc5.d/                   # Runlevel 5 (Multi-User GUI)
/etc/rc6.d/                   # Runlevel 6 (Reboot)
/etc/rc3.d/S20apache2         # Start-Link: S=Start, 20=Priorität
/etc/rc3.d/K80apache2         # Kill-Link: K=Kill/Stop, 80=Priorität

# Haupt-Konfiguration
/etc/inittab                  # Init-Konfiguration (Standard-Runlevel, etc.)
/etc/rc.local                 # Lokales Start-Skript (optional)

# Defaults
/etc/default/                 # Service-spezifische Einstellungen
/etc/default/apache2          # Apache2 Umgebungsvariablen
/etc/default/grub             # GRUB Bootloader Einstellungen
</code>

**systemd:**
<code bash>
# Unit-Dateien (Priorität: absteigend)
/etc/systemd/system/                     # Eigene/Admin Units (höchste Priorität)
/etc/systemd/system/apache2.service      # Eigene Service-Unit
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/  # Abhängigkeiten für Targets

/run/systemd/system/                     # Runtime Units (flüchtig, nach Reboot weg)
/run/systemd/generator/                  # Generierte Units

/lib/systemd/system/                     # System Units (Paket-Manager)
/usr/lib/systemd/system/                 # Alternative Paket-Units (Distribution)
/lib/systemd/system/apache2.service      # Standard Apache2-Unit
/lib/systemd/system/ssh.service          # Standard SSH-Unit
/lib/systemd/system/multi-user.target    # Multi-User-Target

# Konfiguration
/etc/systemd/system.conf                 # systemd Haupt-Konfiguration
/etc/systemd/journald.conf               # Journal/Logging-Konfiguration
/etc/systemd/logind.conf                 # Login-Manager-Konfiguration
/etc/systemd/resolved.conf               # DNS-Resolver-Konfiguration
/etc/systemd/networkd.conf               # Netzwerk-Konfiguration
/etc/systemd/timesyncd.conf              # Zeit-Synchronisation

# Unit-Overrides (Drop-In-Dateien)
/etc/systemd/system/apache2.service.d/   # Override-Verzeichnis
/etc/systemd/system/apache2.service.d/override.conf  # Änderungen ohne Original zu editieren

# State und Runtime
/var/lib/systemd/                        # Persistente Daten
/run/systemd/                            # Runtime-Daten
</code>

=== Beispiel-Konfiguration ===

**System V Init-Skript:**
<code bash>
#!/bin/sh
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          myapp
# Required-Start:    $network
# Required-Stop:     $network
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
### END INIT INFO

case "$1" in
  start)
    /usr/bin/myapp &
    ;;
  stop)
    killall myapp
    ;;
  restart)
    $0 stop
    $0 start
    ;;
esac
</code>

**systemd Unit-File:**
<code ini>
[Unit]
Description=My Application
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/myapp
Restart=on-failure
RestartSec=5s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
</code>

=== Pfad-Hierarchie und Prioritäten ===

**System V Priorität:**
<code>
1. /etc/init.d/                 # Service-Skripte
2. /etc/rcX.d/                  # Runlevel-spezifische Links
3. /etc/default/                # Service-Defaults
4. /etc/inittab                 # Init-Konfiguration
</code>

**systemd Priorität (höchste zuerst):**
<code>
1. /etc/systemd/system/         # Admin-Units (überschreiben alles)
2. /run/systemd/system/         # Runtime Units (temporär)
3. /lib/systemd/system/         # Paket-Units (Standard)
4. /usr/lib/systemd/system/     # Distribution Units
</code>

**Wichtig:**
  * systemd: Nie Units in ''/lib/systemd/system/'' direkt bearbeiten!
  * Überschreibungen mit ''systemctl edit'' oder Drop-In in ''/etc/systemd/system/X.service.d/''  
  * System V: Links in ''/etc/rcX.d/'' nicht manuell erstellen (''update-rc.d'' nutzen)

=== Logging ===

**System V:**
<code bash>
# Text-Logs in /var/log/
tail -f /var/log/syslog
tail -f /var/log/messages
grep apache2 /var/log/syslog
</code>

**systemd:**
<code bash>
# Binäre Logs (journald)
journalctl -u apache2
journalctl -u apache2 -f
journalctl -u apache2 --since "1 hour ago"
journalctl -b -p err
</code>

=== Abhängigkeiten ===

**System V:**
<code bash>
# In Skript-Header definiert
# Required-Start: $network $remote_fs
# Reihenfolge durch Prioritätsnummern: S20, S30, S40...
</code>

**systemd:**
<code ini>
# Explizite Abhängigkeiten
[Unit]
After=network.target database.service
Requires=database.service
Wants=logging.service
</code>

==== Migration: System V → systemd ====

=== Kompatibilitäts-Layer ===
systemd bietet Abwärtskompatibilität:

<code bash>
# Alte Befehle funktionieren (als Wrapper)
sudo service apache2 start    # Ruft systemctl auf
sudo update-rc.d apache2 defaults

# SysV-Skripte werden automatisch integriert
ls /etc/init.d/               # Alte Skripte bleiben
systemctl list-units          # Werden als systemd-Units verwaltet
</code>

=== Init-System feststellen ===
<code bash>
# Welches Init-System läuft?
ps -p 1 -o comm=
# Ausgabe: systemd oder init

# Version anzeigen
systemctl --version           # systemd
init --version               # System V (selten vorhanden)

# Alternative Prüfung
stat /proc/1/exe
# /lib/systemd/systemd → systemd
# /sbin/init → könnte System V sein
</code>

=== Befehl-Mapping ===
<code bash>
# System V                    → systemd
service X start               → systemctl start X
service X stop                → systemctl stop X
service X restart             → systemctl restart X
service X status              → systemctl status X
update-rc.d X defaults        → systemctl enable X
update-rc.d X disable         → systemctl disable X
chkconfig X on                → systemctl enable X
chkconfig --list              → systemctl list-unit-files
runlevel                      → systemctl get-default
init 3                        → systemctl isolate multi-user.target
</code>

==== Distributionen und ihre Init-Systeme ====

=== Aktuelle Nutzung (2026) ===

**systemd (Standard):**
  * Ubuntu (ab 15.04)
  * Debian (ab 8 Jessie)
  * Fedora (ab 15)
  * RHEL/CentOS/Rocky/Alma (ab 7)
  * openSUSE
  * Arch Linux
  * Manjaro

**System V Init (Legacy):**
  * Slackware (traditionell)
  * Devuan (systemd-freies Debian)
  * Ältere Distributionen (Debian 7, Ubuntu 14.04, CentOS 6)

**Alternative Init-Systeme:**
  * **OpenRC**: Gentoo, Alpine Linux, Artix
  * **runit**: Void Linux
  * **s6**: Einige Embedded-Systeme

==== Hinweise ====

<note tip>
**Für Administratoren:**
- Moderne Systeme: systemd-Kenntnisse essentiell
- Legacy-Systeme: SysV-Verständnis noch wichtig
- Kompatibilitäts-Layer: ''service'' funktioniert meist auf beiden
- Migration: systemd bietet bessere Performance und Features
- Logging: journalctl ist mächtiger als traditionelle Textlogs
- Ressourcen-Management: systemd cgroups für Service-Limits nutzen
</note>

<note warning>
**Häufige Fehler vermeiden:**
- Nicht beide Systeme parallel für gleiche Services nutzen
- SysV-Skripte nicht ohne Anpassung als systemd-Units verwenden
- ''systemctl daemon-reload'' nach Unit-File-Änderungen nicht vergessen
- journald-Logs können groß werden - regelmäßig prüfen: ''journalctl --disk-usage''
- Bei systemd: Dependencies korrekt setzen (After, Requires, Wants)
- System V: Prioritätsnummern (S20, S30) bestimmen Start-Reihenfolge
</note>

==== Siehe auch ====
  * [[sammlung:sysvinit|System V Init Details]]
  * [[sammlung:systemd|systemd Details]]
  * [[sammlung:systemctl|systemctl]]
  * [[sammlung:journalctl|journalctl]]
  * [[sammlung:boot_prozess|Linux Boot-Prozess]]

==== Quellen ====
  * [[https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/|systemd Official Website]]
  * [[https://wiki.debian.org/systemd|Debian systemd Wiki]]
  * [[https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_enterprise_linux/7/html/system_administrators_guide/chap-managing_services_with_systemd|RHEL systemd Guide]]
  * [[https://wiki.archlinux.org/title/Systemd|Arch Linux systemd Wiki]]

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