Сравнение подсистем инициализации в Linux

В данной статье я хотел бы сравнить подсистемы инициализации в Linux с точки зрения стабильности, безопасности и скорости работы, начем с того, что вообще из себя представляет подсистема инициализации и для чего она нужна

Подсистема инициализации в Linux - это критически важный компонент, отвечающий за загрузку операционной системы и запуск необходимых процессов и служб. Это первая программа, которая запускается при включении компьютера и отвечает за создание среды, необходимой для выполнения других программ.

Подсистема инициализации состоит из двух основных компонентов: загрузчика и программы init.

Загрузчик отвечает за загрузку ядра Linux в память. Обычно он располагается в первом разделе жесткого диска или на загрузочном устройстве, например, USB-накопителе. Загрузчик отвечает за поиск образа ядра на диске, загрузку его в память и передачу управления ядру.

После того как ядро загружено в память, за дело берется программа init. Программа init отвечает за инициализацию системы, запуская основные системные процессы и службы. Обычно она является первым процессом в пространстве пользователя и запускается ядром.

Программа init читает свой конфигурационный файл, обычно расположенный по адресу /etc/inittab, который содержит список уровней выполнения системы и процессы, которые должны быть запущены для каждого уровня выполнения. Уровень выполнения - это состояние, в котором может находиться система, например, однопользовательский режим или многопользовательский режим.

Затем программа init запускает необходимые системные процессы и службы для текущего уровня выполнения. Эти процессы и службы запускаются в определенном порядке, определяемом зависимостями между ними. Например, сетевая служба должна быть запущена до любой другой службы, которая зависит от сетевого подключения.

Подсистема инициализации также управляет выключением системы. Когда система завершает работу, программа init посылает сигналы системным процессам и службам для упорядоченного завершения работы.

Самой поплярной подсистемой инициализации в Linux является systemd, но в ней есть некоторые проблемы, о которых я сейчас напишу

Systemd - это менеджер систем и сервисов для Linux, предназначенный для обеспечения централизованного и унифицированного управления сервисами и процессами в системе Linux. Впервые он был представлен в 2010 году и стал системой init по умолчанию во многих основных дистрибутивах Linux, включая Debian, Ubuntu, Fedora и CentOS.

Хотя systemd имеет много преимуществ, таких как более быстрая загрузка, лучшее отслеживание зависимостей и улучшенное протоколирование, она также стала предметом споров и критики со стороны некоторых пользователей и разработчиков. Некоторые из основных критических замечаний и проблем с systemd следующие:

Systemd - очень сложная и большая программная система, что вызвало озабоченность по поводу ее стабильности, безопасности и удобстве обсулживания системными администраторами. Кодовая база насчитывает более миллиона строк кода, что делает ее сложной для понимания и модификации разработчиками.

Systemd имеет ряд зависимостей от других библиотек и инструментов, что может затруднить его использование на системах, где эти зависимости не установлены. Это может стать проблемой для систем с ограниченными ресурсами или систем, которым требуется легковесная система.

Systemd разработан как монолитная система, что означает, что она включает в себя широкий спектр функций и возможностей, таких как ведение журнала, управление временем, конфигурация сети и многое другое. Некоторые критики утверждают, что такой дизайн противоречит философии Unix о создании небольших модульных инструментов, которые можно комбинировать различными способами.

Systemd критикуют за несовместимость с некоторыми существующими инструментами и стандартами Linux, такими как Linux Standard Base (LSB) и Unix File System Hierarchy Standard (FHS). Это вызвало озабоченность по поводу фрагментации и способности поддерживать целостную экосистему Linux.

Systemd критикуют за непрозрачность и сложность отладки. Сложная конструкция и отсутствие документации может затруднить понимание пользователями и разработчиками того, как работает система и как устранять неполадки.

Теперь рассмотрим альтернативы systemd:

В Linux существует несколько подсистем инициализации, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Наиболее распространенными подсистемами инициализации, используемыми сегодня, являются:

SysV init является традиционной подсистемой инициализации для Linux. Она использует простой, основанный на сценариях подход к запуску и остановке служб, что делает ее простой для понимания и настройки. Однако SysV init не так эффективна, как другие подсистемы, и может привести к замедлению загрузки.

Runit - это более простая подсистема инициализации, которая спроектирована как легкая и простая в использовании. Она использует простой, основанный на сценариях подход к запуску и остановке служб, подобно SysV init. Однако runit более эффективен, чем SysV init, с более быстрым временем загрузки и меньшим использованием ресурсов.

OpenRC - это еще одна подсистема инициализации, разработанная для облегчения и простоты использования. Она использует простой, основанный на сценариях подход к запуску и остановке служб, подобно SysV init. OpenRC более эффективна, чем SysV init, с более быстрым временем загрузки и меньшим использованием ресурсов.

dinit - это легковесная, простая и быстрая система init, разработанная для переносимости и простоты использования. Она использует простой конфигурационный файл для определения служб и зависимостей и может запускать службы параллельно для ускорения загрузки. dinit особенно хорошо подходит для встроенных систем и других сред с ограниченными ресурсами, где важны эффективность и простота. Dinit является форком подсистемы инициализации OpenBSD

s6 - это современная система init, разработанная как надежная, эффективная и простая в использовании. Она использует простой, основанный на сценариях подход к запуску и остановке служб, подобно SysV init и runit. Однако s6 предлагает несколько уникальных возможностей, таких как деревья наблюдения для управления зависимостями сервисов и уведомления о готовности сервисов для ускорения запуска. s6 особенно хорошо подходит для систем с большим количеством сервисов или сложными зависимостями, где важны надежность и эффективность.

Поскольку SysV из всех этих подсистем инициализации является наменее эффективной, то её исключим из дальнейшего сравнения, соответственно остаются только подсистемы runit, dinit, s6 и openrc

Ниже приводится подробное сравнение этих четырех подсистем:

dinit:

Небольшая и простая система инициализации, разработанная для переносимости и простоты использования.

Использует простой конфигурационный файл для определения служб и зависимостей.

Запускает сервисы параллельно для ускорения загрузки.

Хорошо подходит для встраиваемых систем и других сред с ограниченными ресурсами.

Ограниченный набор функций, но эффективная и надежная.

runit:

Простая и легкая система инициализации, разработанная для простоты использования.

Использует простой, основанный на сценариях подход к запуску и остановке служб, подобно SysV init.

Хорошо подходит для систем, где важны простота и эффективность.

Имеет граниченный набор функций, но надежныйая и простая в использовании.

s6:

Современная система инициализации, разработанная как надежная, эффективная и простая в использовании.

Использует простой, основанный на сценариях, подход к запуску и остановке служб, подобный SysV init и runit.

Предлагает несколько уникальных возможностей, таких как деревья наблюдения для управления зависимостями служб и уведомления о готовности служб для ускорения запуска.

Хорошо подходит для систем с большим количеством служб или сложными зависимостями.

Эффективеная и надеженая, но сложнее, чем runit или dinit.

OpenRC:

Простая и легковесная система инициализации, разработанная для простоты использования.

Использует простой, основанный на сценариях подход к запуску и остановке служб, подобно SysV init.

Предлагает дополнительные возможности, такие как отслеживание зависимостей служб и отчет о состоянии служб.

Хорошо подходит для систем, где важны простота и гибкость.

Теперь рассмотрим дистрибутивы Linux, которые работают на данных подсистемах инициализации:

Artix Linux - форк Arch Linux, который может работать на dinit, runit, openrc и s6

Void Linux - самостоятельный дистрибутив Linux, который использует подсистему инициализации runit

Devuan - форк Debian на OpenRC

Gentoo - самостоятельный дистрибутив, который может работать на OpenRC

Из этого списка в качестве десктопной ОС я бы рекомендовал Devuan для начинающих и Gentoo для профессионалов

Для энтузиастов с опытом я бы рекомендовал Artix или Void

Из подсистем инициализации я бы рекомендовал OpenRC или runit