Entendiendo los Targets de Systemd: Gestionando Estados de Arranque y Niveles de Ejecución de Forma Efectiva

Systemd, el estándar moderno para inicializar y gestionar servicios en sistemas Linux, ha introducido un mecanismo más flexible y robusto para gestionar los estados del sistema en comparación con los niveles de ejecución del sistema init tradicional. Este mecanismo se conoce como Targets de Systemd. Los targets son esencialmente puntos de sincronización o estados que el sistema puede alcanzar. Definen una colección de unidades (servicios, sockets, puntos de montaje, etc.) que deben estar activas para que el sistema se encuentre en un estado particular. Comprender los targets de systemd es crucial para gestionar eficazmente el proceso de arranque de su sistema Linux, las dependencias de los servicios y el estado operativo general.

Este artículo desmitificará el concepto de targets de systemd, explicando cómo han reemplazado el antiguo concepto de niveles de ejecución y proporcionando una inmersión profunda en su estructura, propósito y casos de uso comunes. Exploraremos cómo ver, cambiar e incluso crear sus propios targets personalizados, lo que le permitirá tener un control más fino sobre el comportamiento de su sistema.

La Evolución de los Niveles de Ejecución a los Targets de Systemd

Históricamente, los sistemas Linux utilizaban un concepto llamado niveles de ejecución (runlevels) para definir el estado operativo del sistema durante el arranque y en tiempo de ejecución. Un nivel de ejecución era un identificador numérico (0-6) que dictaba qué servicios se iniciaban o detenían. Por ejemplo, el nivel de ejecución 3 típicamente significaba un modo de texto multiusuario, mientras que el nivel de ejecución 5 indicaba un entorno gráfico multiusuario. Este sistema, aunque funcional, tenía limitaciones:

• Rigidez: Los niveles de ejecución a menudo se definían de manera algo fija, lo que dificultaba la personalización del conjunto exacto de servicios activos para un estado dado.
• Dependencias Implícitas: Las dependencias entre servicios a menudo se gestionaban indirectamente a través de la asignación de niveles de ejecución, lo que provocaba posibles conflictos o servicios omitidos.
• Falta de Granularidad: El sistema numérico carecía de claridad descriptiva, lo que hacía más difícil comprender el estado previsto del sistema.

Los targets de systemd abordan estas limitaciones al proporcionar un enfoque más explícito, impulsado por dependencias y descriptivo. En lugar de números abstractos, los targets tienen nombres significativos (por ejemplo, multi-user.target, graphical.target) que indican claramente el estado previsto del sistema. Las dependencias se definen explícitamente dentro de los archivos de unidad, lo que garantiza que todos los componentes necesarios se inicien en el orden correcto.

Comprendiendo los Targets de Systemd

Un target de systemd es en sí mismo un tipo de unidad. Cuando se activa una unidad de target, systemd intenta activar todas las unidades que figuran como dependencias dentro del archivo de unidad de ese target. Esto crea un efecto en cascada, asegurando que todos los servicios, dispositivos y otros componentes necesarios se pongan en marcha para alcanzar el estado deseado del sistema.

Características Clave de los Targets de Systemd:

• Gestión de Dependencias: Los targets definen qué otras unidades deben estar activas para que el target se considere alcanzado. Este es el núcleo de su poder.
• Puntos de Sincronización: Actúan como puntos de sincronización durante el proceso de arranque. El sistema no procederá a la siguiente etapa hasta que el target actual esté completamente inicializado.
• Nomenclatura Descriptiva: Los targets se nombran de forma descriptiva, lo que facilita la comprensión del estado previsto del sistema (por ejemplo, rescue.target, poweroff.target).

Targets Comunes de Systemd

Systemd viene con un conjunto de targets predefinidos diseñados para cubrir estados comunes del sistema. Comprender estos es clave para gestionar su sistema.

multi-user.target

Este es uno de los targets más fundamentales. Representa un sistema multiusuario completamente funcional con la red habilitada pero sin un gestor de inicio de sesión gráfico o entorno de escritorio. Este es típicamente el target predeterminado para servidores.

• Propósito: Proporcionar un entorno estable para ejecutar servicios y permitir que varios usuarios inicien sesión a través de consolas de texto o SSH.
• Dependencias: Generalmente incluye unidades para redes, servicios del sistema y indicaciones de inicio de sesión en consola.

graphical.target

Este target representa un sistema multiusuario completamente funcional con un entorno de escritorio gráfico listo para la interacción del usuario. Típicamente es un dependiente de multi-user.target y añade los componentes necesarios para una sesión gráfica.

• Propósito: Iniciar un gestor de visualización gráfico (como GDM, LightDM, SDDM) y el entorno de escritorio asociado.
• Dependencias: Hereda todas las dependencias de multi-user.target y añade unidades para el servidor X o el compositor Wayland, el gestor de visualización y la sesión de escritorio.

rescue.target

Este target proporciona un entorno mínimo para un solo usuario. Se utiliza principalmente para el mantenimiento y la recuperación del sistema. Pone en marcha el sistema básico y un shell de root, pero normalmente no inicia la red ni los servicios multiusuario.

• Propósito: Proporcionar un entorno seguro para que los administradores del sistema realicen tareas de mantenimiento sin la interferencia de otros servicios.
• Dependencias: Conjunto mínimo de componentes esenciales del sistema y un shell de root.

emergency.target

Este es aún más mínimo que rescue.target. Lleva el sistema a un sistema de archivos de solo lectura básico y un shell de root. Está diseñado para situaciones de emergencia graves en las que incluso los servicios básicos podrían ser problemáticos.

• Propósito: Para la recuperación crítica del sistema cuando incluso el rescue.target podría no ser apropiado.
• Dependencias: Solo los componentes del sistema absolutamente esenciales y un shell de root (a menudo de solo lectura).

reboot.target, poweroff.target, halt.target

Estos son targets especiales utilizados para apagar o reiniciar el sistema. Cuando systemd activa uno de estos targets, detiene todos los servicios en ejecución y luego realiza la acción especificada (reiniciar, apagar o detener).

• Propósito: Apagar o reiniciar el sistema de forma controlada.
• Dependencias: Normalmente dependen de servicios que deben detenerse antes de que el sistema pueda apagarse.

Gestión de Targets de Systemd

Systemd proporciona varias herramientas de línea de comandos para interactuar con los targets. La herramienta principal es systemctl.

Visualización de Targets Actuales y Predeterminados

Para ver en qué target se está ejecutando actualmente el sistema y cuál es el target predeterminado al arrancar, utilice:

systemctl status

Este comando proporciona una gran cantidad de información, incluido el target activo. Para consultar específicamente el target predeterminado:

systemctl get-default

Para ver todos los targets disponibles:

systemctl list-unit-files --type=target

Cambio del Target Predeterminado

Si desea que su sistema arranque en un target diferente por defecto (por ejemplo, de gráfico a multiusuario, o viceversa), puede usar systemctl set-default:

Para establecer el target gráfico como predeterminado (común en sistemas de escritorio):

sudo systemctl set-default graphical.target

Para establecer el target multiusuario como predeterminado (común en servidores):

sudo systemctl set-default multi-user.target

Importante: El cambio del target predeterminado solo tendrá efecto en el próximo reinicio.

Cambio a un Target (Sin Reiniciar)

Puede cambiar el sistema a un target diferente inmediatamente sin reiniciar. Esto es útil para probar o cambiar temporalmente el estado del sistema. Utilice el comando systemctl isolate:

Para cambiar al target gráfico:

sudo systemctl isolate graphical.target

Para cambiar al target multiusuario:

sudo systemctl isolate multi-user.target

Precaución: systemctl isolate es un comando potente. Aislar a un target como rescue.target o emergency.target detendrá la mayoría de los servicios en ejecución. Asegúrese de comprender las implicaciones antes de usarlo. Podría perder la conectividad de red o su sesión gráfica.

Cómo se Relacionan los Targets con los Archivos de Unidad

Los targets se implementan como archivos de unidad, típicamente ubicados en /usr/lib/systemd/system/ o /etc/systemd/system/. Un archivo de unidad de target (por ejemplo, graphical.target) especifica dependencias con otras unidades, incluidos otros targets y servicios.

Un archivo de unidad graphical.target típico podría parecer algo así (simplificado):

[Unit]
Description=Graphical multi-user system
Documentation=man:systemd.special(7)
# This target is intended to be a prerequisite for the graphical login manager.
# It's the target that the system will boot into if not otherwise specified.
Wants=display-manager.service
Before=shutdown.target

[Install]
Alias=default.target

Aquí:

• Wants=display-manager.service: Indica que display-manager.service (el gestor de inicio de sesión real como GDM o LightDM) debe iniciarse si es posible. Esta es una dependencia más débil que Requires=.
• Before=shutdown.target: Asegura que el entorno gráfico se detenga antes de que el sistema entre en el proceso de apagado.
• Alias=default.target: Esto hace que graphical.target actúe como predeterminado si default.target está enlazado a él (lo cual suele ser el caso de los sistemas de escritorio).

Creación de Targets Personalizados

Aunque es menos común para el uso diario, puede crear sus propios targets personalizados para definir estados específicos del sistema con conjuntos únicos de servicios.

Pasos para Crear un Target Personalizado:

1. Crear un archivo de unidad .target: Colóquelo en /etc/systemd/system/ (por ejemplo, my-custom.target).
   ```ini
   [Unit]
   Description=My Custom Target

   [Install]
   WantedBy=multi-user.target # O cualquier otro target apropiado
   2. **Crear archivos `.service` u otras unidades:** Defina los servicios y otras unidades que deben estar activos para su target personalizado. 3. **Añadir dependencias:** En el archivo de unidad de su target personalizado, utilice `Requires=` o `Wants=` para especificar qué unidades deben iniciarse o deberían iniciarse.ini
   [Unit]
   Description=My Custom Target
   Wants=service1.service
   Wants=service2.service
   After=service1.service service2.service

   [Install]
   WantedBy=multi-user.target
   4. **Recargar systemd:**bash
   sudo systemctl daemon-reload
   5. **Habilitar/Iniciar su target:**bash
   sudo systemctl start my-custom.target

   O para hacerlo arrancable

   sudo systemctl enable my-custom.target
   ```

Caso de Uso: Imagine un entorno de desarrollo donde necesita servidores de bases de datos y aplicaciones específicos en funcionamiento. Podría crear un dev-env.target que inicie estos servicios.

Mejores Prácticas y Consejos

• Comprenda el Predeterminado: Conozca el target predeterminado de su sistema (graphical.target o multi-user.target), ya que dicta la experiencia de arranque inicial.
• Use isolate con Cuidado: Tenga cuidado al usar systemctl isolate, especialmente en sistemas de producción, ya que puede interrumpir los servicios en ejecución.
• Verifique las Dependencias: Si un servicio no se está iniciando, examine las dependencias del target con el que está asociado usando systemctl list-dependencies <target_name>.
• Servidor vs. Escritorio: En servidores, multi-user.target es casi siempre preferible por seguridad y eficiencia de recursos. En escritorios, graphical.target es el estándar.
• Mantenimiento del Sistema: Para tareas que requieren una mínima interferencia, rescue.target es su aliado. Para recuperación crítica, emergency.target está disponible.

Conclusión

Los targets de systemd representan un avance significativo sobre los niveles de ejecución tradicionales, ofreciendo una forma más expresiva, flexible y consciente de las dependencias para gestionar los estados del sistema. Al comprender targets comunes como multi-user.target y graphical.target, y al saber cómo ver y cambiar los targets predeterminados, obtiene un mayor control sobre el proceso de arranque y el comportamiento en tiempo de ejecución de su sistema Linux. Ya sea que esté configurando un servidor, gestionando un escritorio o solucionando problemas del sistema, un conocimiento sólido de los targets de systemd es una habilidad invaluable para cualquier administrador de Linux.