什么是 daemon 与服务 (service)

浏览量:23
发布时间:2016-02-14
发布人:京西

文章来源:

本文转载自鸟哥的 Linux 私房菜,原文链接为http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0560daemons_1.php

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[TOC]

#什么是 daemon 与服务 (service)
我们在第十七章就曾经谈过『服务』这东西！ 当时的说明是『常驻在记体体中的程序，且可以提供一些系统或网络功能，那就是服务』。而服务一般的英文说法是『 service 』。

但如果你常常上网去查看一些数据的话，尤其是 Unix-Like 的相关操作系统，应该常常看到『请启动某某 daemon 来提供某某功能』，唔！那么 daemon 与 service 有关啰？否则为什么都能够提供某些系统或网络功能？此外，这个 daemon 是什么东西呀？ daemon 的字面上的意思就是『守护神、恶魔？』还真是有点奇怪呦！^_^""！

简单的说，系统为了某些功能必须要提供一些服务 (不论是系统本身还是网络方面)，这个服务就称为 service 。 但是 service 的提供总是需要程序的运行吧！否则如何运行呢？所以达成这个 service 的程序我们就称呼他为 daemon 啰！ 举例来说，达成循环型例行性工作排程服务 (service) 的程序为 crond 这个 daemon 啦！这样说比较容易理解了吧！

>**Tips:**
你不必去区分什么是 daemon 与 service ！事实上，你可以将这两者视为相同！因为达成某个服务是需要一支 daemon 在背景中运行， 没有这支 daemon 就不会有 service ！所以不需要分的太清楚啦！

一般来说，当我们以文本模式或图形模式 (非单人维护模式) 完整启动进入 Linux 主机后， 系统已经提供我们很多的服务了！包括打印服务、工作排程服务、邮件管理服务等等； 那么这些服务是如何被启动的？他们的工作型态如何？底下我们就来谈一谈啰！

##daemon 的主要分类
如果依据 daemon 的启动与管理方式来区分，基本上，可以将 daemon 分为可独立启动的 stand alone ， 与透过一支 super daemon 来统一管理的服务这两大类，这两类 daemon 的说明如下：

stand_alone：此 daemon 可以自行单独启动服务
就字面上的意思来说，stand alone 就是『独立的启动』的意思。这种类型的 daemon 可以自行启动而不必透过其他机制的管理； daemon 启动并加载到内存后就一直占用内存与系统资源。最大的优点就是：因为是一直存在内存内持续的提供服务， 因此对于发生客户端的要求时，stand alone 的 daemon 响应速度较快。常见的 stand alone daemon 有 WWW 的 daemon (httpd)、FTP 的 daemon (vsftpd) 等等。

super daemon： 一支特殊的 daemon 来统一管理
这一种服务的启动方式则是藉由一个统一的 daemon 来负责唤起服务！这个特殊的 daemon 就被称为 super daemon 。 早期的 super daemon 是 inetd 这一个，后来则被 xinetd 所取代了。这种机制比较有趣的地方在于， 当没有客户端的要求时，各项服务都是未启动的情况，等到有来自客户端的要求时， super daemon 才唤醒相对应的服务。当客户端的要求结束后，被唤醒的这个服务也会关闭并释放系统资源。

这种机制的好处是： (1)由于 super daemon 负责唤醒各项服务，因此 super daemon 可以具有安全控管的机制，就是类似网络防火墙的功能啦！ (2)由于服务在客户端的联机结束后就关闭，因此不会一直占用系统资源。但是缺点是什么呢？ 因为有客户端的联机才会唤醒该服务，而该服务加载到内存的时间需要考虑进去，因此服务的反应时间会比较慢一些啦！ 常见的 super daemon 所管理的服务例如 telnet 这个玩意儿就是啦！

![ Super daemon 的运行示意图](/upload/Home/ArticleContent/20160214/1455426988super_daemon.gif " Super daemon 的运行示意图")
图 1.1.1、Super daemon 的运行示意图

如上所示，Super daemon 是常驻在内存中的， Program 1, 2, 3 则是启动某些服务的程序 (未被启动状态)。当有客户端的要求时， Super daemon 才会去触发相关的程序加载成为 daemon 而存在于内存中，此时，客户端的要求才会被 Super daemon 导向 Daemon 1 去达成联机！当客户端的要求结束时，Daemon 1 将会被移除，图中实线的联机就会中断啰！

窗口类型的解说
那么这两种启动的方式哪一个比较好呢？见仁见智啦！而且还要看该主机的工作负荷与实际的用途说！ 例如当你的主机是用来作为 WWW 服务器的，那么 httpd 自然就以 stand alone 的启动方式较佳！事实上，我们常常开玩笑的说明 stand alone 与 super daemon 的情况，可以银行的窗口来作为说明的范例喔！

个别窗口负责单一服务的 stand alone：

在银行里面，假设有一种单一服务的窗口，例如存钱窗口，所以当你需要存钱的时候，直接前往该窗口，就有『专人』为你服务啦！ 这就是 stand alone 的情况。

统一窗口负责各种业务的 super daemon：

在银行里面假设还有另外一种复合型态的统一窗口，同时提供转账、资金调度、提款等等的业务，那当你需要其中一项业务的时候， 就需要前往该窗口。但是坐在窗口的这个营业员，拿到你的需求单之后，往后面一丢『喂！那个转账的仁兄！该你的工作了』 那么那个仁兄就开始工作去！然而里头还有资金调度与提款等负责业务的仁兄呢？他们在干嘛？嘿嘿！看看报、喝喝茶啰！

那么这里就会引出另外一个问题啦！假设银行今天的人潮特别的汹涌，所以这个窗口后面除了你之外还有很多的人！ 那么想一想，这个窗口是要『一个完成再来下一个』还是『全部都把你们的单据拿来，我全部处理掉』呢？呵呵！ 是不是不太一样？基本上，针对这种 super daemon 的处理模式有两种，分别是这样：

multi-threaded (多重线程)：
就是我们提到的，全部的客户之要求都给他拿来，一次给他交办下去，所以一个服务同时会负责好几个程序。

single-threaded (单个线程)：
这个就是目前我们『人类的银行』最常见的方式啦，不论如何，反正一个一个来，第一个没有处理完之前，后面的请排队！嘿嘿！ 所以如果 client 的要求突然大增的话，那么这些晚到的 client 可得等上一等！

![ 单运行与多重运行的 super daemon 运行方式](/upload/Home/ArticleContent/20160214/1455427017threaded.gif " 单运行与多重运行的 super daemon 运行方式")
图 1.1.2、单运行与多重运行的 super daemon 运行方式

如上所示，左侧为多重运行的方式， daemon 会一直被触发多支程序来提供不同 client 的服务，所以不论你是第几个登陆者， 都可以享用 daemon 的服务。至于右侧则是单一运行的方式，仅会有一支 daemon 被唤醒，第一个用户达成联机后， 后续想要联机的用户就得要等待，因此她们的联机不会成功的。
另外，需要注意的是，既然银行里头有这两种窗口同时存在，所以啰，在 Linux 系统里面，这两种 daemon 的启动方式也是可以同时存在的啦！也就是说，某些服务可以使用 stand alone 来启动，而有些其他的服务则可以使用 xinetd 这个 super daemon 来管理，大致的情况就是这样啦！瞭乎！

###daemon 工作形态的类型
如果以 daemon 提供服务的的工作状态来区分，又可以将 daemon 分为两大类，分别是：

signal-control
这种 daemon 是透过讯号来管理的，只要有任何客户端的需求进来，他就会立即启动去处理！例如打印机的服务 (cupsd)。

interval-control
这种 daemon 则主要是『每隔一段时间就主动的去运行某项工作』，所以，你要作的是在配置文件指定服务要进行的时间与工作， 该服务在指定的时间才会去完成工作。我们在第十六章提到的 atd 与 crond 就属于这种类型的 daemon 啦 (每分钟侦测一次配置文件)
另外，如果你对于开发程序很有兴趣的话，那么可以自行查阅一下『 man 3 daemon 』看看系统对于 daemon 的详细说明吧！ ^_^。

###daemon 的命名守则
每一个服务的开发者，当初在开发他们的服务时，都有特别的故事啦！不过，无论如何，这些服务的名称被创建之后，被挂上 Linux 使用时，通常在服务的名称之后会加上一个 d ，例如例行性命令的创建的	at, 与 cron 这两个服务， 他的程序文件名会被取为 atd 与 crond，这个 d 代表的就是 daemon 的意思。所以，在第十七章中，我们使用了 ps 与 top 来观察程序时，都会发现到很多的 {xxx}d 的程序，呵呵！通常那就是一些 daemon 的程序啰！

##服务与端口的对应
从第十七章与前一小节对服务的说明后，你应该要知道的是， 系统所有的功能都是某些程序所提供的，而程序则是透过触发程序而产生的。同样的，系统提供的网络服务当然也是这样的！ 只是由于网络牵涉到 TCP/IP 的概念，所以显的比较复杂一些就是了。

玩过因特网 (Internet) 的朋友应该知道 IP 这玩意儿，大家都说 IP 就是代表你的主机在因特网上面的『门牌号码』。 但是你的主机总是可以提供非常多的网络服务而不止一项功能而已，但我们仅有一个 IP 呢！当客户端联机过来我们的主机时， 我们主机是如何分辨不同的服务要求呢？那就是透过埠号 (port number) 啦！埠号简单的想象，他就是你家门牌上面的第几层楼！ 这个 IP 与 port 就是因特网联机的最重要机制之一啰。我们拿底下的网址来说明：

http://ftp.isu.edu.tw/
ftp://ftp.isu.edu.tw/

有没有发现，两个网址都是指向 ftp.isu.edu.tw 这个义守大学的 FTP 网站，但是浏览器上面显示的结果却是不一样的？ 是啊！这是因为我们指向不同的服务嘛！一个是 http 这个 WWW 的服务，一个则是 ftp 这个文件传输服务，当然显示的结果就不同了。

![port 与 daemon 的对应](/upload/Home/ArticleContent/20160214/1455427063port_daemon.gif "port 与 daemon 的对应")
图 1.2.1、 port 与 daemon 的对应，客户端连接协议不同，服务导向端口号亦不同

事实上，为了统一整个因特网的端口号对应服务的功能，好让所有的主机都能够使用相同的机制来提供服务与要求服务， 所以就有了『通讯协议』这玩意儿。也就是说，有些约定俗成的服务都放置在同一个埠号上面啦！举例来说， 网址列上面的 http 会让浏览器向 WWW 服务器的 80 埠号进行联机的要求！而 WWW 服务器也会将 httpd 这个软件激活在 port 80， 这样两者才能够达成联机的！

嗯！那么想一想，系统上面有没有什么配置可以让服务与埠号对应在一起呢？那就是 /etc/services 啦！

```shell
 [root@www ~]# cat /etc/services
....(前面省略)....
ftp             21/tcp
ftp             21/udp          fsp fspd
ssh             22/tcp                          # SSH Remote Login Protocol
ssh             22/udp                          # SSH Remote Login Protocol
....(中间省略)....
http            80/tcp          www www-http    # WorldWideWeb HTTP
http            80/udp          www www-http    # HyperText Transfer Protocol
....(底下省略)....
# 这个文件的内容是以底下的方式来编排的：
# <daemon name>   <port/封包协议>   <该服务的说明>
```

像上面说的是，第一栏为 daemon 的名称、第二栏为该 daemon 所使用的端口号与网络数据封包协议， 封包协议主要为可靠联机的 TCP 封包以及较快速但为非面向连接的 UDP 封包。 举个例子说，那个远程联机机制使用的是 ssh 这个服务，而这个服务的使用的埠号为 22 ！就是这样啊！

>**Tips:**
请特别注意！虽然有的时候你可以藉由修改 /etc/services 来更改一个服务的埠号，不过并不建议如此做， 因为很有可能会造成一些协议的错误情况！这里特此说明一番呦！(除非你要架设一个地下网站，否则的话，使用 /etc/services 原先的配置就好啦！)

##daemon 的启动脚本与启动方式
提供某个服务的 daemon 虽然只是一支程序而已，但是这支 daemon 的启动还是需要运行档、配置文件、运行环境等等， 举例来说，你可以查阅一下 httpd 这个程序 (man httpd) ，里面可谈到不少的选项与参数呢！此外，为了管理上面的方便， 所以通常 distribution 都会记录每一支 daemon 启动后所取得程序的 PID 在 /var/run/ 这个目录下呢！ 还有还有，在启动这些服务之前，你可能也要自行处理一下 daemon 能够顺利运行的环境是否正确等等。鸟哥这里要讲的是， 要启动一支 daemon 考虑的事情很多，并非单纯运行一支程序就够了。

为了解决上面谈到的问题，因此通常 distribution 会给我们一个简单的 shell script 来进行启动的功能。 该 script 可以进行环境的侦测、配置文件的分析、PID 文件的放置，以及相关重要交换文件案的锁住 (lock) 动作， 你只要运行该 script ，上述的动作就一口气连续的进行，最终就能够顺利且简单的启动这个 daemon 啰！ 这也是为何我们会希望你可以详细的研究一下第十三章的原因啊。

OK！那么这些 daemon 的启动脚本 (shell script) 放在哪里啊？还有， CentOS 5.x 通常将 daemon 相关的文件放在哪里？ 以及某些重要的配置文件又是放置到哪里？基本上是放在这些地方：

- /etc/init.d/* ：启动脚本放置处
系统上几乎所有的服务启动脚本都放置在这里！事实上这是公认的目录，我们的 CentOS 实际上放置在 /etc/rc.d/init.d/ 啦！ 不过还是有配置连结档到 /etc/init.d/ 的！既然这是公认的目录，因此建议您记忆这个目录即可！

- /etc/sysconfig/* ：各服务的初始化环境配置文件
几乎所有的服务都会将初始化的一些选项配置写入到这个目录下，举例来说，登录档的 syslog 这支 daemon 的初始化配置就写入在 /etc/sysconfig/syslog 这里呢！而网络的配置则写在 /etc/sysconfig/network 这个文件中。 所以，这个目录内的文件也是挺重要的；

- /etc/xinetd.conf, /etc/xinetd.d/* ：super daemon 配置文件
super daemon 的主要配置文件 (其实是默认值) 为 /etc/xinetd.conf ，不过我们上面就谈到了， super daemon 只是一个统一管理的机制，他所管理的其他 daemon 的配置则写在 /etc/xinetd.d/* 里头喔！

- /etc/* ：各服务各自的配置文件
第六章就讲过了，大家的配置文件都是放置在 /etc/ 底下的喔！

- /var/lib/* ：各服务产生的数据库
一些会产生数据的服务都会将他的数据写入到 /var/lib/ 目录中。举例来说，数据库管理系统 MySQL 的数据库默认就是写入 /var/lib/mysql/ 这个目录下啦！

- /var/run/* ：各服务的程序之 PID 记录处

我们在第十七章谈到可以使用讯号 (signal) 来管理程序， 既然 daemon 是程序，所以当然也可以利用 kill 或 killall 来管理啦！不过为了担心管理时影响到其他的程序， 因此 daemon 通常会将自己的 PID 记录一份到 /var/run/ 当中！例如登录文件的 PID 就记录在 /var/run/syslogd.pid 这个文件中。如此一来， /etc/init.d/syslog 就能够简单的管理自己的程序啰。
上面谈到的部分是配置文件，那么 stand alone 与 super daemon 所管理的服务启动方式怎么作呢？他是这样做的喔：

###Stand alone 的 /etc/init.d/* 启动
刚刚谈到了几乎系统上面所有服务的启动脚本都在 /etc/init.d/ 底下，这里面的脚本会去侦测环境、搜寻配置文件、 加载 distribution 提供的函数功能、判断环境是否可以运行此 daemon 等等，等到一切都侦测完毕且确定可以运行后， 再以 shell script 的 case....esac 语法来启动、关闭、 观察此 daemon 喔！我们可以简单的以 /etc/init.d/syslog 这个登录档启动脚本来进行说明：

```shell
[root@www ~]# /etc/init.d/syslog
用法: /etc/init.d/syslog {start|stop|status|restart|condrestart}
# 什么参数都不加的时候，系统会告诉你可以用的参数有哪些，如上所示。
```

范例一：观察 syslog 这个 daemon 目前的状态
```shell
[root@www ~]# /etc/init.d/syslog status
syslogd (pid 4264) 正在运行...
klogd (pid 4267) 正在运行...
# 代表 syslog 管理两个 daemon ，这两个 daemon 正在运行中啦！
```

范例二：重新让 syslog 读取一次配置文件
```shell
[root@www ~]# /etc/init.d/syslog restart
正在关闭核心记录器:          [  确定  ]
正在关闭系统记录器:          [  确定  ]
正在启动系统记录器:          [  确定  ]
正在启动核心记录器:          [  确定  ]
[root@www ~]# /etc/init.d/syslog status
syslogd (pid 4793) 正在运行...
klogd (pid 4796) 正在运行...
# 因为重新启动过，所以 PID 与第一次观察的值就不一样了！这样了解乎？
```

由于系统的环境都已经帮你制作妥当，所以利用 /etc/init.d/* 来启动、关闭与观察，就非常的简单！话虽如此， CentOS 还是有提供另外一支可以启动 stand alone 服务的脚本喔，那就是 service 这个程序。 其实 service 仅是一支 script 啦，他可以分析你下达的 service 后面的参数，然后根据你的参数再到 /etc/init.d/ 去取得正确的服务来 start 或 stop 哩！他的语法是这样的啦：
```shell
[root@www ~]# service [service name] (start|stop|restart|...)
[root@www ~]# service --status-all
选项与参数：
service name：亦即是需要启动的服务名称，需与 /etc/init.d/ 对应；
start|...   ：亦即是该服务要进行的工作。
--status-all：将系统所有的 stand alone 的服务状态通通列出来
```

范例三：重新启动 crond 这支 daemon ：
```shell
[root@www ~]# service crond restart
[root@www ~]# /etc/init.d/crond restart
# 这两种方法随便你用哪一种来处理都可以！不过鸟哥比较喜欢使用 /etc/init.d/*
```

范例四：显示出目前系统上面所有服务的运行状态
```shell
[root@www ~]# service --status-all
acpid (pid 4536) 正在运行...
anacron 已停止
atd (pid 4694) 正在运行...
....(底下省略)....
```

这样就将一堆服务的运行状态栏出，你也可以根据这个输出的结果来查询你的某些服务是否正确运行了啊！^_^！ 其实，在上面的范例当中，启动方式以 service 这个程序，或者直接去到 /etc/init.d/ 底下启动，都一样啦！自行去解析 /sbin/service 就知道为啥了！ ^_^

>**Tips:**
事实上，在 Linux 系统中，要『开或关某个 port 』，就是需要『 启动或关闭某个服务』啦！因此，你可以找出某个 port 对应的服务，程序对应的服务， 进而启动或关闭他，那么那个经由该服务而启动的 port ，自然就会关掉了！

###Super daemon 的启动方式
其实 Super daemon 本身也是一支 stand alone 的服务，看图 1.1.1 就知道啦！因为 super daemon 要管理后续的其他服务嘛，他当然自己要常驻在内存中啦！所以 Super daemon 自己启动的方式与 stand alone 是相同的！ 但是他所管理的其他 daemon 就不是这样做啰！必须要在配置文件中配置为启动该 daemon 才行。配置文件就是 /etc/xinetd.d/* 的所有文件。那如何得知 super daemon 所管理的服务是否有启动呢？你可以这样做：

```shell
[root@www ~]# grep -i 'disable' /etc/xinetd.d/*
....(前面省略)....
/etc/xinetd.d/rsync:          disable = yes
/etc/xinetd.d/tcpmux-server:  disable = yes
/etc/xinetd.d/time-dgram:     disable = yes
/etc/xinetd.d/time-stream:    disable = yes
```

因为 disable 是『取消』的意思，因此如果『 disable = yes 』则代表取消此项服务的启动，如果是『 disable = no 』 才是有启动该服务啦！假设我想要启动如上的 rsync 这个服务，那么你可以这样做：

```shell
# 1. 先修改配置文件成为启动的模样：
[root@www ~]# vim /etc/xinetd.d/rsync
# 请将 disable 那一行改成如下的模样 (原本是 yes 改成 no 就对了)
service rsync
{
        disable = no
....(后面省略)....

# 2. 重新启动 xinetd 这个服务
[root@www ~]# /etc/init.d/xinetd restart
正在停止 xinetd:             [  确定  ]
正在激活 xinetd:             [  确定  ]

# 3. 观察启动的端口
[root@www ~]# grep 'rsync' /etc/services  <==先看看端口是哪一号
rsync           873/tcp               # rsync
rsync           873/udp               # rsync
[root@www ~]# netstat -tnlp | grep 873
tcp    0 0 0.0.0.0:873      0.0.0.0:*     LISTEN      4925/xinetd
# 注意看！启动的服务并非 rsync 喔！而是 xinetd ，因为他要控管 rsync 嘛！
# 若有疑问，一定要去看看图 1.1.1 才行！
```

也就是说，你先修改 /etc/xinetd.d/ 底下的配置文件，然后再重新启动 xinetd 就对了！而 xinetd 是一个 stand alone 启动的服务！这部份得要特别留意呢！