Linux 基礎 5:服務管理 (systemd)、日誌與套件¶

目標:會管理背景服務、看系統日誌、安裝軟體。這些是維運 K8s 節點與排錯的日常技能。

1. systemd:現代 Linux 的「總管」¶

還記得 PID 1 嗎?在大多數現代發行版(Ubuntu、Debian、RHEL),PID 1 就是 systemd。它負責:

開機後啟動所有系統服務(網路、SSH、Docker、kubelet…)
管理服務的生命週期(啟動、停止、重啟、開機自動啟動)
收集日誌(透過 journald)

🔑 與 K8s 的連結:在 EKS 或自建叢集的節點上,kubelet(K8s 在每個節點上的代理人)和 containerd(容器執行時)都是被 systemd 管理的服務。節點出問題時,你常常要 systemctl status kubelet、journalctl -u kubelet 來排查。所以這節是真實維運技能。

systemctl:管理服務的指令¶

systemctl status nginx        # 看服務狀態(running? 失敗?最近日誌)
sudo systemctl start nginx    # 啟動
sudo systemctl stop nginx     # 停止
sudo systemctl restart nginx  # 重啟
sudo systemctl reload nginx   # 重載設定(不中斷服務,若支援)
sudo systemctl enable nginx   # 設定開機自動啟動
sudo systemctl disable nginx  # 取消開機啟動
systemctl is-active nginx     # 只問:現在在跑嗎?
systemctl list-units --type=service   # 列出所有服務

systemctl status 的輸出解讀:

● nginx.service - A high performance web server
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/nginx.service; enabled; ...)   ← enabled = 開機會啟動
     Active: active (running) since ...                                  ← 現在的狀態
   Main PID: 1234 (nginx)                                                ← 主行程 PID
        ...最近幾行日誌...

💡 排錯口訣:服務不正常,先 systemctl status <服務> 看狀態與最後幾行日誌,再 journalctl -u <服務> 看完整日誌。

2. 日誌:journalctl 與 /var/log¶

journalctl:查 systemd 收集的日誌¶

journalctl                       # 所有日誌(q 離開)
journalctl -u kubelet            # 只看 kubelet 這個服務的日誌 ⭐
journalctl -u kubelet -f         # -f:即時追蹤(像 tail -f)
journalctl -u docker --since "10 min ago"   # 最近 10 分鐘
journalctl -p err                # 只看錯誤等級以上
journalctl -b                    # 這次開機以來的日誌
journalctl --since "2026-06-24 10:00" --until "2026-06-24 11:00"

傳統日誌檔:/var/log¶

不是所有東西都走 journald,很多服務仍寫到 /var/log:

ls /var/log/
tail -f /var/log/syslog          # 系統綜合日誌(Debian/Ubuntu)
sudo tail -f /var/log/auth.log   # 登入/sudo 紀錄
dmesg                            # 核心訊息(OOM Kill、硬體、網路)
dmesg -w                         # 持續追蹤核心訊息

🔑 與容器/K8s 的連結: - 容器的標準輸出 (stdout/stderr) 會被收集成日誌 —— 這正是 docker logs 和 kubectl logs 的來源。 - 節點記憶體爆掉時,dmesg 會看到 Out of memory: Killed process ...,對應到 K8s 的 OOMKilled。 - 在 K8s,集中式日誌通常交給 Fluent Bit / Loki / CloudWatch 等,但底層收集的就是這些。

3. 套件管理 (Package Management)¶

不同發行版用不同的套件管理器:

發行版家族	套件管理器	安裝指令範例
Debian / Ubuntu	`apt` (.deb)	`sudo apt install nginx`
RHEL / Fedora / Amazon Linux	`dnf` / `yum` (.rpm)	`sudo dnf install nginx`
Alpine(容器常用)	`apk`	`apk add nginx`

💡 Alpine 與容器:很多容器映像檔基於 Alpine Linux,因為它非常小(約 5MB)。所以你寫 Dockerfile 時常會看到 apk add。知道這點有助於看懂別人的 Dockerfile。

apt 常用指令(Ubuntu/Debian)¶

sudo apt update                  # 更新「可安裝清單」(不是升級軟體)
sudo apt upgrade                 # 升級已安裝的軟體
sudo apt install <套件>          # 安裝
sudo apt remove <套件>           # 移除
sudo apt search <關鍵字>         # 搜尋
apt list --installed             # 已安裝清單
dpkg -L <套件>                   # 這個套件裝了哪些檔案

⚠️ apt update 和 apt upgrade 是兩件事:update 只更新「目錄/清單」,upgrade 才真的升級軟體。容易搞混。

4. 開機流程(觀念概覽)¶

知道機器從通電到能用,中間發生什麼,有助於排查「節點起不來」的問題:

graph LR
    A[通電 / BIOS-UEFI] --> B[開機載入器 GRUB]
    B --> C[載入 Linux 核心 Kernel]
    C --> D[核心初始化硬體、掛載根檔案系統]
    D --> E["啟動 PID 1 = systemd"]
    E --> F[systemd 依序啟動各服務<br/>網路 / SSH / containerd / kubelet]
    F --> G[系統就緒]

在 EKS 的節點上,這個流程的最後一步就是 kubelet 啟動、向 K8s control plane 註冊自己,節點才會在 kubectl get nodes 變成 Ready。

5. 其他實用維運指令¶

# 系統資訊
uname -r                 # 核心版本(eBPF 很在意這個!)
hostnamectl              # 主機名與系統資訊
date / timedatectl       # 時間與時區
uptime                   # 開機多久、負載

# 網路(詳見 03-networking 章節)
ip addr                  # 看網路介面與 IP
ss -tlnp                 # 看哪些連接埠在監聽

# 磁碟與掛載
df -h                    # 磁碟空間
lsblk                    # 區塊裝置(硬碟、分割區)
mount                    # 目前掛載

動手練習¶

管理一個服務:安裝並操作一個服務(例如 sudo apt install nginx),依序執行 systemctl status、start、stop、enable、disable,觀察狀態變化。用瀏覽器或 curl localhost 確認 nginx 有沒有在跑。
看服務日誌:journalctl -u nginx -f,另開一個終端機 curl localhost,觀察日誌即時跳出來。
核心訊息:執行 dmesg | tail -20,看看你的核心最近說了什麼。記下你的核心版本 uname -r(eBPF 章節要用)。
套件探索:用 apt search 找一個工具(例如 htop),裝起來,再用 dpkg -L htop 看它裝了哪些檔案。
連結 K8s(思考):如果某台 K8s 節點變成 NotReady,你會先用哪兩個指令排查?(提示:systemctl status kubelet、journalctl -u kubelet。)

本節檢核點¶

[ ] 理解 systemd 是 PID 1,負責啟動與管理所有服務。
[ ] 熟練 systemctl status/start/stop/restart/enable。
[ ] 知道 kubelet、containerd 在節點上是 systemd 服務,會用 journalctl -u <服務> 排查。
[ ] 會用 journalctl 與 /var/log、dmesg 看日誌。
[ ] 理解 dmesg 的 OOM 訊息對應 K8s 的 OOMKilled。
[ ] 知道 apt / dnf / apk 的差異,理解 Alpine 為何常用於容器。
[ ] 對開機流程有概觀,知道節點 Ready 的最後一步是 kubelet 註冊。

🎉 恭喜!你完成了 Linux 基礎章節。

你現在應該能用一句話回答「容器是什麼」、看懂行程與權限、會管理服務與日誌。這些是學 K8s、EKS、eBPF 最重要的地基。

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