CentOS 系统的启动流程:
简介:
(内核级别)POST -读取-> BootSequence(在BIOS中) --> BootLoader(在MBR中)--> Kernel(借助ramdisk完成根文件系统的加载)--> rootfs(readonly)--> /sbin/init (用户空间的第一个程序)接下面
(用户空间的启动流程): /sbin/init (读取/etc/inittab) 【centos5,6,7在此略有区别】
设置默认运行级别(1) --> 运行系统初始化脚本,完成系统初始化(2) -->关闭对应级别下需要停止的服务,启动对应级别下需要开启的服务(3)--> 设置登录终端(4) [--> 启动图形终端](5并非必须的)
细说内核级别的系统启动:
POST:加电自检;
ROM:CMOS(互补金属氧化物)
BIOS:Basic Input and Output System(基本输入输出系统)
ROM+RAM
Boot Sequence:
按次序查找各引导设备,第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备;
bootloader:引导加载器,程序;
Linux:
LILO:LIinux LOader
GRUB:Grand Uniform Bootloader(统一引导加载器
GRUB 0.X:Grub Legacy(centos5)
GRUB 1.X:Grub2(centos7)
引导加载器的功能:提供一个菜单,允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本; 把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中,解压、展开,而后把系统控制权移交给内核;
bootloader装载到哪里呢?装载到MBR中(UEFI除外)
附加介绍MBR:Master Boot Record(主引导记录)
MBR一共512bytes:
前446bytes:放bootloader
64bytes:fat (分区表)
2bytes:55AA 魔数(如果是55AA表示MBR有效)
加载Kernel:
自身初始化:
探测可识别到的所有硬件设备;
加载硬件驱动程序;(有可能会借助于ramdisk加载驱动)
以只读方式挂载根文件系统;
运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init
注:内核init启动之后,后面的任务就交给init,内核就不管了(除了有特权操作)
init程序的类型:
CentOS 5-:SysV init
配置文件:/etc/inittab
CentOS 6:Upstart
配置文件:/etc/inittab
/etc/init/*.conf
CentOS 7:Systemd
配置文件:/usr/lib/systemd/system/, /etc/systemd/system/
注:centos启动,内核运行用户空间的第一个应用程序init,之后后面的一切任务都交由用户空间的应用来管理了。
Linux内核的特性之一:使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问;
ramdisk -换成-> ramfs(是一种提速机制)
对CentOS 5ramfs: initrd
可由工具程序创建:mkinitrd
CentOS 6,7: initramfs
工具程序:dracut, mkinitrd
总结:内核级别的系统初始化如下:
系统初始化流程(内核级别):
POST -读取-> BootSequence(在BIOS中) --> BootLoader(在MBR中)--> Kernel(借助ramdisk完成根文件系统的加载)--> rootfs(readonly)--> /sbin/init (用户空间的第一个程序)
注:bootloader代码量很小,为了简化简洁期间2,bootloader本身无法驱动逻辑卷,那么很显然他就没办法访问逻辑卷上的文件,因此我们把内核文件放在逻辑卷上bootloader是无法加载的,所以,此时的kernal只能放在基本磁盘上
上面为centos内核级别的启动
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下面介绍/sbin/init:在各系统上有所差异,所以分别介绍
也即用户空间的系统启动流程
CentOS 5: SysV init
基础掌握:
运行级别:为了系统的运行或维护等目的而设定的机制;
0-6:7个级别;
0:关机, shutdown
1:单用户模式(single user),root用户,无须认证;维护模式;
2、多用户模式(multi user),会启动网络功能,但不会启动NFS;维护模式;
3、多用户模式(mutli user),完全功能模式;文本界面;
4、预留级别:目前无特别使用目的,但习惯以同3级别功能使用;
5、多用户模式(multi user), 完全功能模式,图形界面;
6、重启,reboot
默认级别:3, 5
级别切换:init #
级别查看:
who -r
runlevel
配置文件:/etc/inittab
每行定义一种action以及与之对应的process(centos5)
id:runlevels:action:process
id:一个任务的标识符;
runlevels:在哪些级别启动此任务;#,###,也可以为空,表示所有级别;
action:在什么条件下启动此任务;
process:任务;
action:
wait:等待切换至此任务所在的级别时执行一次;
respawn:一旦此任务终止,就自动重新启动之;
initdefault:设定默认运行级别;此时,process省略;
sysinit:设定系统初始化方式,此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本;
例如:
id:3:initdefault: (默认运行级别为3)
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit(设定系统初始化方式)
级别
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
…………
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
示例:/etc/rc.d/rc 3
意味着去启动或关闭 /etc/rc.d/rc3.d目录下的服务脚本所控制服务,解释如下:
K*:要停止的服务;K##*,优先级,数字越小,越是优先关闭;依赖的服务先关闭,而后关闭被依赖的;
S*:要启动的服务;S##*,优先级,数字越小,越是优先启动;被依赖的服务先启动,而依赖的服务后启动;
rc脚本功用:接受一个运行级别数字为参数;
rc脚本框架:
for srv in /etc/rc.d/rc#.d/K*; do
$srv stop
done
for srv in /etc/rc.d/rc#.d/S*; do
$srv start
done
目录/etc/init.d/* (/etc/rc.d/init.d/*)下脚本执行方式:
# /etc/init.d/SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
# service SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
eg:[root@bucktan init.d]# /etc/init.d/network restart
Shutting down interface eth0: [ OK ]
Shutting down loopback interface: [ OK ]
Bringing up loopback interface: [ OK ]
Bringing up interface eth0: Determining if ip address 172.18.26.6 is
chkconfig命令:管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态;
查看:chkconfig --list [name]
添加:chkconfig --add name表示“name”受chkconfig管理
能被添加的服务的脚本定义格式之一:
#!/bin/bash
#
# chkconfig: LLL(级别) NN(启动优先级) NN(g关)
# description:
删除:chkconfig --del name
修改指定的链接类型:
chkconfig [--level LEVELS] name <on|off|reset>
--level LEVELS:指定要控制的级别;默认为2345;
注意:正常级别下,最后启动的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本,而是链接至了/etc/rc.d/rc.local (/etc/rc.local)脚本;因此,不便或不需写为服务脚本的程序期望能开机自动运行时,直接放置于此脚本文件中即可。
其他示例: tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
... ...
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
表示:当我们级别是2345中的任何一种时,会运行mingetty程序,这个程序又是打开终端的
(1)mingetty知识启动终端,对于登录,mingetty会调用登录login程序;从而login程序调用登录
(2)打开虚拟终端的程序除了mingetty之外,还有诸如getty等;
系统初始化脚本:/etc/rc.d/rc.sysinit是做什么,它的功能
注:此脚本是学习脚本的好例子
(1) 设置主机名;
(2) 设置欢迎信息;
(3) 激活udev和selinux;
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统;
(5) 检测根文件系统,并以读写方式重新挂载根文件系统;
(6) 设置系统时钟;
(7) 根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数;
(8) 激活lvm及软raid设备;
(9) 激活swap设备;
(10) 加载额外设备的驱动程序;
(11) 清理操作;
总结(用户空间的启动流程): /sbin/init (读取/etc/inittab)
设置默认运行级别(1) --> 运行系统初始化脚本,完成系统初始化(2) -->关闭对应级别下需要停止的服务,启动对应级别下需要开启的服务(3)--> 设置登录终端(4) [--> 启动图形终端](5并非必须的)
注:centos6,7与5的区别在下面介绍
CentOS 6:
init程序:upstart,但依然为/sbin/init,其配置文件:
/etc/init/*.conf, /etc/inittab(仅用于定义默认运行级别)
注意:*.conf为upstart风格的配置文件;
rcS.conf
rc.conf
start-ttys.conf
CentOS 7:
init程序:systemd,配置文件:/usr/lib/systemd/system/*, /etc/systemd/system/*
完全兼容SysV脚本机制;因此,service命令依然可用;不过,建议使用systemctl命令来控制服务;
# systemctl {start|stop|restart|status} name[.service]
至此centos系统启动介绍完