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