引导过程和服务控制

一、Linux操作系统引导过程

引导过程1.png

  1. 开机自检
    服务器主机开机以后,将根据主板Bros中的设置对CP、内存、显卡、键盘等设备进行初步检测,检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权大多时候会移交给本机硬盘。

    总结:检查硬件设备,检测出第一个能够引导系统的设备,比如硬盘或者光驱

  2. MBR 引导
    当从本机硬盘中启动系统时,首先根据硬盘第一个扇区中MBR(主引导记录)的设置,
    将系统控制权传递给包含操作系统引导文件的分区;或者直接
    根据MBR记录中的引导信息调用启动菜单(如 GRUB)。

    总结:运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序

  3. GRUB 菜单
    对于Linux操作系统来说,GRUB(统一启动加载器)是使用最为广泛的多系统引导器程序。系统控制权传递给GRUB以后,将会显示启动菜单给用户选择,并根据所选项(或采用默认值)加载Linux内核文件,然后将系统控制权转交给内核。
    Centos 7采用的是GRUB2 启动引导器。

    总结: GRUB引导程序通过读取GRUB配置文件/boot/grub2/grub.cfg,来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置

  4. 加载Linux内核
    Linux内核是一个预先编译好的特殊二进制文件,介于各种硬件资源与系统程序之间,负责资源分配与调度。内核接过系统控制权以后,将完全掌控
    整个Linux操作系统的运行过程。
    Centos 7系统中,默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64"。

    总结:把内核和镜像文件系统加载到内存中

  5. init进程初始化
    为了完成进一步的系统引导过程,Linux内核首先将系统中的"/sbin/init"程序加载到内存中运行(运行中的程序称为进程),init进程负责完成整个系统的初始化,最后等待用户进行登录。

    总结:加载硬件驱动程序,内核把init进程加载到内存中运行

二、系统初始化进程

init进程

  • 由Linux内核加载运行/sbin/init程序
  • init进程是系统中第一个进程,是所有进程的父进程
  • init进程的PID(进程标记)号永远为1
  • shell脚本位于/etc/init

systemd

  • Systemd是Linux操作系统的一种init软件
  • CentOS 7中采用全新的Systemd启动方式,取代传统的SysVinit
  • CentOS 7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd
  • 传统SysVinit依赖于串行执行Shell脚本启动服务,导致效率低下,系统启动速度较慢 systemd能够将更多的服务进程并行启动,并且具有提供按需启动服务的能力,使得启动更少进程,从而提高系统启动速度
单元类型 扩展名 说明
service .service 描述一个系统服务
socket .socket 描述一个进程间通信的套接字
target .target 描述一组systemd的单元
automount .automount 描述一个文件系统的自动挂载点
snapshot .snapshot 用于保存一个systemd的状态

三、运行级别所对应的systemd目标

运行级别 systemd的target 说明
0 target 关机状态,使用该级别时将会关闭主机
1 rescue.target 单用户模式,不需要密码验证即可登录系统,多用于系统维护
2 multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
3 multi-user.target 字符界面的完整多用户模式,大多数服务器主机运行在此级别
4 multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
5 graphical.target 图形界面的多用户模式,提供了图形桌面操作环境
6 reboot.target 重新启动,使用该级别将会重启主机

四、修复MBR扇区故障

Ⅰ、故障原因

  • virus、mu ma等造成的破坏
  • 不正确的分区操作、磁盘读写误操作

Ⅱ、故障现象

  • 找不到引导程序,启动中断
  • 无法加载操作系统,开机后黑屏

Ⅲ、解决思路

  • 应提前作好备份文件
  • 以安装光盘引导进入急救模式
  • 从备份文件中恢复

Ⅳ、修复MBR扇区故障

MBR位于第一块硬盘(/dev/sda)的第一个物理扇区处,总共512字节

  1. 备份MBR扇区数据到其他磁盘(/dev/sdb)

    mkdir /backup
    mount /dev/sdb1 /backup
    dd if-/dev/sda of-/backup/mbr.bak bs-512 count-1
  2. 模拟破坏MBR引导扇区

    dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
  3. 引导界面进入急救模式,从备份文件中恢复MBR扇区故障

    先加载好光盘镜像,重启操作系统,当出现安装向导界面时,选择“troubleshooting”选项,再选择“rescue a CentOS Linux system”选项,进入急救模式

    选择“1”选择 continue 并按 enter 键继续

    再次按enter 键后进入带“sh-4.2#”提示符的bash shell 环境

    sh-4.2# mkdir / backupdir
    sh-4-2# mount /dev/sdb1 /backupdir      ##挂载带有备份文件的分区
    sh-4.2# dd if=/backupdir /mbr.bak of=/dev/sda        ##恢复备份数据
    sh-4.2# exit            ##执行exit命令退出临时 shell 环境,系统将会自动重启

五、修复GRUB引导故障

Ⅰ、故障原因

  • MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
  • grub.conf文件丢失、引导配置有误

Ⅱ、故障现象

  • 系统引导停滞,显示“grub”提示符

Ⅲ、解决思路

  • 尝试手动输入引导命令
  • 进入急救模式,重写或从备份中恢复grub.conf
  • 向MBR扇区中重建grub程序

Ⅳ、修复GRUB引导故障

/boot/grub/目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式

/boot/grub2/grub.cfg #GRUB配置文件

方案一:进入急救模式,恢复GRUB引导程序

MBR位于第一块硬盘(/dev/sda)的第一个物理扇区处,总共512字节,前446字节是主引导记录,分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。

mkdir /bak
mount /dev/sdb1 /bak
dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1

模拟对MBR中的GRUB引导程序的破坏,但并不破坏分区表

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1

引导界面进入急救模式,从备份文件中恢复GRUB引导程序

sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir
sh-4.2# dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit

方案二:引导界面进入急救模式,重建GRUB菜单配置文件

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg
#进入急救模式,加载光盘镜像,切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage

重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区,如果有多个分区可省略

bash-4.2# grub2-install /dev/sda

重新构建GRUB菜单的配置文件

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

退出chroot 环境,并重启

bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot

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Ⅴ、(遗忘root用户mi ma)

进入急救模式,加载系统镜像,切换到系统根环境:sh-4.2# chroot /mnt/ sysimage
#重设 root 用户mi ma:bash-4.2# Passwd root

chkconfig 工具:格式:

  • chkconfig --list[服务名称]
  • chkconfig --add 服务名称
  • chkconfig --level 级别列表 服务名 on/off
  • chkconfig --add httpd
  • chkconfig --level 35 httpd on

Ⅵ、操作命令

systemctl get-default    ##查看系统默认的运行级别

设置永远运行级别

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
systemctl set-default multi-user.target

永久修改主机名

hostnamectl set-hostname newname

查看主机名状态

hostnamectl status

设置系统语言为中文

localectl set-locale LANG=zh-CN.utf8

查看当前系统使用的语言

localectl [status]

查看系统启动耗时

systemd-analyze

六、系统服务控制

Ⅰ、系统服务控制

systemctl 控制类型 服务名称(.service)

Ⅱ、控制类型

  • start:启动
  • stop:停止
  • restart:重启
  • reload:重新加载
  • status:查看服务状态

Ⅲ、优化启动过程

ntsysv工具

  • 提供一个交互式、可视化窗口
  • 可以在字符终端运行
  • 便于集中管理多个服务
  • 用于控制服务是否开机自启动

systemctl / chkconfig 工具

  • 不通过交互式、可视化窗口
  • 管理单个服务效率更高

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Ⅳ、系统服务的启动和控制

  • 查看系统服务的启动状态
systemctl is-enable 服务名称
  • 设置系统服务的启动状态
systemctl enable 服务名称      ##开启开机自启动
systemctl disable 服务名称    ##关闭开机自启动