Linux引导过程与服务控制

一、Linux操作系统引导过程

引导过程总览

  • 1、开机自检
  • 2、MBR引导
  • 3、GRUB菜单
  • 4、加载内核(kernel)
  • 5、init进程初始化

开机自检

服务器主机开机以后,将根据主板BIOS中的设置对CPU、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。

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,将系统的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)。

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。

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

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

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/sys

三、Systemd单元类型

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
Device .device 描述一个内核识别的设备文件
Mount .mount 描述一个文件系统的挂载点
Automount .automount 描述一个文件系统的自动挂载点
Swap .swap 描述一个内存交换设备或交换文件
Path .path 描述一个文件系统中文件或目录
Timer .timer 描述一个定时器(用于实现类似cron的调度任务)
Snapshot .snapshot 用于保存一个systemd的状态
Scope .scope 使用systemd的总线接口以编程的方式创建外部进程
Slice .slice 描述居于Cgroup的一组通过层次组织的管理系统进程
Target .target 描述一组systemd的单元

四、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passwd验证即可登陆系统,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,使用该级别时将会重启主机

修复MBR扇区故障

故障原因

  • 不正确的分区操作、磁盘读写误操作

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

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

修复GRUB引导故障

故障原因
1、MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
2、grub.conf文件丢失、引导配置有误
故障现象
系统引导停滞,显示“grub>”提示符
解决思路
1、尝试手动输入引导命令
2、进入急救模式,重写或者从备份中恢复grub.conf
3、向MBR扇区中重建grub程序

方法

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MRB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MBR扇区数据
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键后将进入带“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 bs=446 count=1  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、系统服务控制

systemct1     控制类型     服务名称
  • start 启动
  • stop 停止
  • restart 重启
  • reload 重新加载
  • status 查看服务状态
  • ......

六、Linux系统的运行级别

查看运行级别

  • runlevel命令
  • systemctl工具

临时切换运行级别

  • init命令
  • systemctl工具

设置永久运行级别

In -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target或者systemctl set-default multi-user.target

修复MBR扇区故障

故障原因

  • 不正确的分区操作、磁盘读写误操作

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

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

实验步骤
1.png

2.png

3.png

4.png

5.png

6.png

七、遗忘root用户passwd

故障原因
遗忘root用户的passwd
故障现象
无法进行需要root权限的管理操作
若没有其他可用帐号,将无法登录系统
解决思路
进入急救模式,重设passwd

遗忘root 用户的passwd

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passwd
bash-4.2#    passwd root

八、系统服务控制

系统服务控制
systemctl控制类型服务名称
控制类型
start:启动
stop:停止
restart:重新启动
reload:重新加载
status:查看服务状态

Linux系统的运行级别

runlevel命令
runlevel只能查看切换运行级别与当前运行级别

systemctl工具
systemctl时能查看默认的运行级别

临时切换运行级别

init命令
systemctl工具

设置永久运行级别

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
不提供交互式、可视化窗口
管理单个服务效率更高

系统服务的启动和控制

查看系统服务的启动状态
systemctl is-enabled 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

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

查看系统默认的运行级别
systemctl get-default

设置永久运行级别
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
查看主机名的状态
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]