一、Linux操作系统引导过程
1、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。 总结:检测出第--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内核是一个预先编详好的特殊二二进制文件,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.e17.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
1、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
2、传统sysvinit和systemd的对比
名称 | 启动方式 | 效率 | 启动速度 |
---|---|---|---|
传统sysvinit | 依赖于==串行==执行 Shell 脚本启动服务(各个文件间有依赖关系,按依赖关系启动,分先后顺序) | 所有服务都启动,导致效率低下 | 系统启动速度较慢 |
systemd | 将更多的服务进程==并行==启动(先忽略依赖关系,同时启动,待相应的依赖软件启动后,在建立依赖关系) | 提供按需启动服务的能力,使得启动更少进程,效率高 | 系统启动速度快 |
3、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(IP端口) |
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 |
Targe | .target | 描述一组systemd的单元 |
4、运行级别所对应的Systemd目标
init运行级别 | systemd的target | 说明 |
---|---|---|
target | 关机状态,使用该级别时会关闭主机 | |
1 | rescue.target | 单用户模式,不需要password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,相对于3,没有网络 |
3 | multi-user.target | 字符界面的完整用户模式,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,在centos6中默认不使用,做保留,到centos7中等同于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,使用该级别时将会正常关闭并重启主机 |
==使用较多的是0、3、5、6,3用于服务器,5用于个人,系统维护使用1,比较之上的级别2和4用的非常少。==
三、排除启动类故障
排除启动类故障 ==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扇区数据到其它磁盘( /dev/sdb1 )
mkdir /backup mount /dev/ sdb1 /backup dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1
::: hljs-center
备份mbr数据到其他磁盘
:::
2.模拟破坏MBR引导扇区
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
::: hljs-center
模拟破坏MBR引导扇区
:::
3.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 #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)
4、GRUB引导故障分析
(1)、故障原因
MBR中的GRUB引导程序遭到破坏 grub. cfg 文件丢失、引导配置有误(centos7文件所在位置/boot/grub2/grub. cfg)
(2)、故障现象
系统引导停滞,显示 “grub>” 提示符
(3)、解决思路
尝试手动输入引导命令 进入急救模式,重写或者从备份中恢复grub.conf 向MBR扇区中重建grub程序
5、修复GRUB 引导故障
(1)、方法一:手动输入引导命令
/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
grub> insmod xfs #加载指定的模块到内核
grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 root=UUID=8fd74986-ae66-4ffd-b7d8-a19f2eca7b6f ro rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8 #内核的名字及位置等信息
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img #镜像系统文件
grub> boot #引导boot
(2)、方法二: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477-510字节中,所以这里备份前446字节,保留之前的分区表。
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
(3)、方法三:引导界面进入急救模式,重建GRUB菜单配置文件
这种方法一般处理/boot/grub2/grub. cfg 文件丢失或引导配置有误的情况。
- 删除grub.cfg文件,模拟故障
rm -rf /boot/grub2/grub.cfg
::: hljs-center
删除grub.cfg文件,模拟故障
:::
- 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
- 重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区
bash-4.2# grub2-install /dev/sda
::: hljs-center
重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区
:::
-
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
6、遗忘root用户的password
- 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/ sys image
- 重设root用户password bash-4.2 passwd root
三、服务控制及切换运行级别
1、服务控制
(1)、系统服务控制
systemctl 控制类型 服务名称
(2)、控制类型
==常见的控制类型==
控制类型 | 功能 |
---|---|
start | 启动 |
stop | 停止 |
restart | 重新启动 |
reload | 重新加载 |
status | 查看服务状态 |
2、Linux系统的运行级别
(1)、查看运行级别
runlevel命令只能查看切换运行级别与当前运行级别
systemctI时能查看默认的运行级别
systemctl工具
(2)、临时切换运行级别
IMT的命令参效是运行级别所对应的 init命令 systemctI的命令参数是具体的target systemctl工具
(3)、查看系统默认的运行级别
systemctl get-default
(4)、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
四、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
systemctl enable – now firewalld:管理服务状态并且实现开机自启动
run level :查看当前以及之前的状态