Linux 系统启动过程

Linux系统的启动过程可以分为5个阶段：

  • 内核的引导
  • 运行 init
  • 系统初始化
  • 建立终端
  • 用户登录系统

Init程序类别

  • SysV: init, CentOS 5之前, 配置文件： /etc/inittab
  • Upstart: init,CentOS 6, 配置文件： /etc/inittab, /etc/init/*.conf
  • Systemd： systemd, CentOS 7,配置文件： /usr/lib/systemd/system、/etc/systemd/system

内核引导

当计算机打开电源以后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。操作系统接管硬盘以后，首先读入/boot/目录下的内核文件。

运行init

Init进程是系统所有进程的起点，你可以把他们当做拟成系统所有的老祖宗，没有进程，系统中任何进程都不会启动。Init程序首先是需要读取配置文件/etc/initab

运行级别

许多程序需要开机启动。当他们在window叫做服务，在linux中叫做守护进程。Init的一大任务，就是去运行这些开机启动的程序，但是不同场合需要启动不同的程序，比如作为服务器是启动Apache，用作桌面就不需要。Linux允许作为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这叫做运行级别，也就是说，启动时根据运行级别确定要运行那些程序。

Linux一共有7个运行级别：

  • 运行级别0：系统进入停机状态。系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动。
  • 运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登录
  • 运行级别2：多用户状态（没有NFS）
  • 运行级别3：完全多用户状态（有NFS），登录后进入控制台命令模式
  • 运行级别4：系统未使用，保留
  • 运行级别5：X11控制台，登录后进入图形GUI模式
  • 运行级别6：系统正常给关闭并重启，默认运行级别不能设为6否则不能正常启动

系统初始化

在init的配置文件中有这么一行：si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit 他调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一个bash shell的脚本他主要是完成一些系统初始化的工作，而rc.sysinit是每一个运行级别首先都要运行的重要脚本。他完成的工作有：激活交换分区、检查磁盘、加载硬件模块以及其他一些需要优先执行任务。

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些连接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的连接文件，对于以 S 开头的启动脚本，将以start参数来运行。

而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的连接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将首先以stop为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。

这样做是为了保证是当init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的"System Services"来自行设定。

建立终端

Rc执行完毕后，返回init。这时候基本的系统环境已经设置好了，各种守护进程已经启动了。Init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在inittab中的一下6行就是定义了6个终端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
 2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
 3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
 4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
 5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
 6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

从上面可以看出2、3、4、5的运行级别中将以mingetty程序，mingetty能打开终端，设备模式。同时他会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。用户登录系统一般来说，用户登录系统的方式有三种：

  • 命令行登录
  • ssh登录
  • 图形界面登录

图形模式与文字模式的切换方式

Linux预设提供了六个命令窗口终端机让我们来登录。默认我们登录的就是第一个窗口，也就是tty1，这六个窗口分别是tty1,tty2 … tty6可以用Ctrl + Alt + F1 ~ F6切换。如果安装了图形界面，默认情况下是进入图像化界面的，此时可以按Ctrl + Alt + F1 ~ F6来进入其中一个命令窗口界面。当你进入命令窗口界面后再返回图形界面只要按下Ctrl + Alt + F7 就回来了。
如果你用的vmware 虚拟机，命令窗口切换的快捷键为 Alt + Space + F1~F6. 如果你在图形界面下请按Alt + Shift + Ctrl + F1~F6 切换至命令窗口

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Linux 关机

在linux领域内大多用在服务器上，很少遇到关机的操作。毕竟服务器上跑一个服务是永无止境的，除非特殊情况下，不得已才会关机。

正确的关机流程为：sync > shutdown > reboot > halt

关机指令为：shutdown ，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。例如你可以运行如下命令关机：

  • sync   将数据由内存同步到硬盘中。
  • shutdown   关机指令，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。例如你可以运行如下命令关机：
  • shutdown –h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ 这个命令告诉大家，计算机将在10分钟后关机，并且会显示在登陆用户的当前屏幕中。
  • shutdown –h now   立马关机
  • shutdown –h 20:25  系统会在今天20:25关机
  • shutdown –h +10   十分钟后关机
  • shutdown –r now   系统立马重启
  • shutdown –r +10   系统十分钟后重启
  • reboot   就是重启，等同于 shutdown –r now
  • halt   关闭系统，等同于shutdown –h now 和 poweroff

不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行 sync 命令，把内存中的数据写到磁盘中。

关机的命令有
  • l shutdown –h now halt
  • l poweroff
  • l init 0
重启系统的命令有
  • l shutdown –r now
  • l reboot
  • l init 6
  • shutdown 会给系统计划一个时间关机。它可以被用于停止、关机、重启机器。shutdown 会给系统计划一个时间关机。它可以被用于停止、关机、重启机器。
  • shutdown -p now #关闭机器
  • shutdown -H now ### 停止机器
  • shutdown -r09:35 ### 在 09:35am 重启机器
要取消即将进行的关机，只要输入下面的命令
  • shutdown -c
  • halt # 停止机器
  • halt -p # 关闭机器
  • halt --reboot # 重启机器
  • poweroff 会发送一个 ACPI 信号来通知系统关机。
  • poweroff # 关闭机器
  • poweroff --halt # 停止机器
  • poweroff --reboot # 重启机器
  • reboot 命令 reboot 通知系统重启。
  • reboot # 重启机器
  • reboot --halt # 停止机器
  • reboot -p # 关闭机器
    –halt # 停止机器
  • poweroff --reboot # 重启机器
  • reboot 命令 reboot 通知系统重启。
  • reboot # 重启机器
  • reboot --halt # 停止机器
  • reboot -p # 关闭机器
  • halt 命令通知硬件来停止所有的 CPU 功能，但是仍然保持通电。你可以用它使系统处于低层维护状态。注意在有些情况下它会完全关闭系统。