Linux引导过程与服务控制

最新推荐文章于 2024-08-08 16:36:44 发布

CuiPeiwen

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分类专栏： Linux系统管理文章标签： linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/CuiPeiwen/article/details/119781539

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本文详细介绍了Linux操作系统引导过程，从开机自检、MBR引导、GRUB菜单、加载内核到init进程初始化，解析了每个阶段的重要任务。同时，文章探讨了Systemd作为系统初始化进程的角色，以及服务控制和运行级别的管理，包括如何查看和切换运行级别。最后，提到了优化启动过程的工具，如ntsysv、systemctl和chkconfig。

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前言

系统引导是操作系统运行的开始，在用户能够正常登录到系统之前，linux的引导过程完成了一系列的初始化任务，并加载必要的程序和命令终端，为用户登录做好准备。

一、Linux 操作系统引导过程

Linux 操作系统的引导过程一般包括以下几个阶段：开机自检、MBR引导、GRUB菜单、加载 Linux内核、init进程初始化，如下图所示：
在这里插入图片描述

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 (Central Processing Unit，中央处理器）、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。
总结一句话，就是检测出第一个能够引导系统的设备。

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(Master Boot Record，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) 。
也就是运行放在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 ( GRand Unified Bootloader，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。需要注意的是，Centos 7采用的是GRUB2启动引导器。
其实就是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。
在CentoS 系统中，默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64"。
可以看做是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进程负责完成一系列的系统初始化过程，最后等待用户进行登录。
总结就是加载硬件驱动程序，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
init 进程维持了整个Linux系统运行的所有进程的“始祖”。因此init 进程是不允许被轻易终止。

2.Systemd进程

Systemd是Linux操作系统的一种 init 软件
CentOS7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
CentOS7中运行的第一个 init 进程是 /lib/systemd/systemd
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。

3.Systemd单元类型

单元类型	扩展名	说明
Service	.service	描述—个系统服务
Socket	.socket	描述一个进程间通信的套接字
Device	.device	描述─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─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

4.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	重启，使用该级别时将会重启主机

三、服务控制及运行级别

1.系统服务控制

systemctl  [控制类型]  [服务名称]

常见控制类型如下：

控制类型	说明
start（启动）	运行指定的系统服务程序，实现服务功能
stop（停止）	终止指定的系统服务程序，关闭相应的功能
restart（重启）	先退出，再重新运行指定的系统服务程序
reload（重新加载）	不退出服务程序，只是刷新配置。在某些服务中与restart的操作相同
status（查看服务状态）	查看指定的