引导过程与服务控制

原创 于 2024-08-12 22:44:32 发布 · 1.2k 阅读 · 20 ·
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#linux #运维 #云计算 #服务器

一、Linux操作系统的引导过程

二、开机启动过程：

1、开机自检 —检测设备/硬件是否正常

2、MBR引导 —硬盘一块扇区中的核心区域

​ ① 标识其他程序所在的位置（类似于目录和页码）

​ ② GRUB菜单 —是给用户选择启动何种方式的Linux内核的

3、GRUB菜单 —给用户显示菜单 —选择以什么方式运行Linux内核

4、加载Linux内核

内核是处于硬件和程序之间，用于管理协调角色（资源）

目的：就是把内核程序/文件加载到内存中

5、init进程初始化

通常来说这是第一个启动的进程 /sbin/init

主进程 —fork（派生/创建）一些子进程来运行一些开机时需要启动的程序 —最后让我们可以正常使用

2.1 系统初始化进程

2.1.1 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
2.1.2 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

2.2 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

2.3 运行级别所对应的Systemd目标

运行级别Systemd的target说明
0poweroff.target关机状态，使用该级别时将会关闭主机
1rescue.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
2multi-user.target用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
3multi-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
4multi-user.target用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
5graphical.target图形界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境
6reboot.target重新启动，使用该级别时将会重启主机

三、排除启动类故障

3.1 修复MBR扇区故障

固定大小

dd  if=/dev/zero of=/opt/1.txt bs=512 count=1
3.1.1 故障原因
  • 病毒、木马等造成的破坏
  • 不正确的分区操作、磁盘读写误操作
3.1.2 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
3.1.3 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

3.1.4 操作
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

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

四、修复GRUB引导故障

4.1 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
4.2 故障现象
  • 系统引导停滞，显示“grub>”提示符解决思路
4.3 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
4.4 GRUB操作
4.4.1 方法一
/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
方法一：手动输入引导命令（笨拙繁琐，不建议使用）
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
4.4.2 方法二
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466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。
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
4.4.3 方法三
方法三：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，加载系统镜像，切换到系统根环境
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# 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

#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
4.4.4 遗忘root用户密码

故障原因

  • 遗忘root用户的密码

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，重设密码
4.4.5 操作
#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 用户密码
bash-4.1# passwd root

五、系统服务控制

5.1 系统服务控制

systemctl 控制类型 服务名称

5.2 控制类型

  • start：启动
  • stop：停止
  • orestart：重新启动
  • oreload：重新加载
  • ostatus：查看服务状态

5.3 系统管理服务的启动

disable：禁止开机启动

enable：开机启动

systemctl start httpd

systemctl enable httpd

systemctl enable httpd --now

5.4 Linux系统的运行级别

5.4.1 查看运行级别
  • orunlevel命令
  • osystemctl工具
5.4.2 临时切换运行级别
  • init命令
  • systemctl工具
5.4.3 设置永久运行级别

六、优化启动过程

6.1 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

6.2 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

6.3 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

七、小结

详细讲述了开机启动的过程，更加能透彻理解对于开机自检、MBR引导、GRUB菜单、加载Linux内核、init进程初始化这几个方面的叙述，知道了MBR扇区的定义，以及GURB 的故障和解决方法，在系统服务控制当中可以切换其运行级别，还可以添加systemctl工具来进行熟练运用。

星辰123.
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