引导过程与服务控制

目录

一、Linux操作系统的引导过程

1、开机自检

2、MBR引导

3、GRUB菜单

4、加载Linux内核

5、init进程初始化

二、系统初始化进程

1、 传统System V Init系统

2、 Systemd系统

3、systemd单元类型

4、运行级别所对应的systemd目标

三、修复MBR扇区故障

1.备份MBR扇区数据到其它磁盘(/dev/sdb1)

2.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

四、修复GRUB引导故障

1、方法一:

2、方法二:

3、常用方法三:

五、遗忘root用户密码

六、系统服务控制

1、系统服务控制

2、控制类型

3、ntsysv系统服务管理工具

4、查看系统服务的启动状态

5、设置系统服务的启动状态

七、优化启动过程

1、ntsysv工具

2、systemctl/chkconfig工具


一、Linux操作系统的引导过程

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:检测出第一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。

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Centos7系统中,默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.×86_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、 传统System V Init系统

在CentOS 7之前的版本中,Linux系统通常使用传统的System V init系统作为初始化进程。在这个系统中,第一个运行的init进程是由/sbin/init可执行文件启动的。

  • Init进程:在System V init系统中,init进程是所有其他进程的祖先,其PID(进程ID)始终为1。它负责启动系统服务、管理运行级别以及处理系统关机和重启。

  • Init脚本:系统服务通常通过位于/etc/init.d/目录下的脚本来管理。这些脚本包含了启动、停止、重启服务等操作的指令。

目录位置

  • Init可执行文件/sbin/init

  • Init脚本目录/etc/init.d/

  • 运行级别配置/etc/inittab(在较旧的系统中)或/etc/runlevel.d/(在某些更新的系统中)

总之,在CentOS 7之前的版本中,运行的第一个init进程是由位于/sbin/init的可执行文件启动的,而相关的服务管理脚本则通常存放在/etc/init.d/目录下。

2、 Systemd系统

在Linux系统中,特别是使用Systemd作为初始化系统的发行版(如CentOS 7及更高版本),运行的第一个“init”进程实际上是Systemd本身,而不是传统的init程序。Systemd的可执行文件通常位于以下目录之一:

  • /usr/lib/systemd/systemd

  • /lib64/systemd/systemd

这两个路径都可能是Systemd二进制文件的所在位置,具体取决于你的Linux发行版和安装方式。

Systemd 相关目录

除了Systemd二进制文件的路径外,还有一些与Systemd相关的目录,它们对于理解和管理系统服务非常重要:

  1. 单元配置文件目录

    • /etc/systemd/system/:这里存放的是用户自定义的单元文件,这些文件会覆盖默认的系统设置。

    • /usr/lib/systemd/system//lib64/systemd/system/:这里存放的是系统预装的单元文件,这些文件定义了系统服务和启动项。

  2. 运行时数据目录

    • /run/systemd/:这个目录包含Systemd运行时的数据,如激活的socket、服务状态等。

  3. 日志文件目录

    • /var/log/journal//var/log/messages(取决于系统配置):这里存放的是Systemd的日志信息,可以通过journalctl命令查看。

总之,在Linux中使用Systemd作为初始化系统的发行版中,运行的第一个“init”进程实际上是Systemd,其可执行文件通常位于/usr/lib/systemd/systemd/lib64/systemd/systemd目录下。

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Croup的一组通过层次组织的管理系统进程
Targettarget描述一组systemd的单元

具体目录位置:/usr/lib/systemd/system/*.server/lib64/systemd/system/.target

4、运行级别所对应的systemd目标

        在Linux系统中,传统的运行级别(Runlevel)概念在Systemd中被目标(Target)所取代。每个运行级别在Systemd中都有一个对应的目标,这些目标定义了系统应该启动哪些服务和处于什么状态。

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、修复MBR扇区故障

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

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、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

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RescueaCentosLinuxsystem”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BashShell环境

sh-4.2#mkdir /backupdir

sh-4.2#mount /dev/sdb1backupdir                      #挂载带有备份文件的分区

sh-4.2#cdd 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

1、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

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 /backupdi

sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir

sh-4.2#dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda

sh-4.2#exit

3、常用方法三:

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。

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

五、遗忘root用户密码

#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

六、系统服务控制

1、系统服务控制

        • systemctl控制类型服务名称

2、控制类型

        • start:启动

        • stop:停止

        • restt:/重新启动

        • reload: 重新加载

        • status 查看服务状态

3、ntsysv系统服务管理工具

        • ntsysv

        • ntsysv --level级别列表

• 按空格键标志服务选项

• 按向上、向下键切换服务选项

• 按tab键切换光标

4、查看系统服务的启动状态

        • systemctl is-enabled 服务名称

5、设置系统服务的启动状态

        • systemctlenable 服务名称                ##开启开机自启

        • systemctldisable 服务名称                ##关闭开机自启动

PS:

disable 禁止开机启动

enable 开机启动

systemctl status httpd                   ##查看httpd状态

systemctl enable httpd --now        ##现在开机自启动

七、优化启动过程

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

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

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