目录
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:
-
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/
或/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。
-
-
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。
-
-
日志文件目录:
-
/var/log/journal/
或/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
或/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 |
Target | target | 描述一组systemd的单元 |
具体目录位置:/usr/lib/systemd/system/*.server
或 /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 |
0 | poweroff.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