马哥linux笔记-CentOS系统启动流程_马哥linux系统启动顺序-优快云博客

本文详细解析了CentOS系统从POST自检到用户空间初始化的完整启动流程，包括BIOS引导、GRUB加载器的选择与功能、内核初始化过程、不同运行级别的含义与切换方法，以及SysVinit、Upstart、Systemd三种初始化程序的工作机制。

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CentOS系统启动流程

linux系统的组成部分：内核+根文件系统、网络协议栈，文件系统、驱动程序、安全功能
内核：进程管理、内存管理，
    IPC：Inte Process Communication：
    消息度列、semerphor、shm、socket；

运行中的系统环境可分为两层：内核空间、用户空间
    用户空间：应用程序（进程或线程）
    内核空间：内核代码（系统调用）
内核设计流派
    单内核设计：把所有功能集成于同一个程序；
    微内核设计：每种功能通过一个单独的子系统实现；

Centos系统的启动流程（PC架构）：

1、POST：自动检查各种硬件设备是否完善
        通过芯片ROM：CMOS
        BIOS：Basic input and output system
2、Boot Sequence（BIOS硬件上）：按次序查找各个引导设备，第一个有引导程序的设备即为很次启动要用到的设备
    bootloader：引导加载器，是一个安装在硬盘上或者光盘上甚至优盘上的一个引导程序
    windows的引导加载器：ntloader；
    Linux：
        LILO：Linux LOader（早期）（手机上用的很多）
        GRUB：Grand Uniform Bootloader
            版本：GRUB 0.X:又叫做Grub Legacy
                    GRUB 1.X：又叫做：Grub2
    功能：提供一个界面，允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本；把选定的内核装载到内存中的特定空间，解压，展开，然后把系统控制权移交给内核
    MBR：Master Boot Record
            共512字节：
            446bytes：bootloader
            64bytes：fat
            2bytes：
    GRUB：
        bootloader：第一阶段
        Partition：文件系统驱动，filesysterm driver，第一点五阶段
        Partition：/boot/grub，第二阶段

加载内核Kernel：

自身初始化：
探测可识别到的所有硬件设备；
加载硬件驱动程序（有可能会借助于randisk加载驱动）；
以只读方式挂载根文件系统（只读方式防止内核存在问题将文件系统破坏）；
运行用户空间第一个应用程序/sbin/init

init程序的类型

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

ramdisk：帮助内核挂载文件系统（把内存当作硬盘）
        linux内核的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上文件的访问；
        为了防止在内存上进行二次缓存
        ramdisk-->ramfs
            CentOS 5：initrd
                        工具程序：mkinitrd
            CentOS 6，7：initramfs
                        工具程序：dracut，mkinitrd

系统初始化流程（内核级别）：

            POST-->BootSequence(BIOS)-->Booloader(MBR)-->Kerenl(ramdisk)-->rootfs(readonly)-->/sbin/init()

CentOS 5（启动流程）：SysV init

运行级别：系统的运行或维护等目的而设定的一种机制；

0-6：七个级别
    0：关机（shutdown）
    1：单用户模式（single user），root用户，无需认证；维护模式；
    2：多用户模式（multi user）；会启动网络功能，但不会启动NFS;仍然是维护模式
    3：多用户模式（multi user）完全功能模式；文本界面
    4：预留级别：目前无特别使用目的，但习惯以同三级别功能使用
    5：多用户模式（mulit user）完全功能模式，图形界面；
    6：    重启模式（reboot）；
默认级别：3，5
级别切换：init 级别号
级别查看：
        who -r
        runlevel    
关机：init 0

配置文件（CentOS 5）：etc/inittab

每行定义一种操作（action）以及与之对应的process
每行的格式如下：

id:runlevels:action:process

id：一个任务的标识符；
runlevels：在哪儿些级别下启动此任务；可以是几个数字，也可以是连续几个数字，也可以为空（表示所有级别）

action：在什么条件下启动此任务

  wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；
  respawn：一旦此任务终止时，就自动重启
  initdefault：设定默认运行级别；此时process会省略；
  sysinit：系统初始化，设定初始化方式，此处一般为指定为运行/etc/rc.d/rc.sysint脚本

process：具体任务；

eg：

id:3:initdefault:
    默认级别为3
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
    所有级别都会运行这个脚本
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
    意味着去启动或关闭/etc/rc.d/rc3.d/目录下的服务脚本所控制服务；
        K*：要停止的服务：K##*，数字越小越优先关闭，依赖别的服务的服务先关闭
        S*：要启动的服务；S##*,数字越小越先启动，被依赖的服务先启动
    rc脚本：接受一个运行级别数字为参数；
        脚本框架：
                for srv in /etc/rc.d/rc#.d/K*；
                        &srv stop
                    
        /etc/init.d/*（/etc/rc.d/init.d/*）脚本执行方式
                #/etc/init.d/SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
                #/service SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}

chkconfig命令：

查看：chkconfig --list 【name】
添加：chkconfig --add name
    #！/bin/bash
    #
    #chkconfig：LLL NN NN
    #description:
删除：chkconfig --del name
修改制定的链接类型：
    chkconfig 【--level LEVELS】 name < on|off|reset
            --level LEVELS：指定要控制的级别 默认为2345

注意：正常级别下，最后启动的一个服务S99local没有链接至etc/init.d下的某脚本，而是连接到了/etc/rc.d/rc.local（etc/rc.local）脚本；因此不便或者不需要谢为服务脚本的程序期望能开机自行运行时，直接放至此脚本文件中即可，

系统初始化脚本：/etcrc.d/rc.sysinit

                    （1）设置主机名
                    （2）设置欢迎信息
                    （3）激活udev和selinux
                    （4）挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统
                    （5）检测根文件按系统，并且以读写方式重新挂载根文件系统；
                    （6）设置系统时钟
                    （7）根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数
                    （8）激活lvm及软raid设备
                    （9）激活swap设备；
                    （10）加载额外设备的驱动程序；
                    （11）清理操作；

总结（用户空间的启动流程）：/sbin/init(/etc/inittab)

        设置默认运行级别-->运行系统初始化脚本，完成系统初始化-->关闭对应级别下需要停止的服务，启用对应级别下需要开启的服务-->设置登录终端

CentOS 6：

    init程序为：upstart 但依然为/sbin/init，其配置文件都在/etc/init/*.conf,为了兼容centos5依然会读取/etc/inittab，但/etc/inittab/仅用于默认运行级别
        注意：*.conf为upstart风格的配置文件；
            rcS.conf：系统初始化脚本
            rc.conf：启动或关闭服务
            start-ttys.conf：启动哪儿些终端

CentOS 7：与之前版本的服务风格改变很大

    init程序：systemd，配置文件：/etc/user/lib/systemd/system/，/etcsystemd/system/*
    完全兼容SysV脚本机制；因此service命令依然可用
            #systemctl {start|stop|restart|stauts} name[.service]