系列教程--Linux基础--18--Linux启动过程和故障排查

本节概要

  Linux 启动过程详解

  Linux 启动相关配置文件

  Centos6.5和Centos7.2启动区别

  Linux 常见系统启动问题

环境准备

Centos6.5、Centos7.2。

一、启动过程

启动过程是面试中经常考察的问题。

了解启动过程流程，在启动过程中遇到问题时可以判断出问题时出在启动中的哪个阶段，进而进行处理，避免反复的系统重装。

 Centos6和Centos7的启动过称类似，主要区别是Centos6后期启动的是init进程，Centos7后期启动的是systemd进程。其他细节的区别可以查看下文。

1. Centos6启动流程

启动流程图：

POST加电自检

开机后BIOS或UEFI进行硬件检查的阶段。

以BIOS为例，记载BIOS的硬件信息，第一引导可以为光盘、硬盘、USB、网络，以硬盘为例，虚拟机进入BIOS方法如下：

  Vmvare中 “电源” -> ”打开电源时进入固件(F)”

Removable Devices ：可移动设备引导，如U盘

Hard Drive：硬盘引导

CD-ROM Drive：光盘引导

Network boot from Intel E1000：网络引导

MBR 引导

MBR即主引导记录，为硬盘的0柱面、0磁头、1扇区。

硬件自检过程正常，BIOS 会找到磁盘的第一个扇区的前446字节，将MBR加载到内存中，MBR会告知程序接下来去哪里找系统grub引导。

GRUB引导

GRUB为GNUI项目的一个多操作系统的启动程序。

此过程会读取grub.conf文件，确定内核启动参数，准备启动内核。

启动内核

加载内核，启动一些最核心的程序。

加载ramdisk

Ramdisk为伪文件系统。

内核起来后会调用ramdisk，尝试驱动所有的硬件设备，所有的驱动安装完成后后面的启动就交由程序进行。

启动init进程

a. 读取/etc/inittab文件：

硬件驱动完成后，内核会执行Init程序，init程序根据/etc/inittab文件中的配置获取到运行级别。

b. 执行/etc/rc.d/rc.sysinit程序。

c. 执行/etc/rc#.d/，即各种服务的启动脚本。

  S 开头代表开机需要启动的服务。

  K 开头代表关机需要执行的任务。

  # 代表运行级别，共7个运行级别，运行级别的具体信息可以查看前面的课程讲解。

d. 执行/etc/rc.d/rc.local中自定义的开启启动命令。

执行/bin/login程序，等待用户登录

2. Centos7启动流程

Cnetos7.2的启动过程和centos6.5的启动过称基本一样，区别主要为Centos6.5的init进程在centos7.2中为systemd进程。

Centos7.2 启动流程如下：

  (1) POST加电自检

  (2) 加载MBR到内存

  (3) GRUB引导

  (4) 加载内核和inintamfs模块

  (5) 开始内核的初始化，使用systemd代替init程序

    a. 执行initrd.target

包括挂载/etc/fstab文件中的系统。

     b. 从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

     c. systemd执行默认target配置

Centos7中的运行级别是为了兼容Centos6，在Centos7中每个运行级别都有软链接指向。

默认的启动级别为/etc/systemd/system/default.target，此文件会指向具体的运行级别，具体的运行级别对应如下：

0 ==> runlevel0.target, poweroff.target

1 ==> runlevel1.target, rescue.target

2 ==> runlevel2.target, multi-user.target

3 ==> runlevel3.target, multi-user.target

4 ==> runlevel4.target, multi-user.target

5 ==> runlevel5.target, graphical.target

6 ==> runlevel6.target, reboot.target

d. systemd 执行sysinit.target

sysinit.target进程对应centos6中的rc.sysint进程。

  e. systemd 启动multi-user-target下的本机与服务器服务

  f. systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local，即开机启动命令

  g. systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

getty.target用于启动终端。

如果开机进入文本界面则此时启动流程结束，如果进入图形化的界面则systemd还需要执行graphical需要的服务。

二、启动相关配置文件

  以Centos6.5为例。

1. GRUB配置文件

/etc/grub.conf

软链接到/boot/grub/grub.conf

内容如下：

  2. 默认启动级别

/etc/inittab

内容如下：

3. 系统初始化

/etc/rc.d/rc.sysinit

主机名和/etc/fstab中的分区自动挂载都在此文件中进行制定。

Rc.sysinit可以完成mount分区、swap分区的激活，modules加载等

操作。

4. 不同运行级别启动的服务

rcx.d，x对应运行级别1-6，S开头表示开机启动，K开头的表示开机不启动，S和K后面的数字代表优先级，数值越小优先级越高。

这些文件软链接到/etc/rc.d/init.d下的一些文件，如：

vim /etc/rc.d/init.d/sshd

查看sshd在不同优先级下开机自启设置：

2345表示sshd会在运行级别为2、3、4、5时启动，55为开机时启动的优先级，25为关机时关闭的优先级。

一些被其他服务依赖的服务的启动优先级一般较高，如network服务：

我们修改服务的开机启动脚本一般是直接修改/etc/init.d/xxx，而不是修改/etc/rc.d/init.d/xxx，是因为/etc/init.d/下的文件是软链到/etc/rc.d/init.d/下的：

Linux 下服务的开机自启方式：

  chkconfig, Centos7下为systemctl enable xxxsss

  /etc/init.d/路径下加入服务器的开机启动脚本

  /etc/rc.local 开机启动命令中加入服务启动命令

三、Centos6和Centos7启动区别

  Centos7相对于Centos6的最大区别即systemd替换SysVinit。

  systemd可以更好的进行服务管理，可以使存在依赖的服务之间更好的并行化，对比如下：

  sysv init：程序顺序执行，即使他们之间没有依赖关系：

systemd：程序并行执行：