Linux系统引导过程与服务控制

一.Linux操作系统引导过程

1.引导过程总览

1. 开机自检

   服务器主机开机以后，将根据主板 BIOS（集成在主板里的一种程序）中的设置对CPU，内存，显卡，键盘等设备进行初步检测，检测成功后根据预先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 即BIOS设置的第一启动项（硬盘 ，光驱 ，pex ，网络 ，）

2. MBR引导 （512字节 446字节为引导文件，配置文件，64字节为分区表）

   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（统一启动加载器）

   对于Linux操作系统来说，GRUB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，需要注意的是centos7采用的是GRUB2启动引导器。

   总结：GRUB引导程序通过读取GRUB配置文件/boot/grub2/grub.cfg，来采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。在centos系统中，默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17.x86_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（centos7中为systemd）

   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（运行中的程序成为进程），init进程负责完成一系列的系统初始化过程，最后等待用户进行登录。

   总结：加载硬件驱动程序，以及初始化进程，内核把init进程加载到内存中运行

2.系统初始化进程

• 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
  • init进程的PID（进程标记）号永远为1

• systemd

  • systemd是Linux操作系统的一种init软件
  • centos7中采用全新的systemd启动方式，取代传统的sysvinint
  • centos7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

• 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路系统进程
  target	.target	描述一组systemd的单元

• 运行级别所对应的systemd目标

  运行级别	systemd的target	说明
  0	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

二.排除启动类故障

1.修复MBR扇区故障

• 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

• 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

• 解决思路

  • 准备添加另一块硬盘作为备份
  • 应提前做好备份文件，
  • 以安装光盘引导进入急救模式
  • 从备份文件中恢复

• mkdir / backup
  mount  /dev / sdb1 / backup
  dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1
  

2.修复GRUB引导故障

• 故障原因

  MBR中的GRUB引导程序（1-446字节）遭到破坏 grub.cfg文件丢失，引导配置有误，文件位置/boot/grub2/grup.cfg

• 故障现象

  系统引导停滞，显示grub >提示符

• 解决思路

  1.尝试手动输入引导命令修复（不推荐）

  2.进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.cfg

• 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446字节是主引导记录，分区表保存在NBRA扇区中的第447-510字节中。
  mkdir /bak
  mount / dev / sdb1 / bak
  dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446count=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=446count=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/ sdbl /backupdir
  sh-4.2# dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev / sdash-4.2#exit
  
  

3.遗忘root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；

  • 若没有其他可用账号，将无法登陆操作系统。

• 解决思路

  进入急救模式，重设密码即可。

1. 进入急救模式，加载系统镜像，c切换到系统根环境

   sh-4.2#chroot / mnt/ sysimage
   #重设root用户密码
   bash-4.2# passwd root
   

2. 进入单用户模式修改root密码

   1.重启开机按esc，第一行按e在启动GRUB菜单中选择编辑选项，按键"e”进入编辑
   
   2.编辑修改:大约在第16行找到"ro”将"ro”修改为" rw init=/sysroot/bin/bash "
   
   3.按Ctrl+X重启,输入命令进入系统
   
   sh-4.2#chroot l sysroot
   
   4.字符集修改
   
   ###修改前可修改字符集                                                                                                                    sh-4.2#   LANG=en_Us.UFT-8                                                                                                      ###重置root密码
   sh-4.2#   passwd root
   ###退出chroot环境,并重启                                                                                                                  bash-4.2#    exit
   sh-4.2#        init 6
   
   
   

三.服务控制及切换运行级别

1.systemctl 命令格式

systemctl 控制类型 服务名称

2.控制类型

• start：启动

• stop：停止

• restart：重启

• reload：重新加载（刷新）

• status：查看服务状态

3.查看运行级别

• runlevel 命令

  [root@localhost ~]# runlevel 
  N 5
  [root@localhost ~]# init 3
  [root@localhost ~]# runlevel 
  5 3
  

4.临时切换运行级别

• init命令

• systemctl 工具

5.永久运行级别

• 用ln -sf 软连接更改

• 文件位置：/etc/systemd/system/default.target

四.优化启动过程

ntsysv工具（可视化）

“空格”：选择

“tab键”：切换选择确定或退出

–level 级别

systemctl工具

systemctl is-enabled 服务：查看服务开机是否自启

systemctl enable/disable 服务：设置服务开机自启或关闭

• chkconfig工具

–list 服务：查看服务详细信息

–add 服务：添加服务

–level 级别 服务 on/off ：设备服务等级

ntsysv工具（可视化）

“空格”：选择

“tab键”：切换选择确定或退出

–level 级别

systemctl工具

systemctl is-enabled 服务：查看服务开机是否自启

systemctl enable/disable 服务：设置服务开机自启或关闭

• chkconfig工具

–list 服务：查看服务详细信息

–add 服务：添加服务

–level 级别 服务 on/off ：设备服务等级

注意：在/etc/init.d/服务下chkconfig 授权（chkconfig：级别 开启 关闭）