关于Linux系统启动过程，你应该了解这些

最新推荐文章于 2024-02-29 20:35:52 发布

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#linux #运维 #系统启动过程 #系统内核

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本文详细阐述了Linux系统启动过程，包括内核引导、init运行、不同运行级别、系统初始化、终端设置、用户登录以及图形模式切换。还介绍了关机快捷键和正确关机流程。

Linux系统启动过程

linux启动时我们会看到许多启动信息，但是Linux系统的启动过程并不是想象中的那么复杂，其过程可以分为5个阶段：

内核的引导
运行 init
系统初始化
建立终端
用户登录系统

init程序的类型：
SysV: init, CentOS 5之前, 配置文件： /etc/inittab
Upstart: init,CentOS 6, 配置文件： /etc/inittab, /etc/init/*.conf
Systemd： systemd, CentOS 7,配置文件： /usr/lib/systemd/system、 /etc/systemd/system

内核引导

当计算机打开电源后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动，
操作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。
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运行init

init 进程是系统所有进程的起点，没有这个进程，系统中任何进程都不会启动。init 程序首先是需要读取配置文件 /etc/inittab。
在这里插入图片描述

运行级别

许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做"服务"（service），在Linux就叫做"守护程"（daemon）。init进程的一大任务，就是去运行这些开机启动的程序。但是，不同的场合需要启动不同的程序，比如用作服务器时，需要启动Apache，用作桌面就不需要。

Linux允许为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这就叫做"运行级别"（runlevel）。也就是说，启动时根据"运行级别"，确定要运行哪些程序。
在这里插入图片描述
Linux系统有7个运行级别(runlevel)：

运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动
运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆
运行级别2：多用户状态(没有NFS)
运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式
运行级别4：系统未使用，保留
运行级别5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式
运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

系统初始化

在init的配置文件中有这么一行： si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit　它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。

它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些连接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。

而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的连接文件，对于以 S 开头的启动脚本，将以start参数来运行。

而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的连接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将首先以stop为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。

这样做是为了保证是当init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。

至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的"System Services"来自行设定。
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建立终端

rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。

init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。

同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。

用户登录系统

一般来说，用户的登录方式有三种：

命令行登录
ssh登录
图形界面登录

对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入 KDE、Gnome 等窗口管理器。

而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。

Linux 的账号验证程序是 login，login 会接收 mingetty 传来的用户名作为用户名参数。

然后 login 会对用户名进行分析：如果用户名不是 root，且存在 /etc/nologin 文件，login 将输出 nologin 文件的内容，然后退出。

这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc/securetty中登记了的终端才允许 root 用户登录，如果不存在这个文件，则 root 用户可以在任何终端上登录。

/etc/usertty文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。

图形模式与文字模式的切换方式

Linux预设提供了六个命令窗口终端机让我们来登录。

默认我们登录的就是第一个窗口，也就是tty1，这个六个窗口分别为tty1,tty2 … tty6，你可以按下Ctrl + Alt + F1 ~ F6 来切换它们。

如果你安装了图形界面，默认情况下是进入图形界面的，此时你就可以按Ctrl + Alt + F1 ~ F6来进入其中一个命令窗口界面。

当你进入命令窗口界面后再返回图形界面只要按下Ctrl + Alt + F7 就回来了。

如果你用的vmware 虚拟机，命令窗口切换的快捷键为 Alt + Space + F1~F6. 如果你在图形界面下请按Alt + Shift + Ctrl + F1~F6 切换至命令窗口。
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Linux系统关机

在linux领域内大多用在服务器上，很少遇到关机的操作。毕竟服务器上跑一个服务是永无止境的，除非特殊情况下，不得已才会关机。

正确的关机流程为：sync > shutdown > reboot > halt

关机指令为：shutdown ，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。

例如你可以运行如下命令关机：

sync //将数据由内存同步到硬盘中。

shutdown //关机指令，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。例如你可以运行如下命令关机：

shutdown –h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ //这个命令告诉大家，计算机将在10分钟后关机，并且会显示在登陆用户的当前屏幕中。

shutdown –h now //立马关机

shutdown –h 20:25 //系统会在今天20:25关机

shutdown –h +10 //十分钟后关机

shutdown –r now //系统立马重启

shutdown –r +10 //系统十分钟后重启

reboot //就是重启，等同于 shutdown –r now

halt //关闭系统，等同于shutdown –h now 和 poweroff

shutdown –h now halt poweroff  //关机
init 0  //关机

 shutdown –r now reboot init 6  //重启

总结一下，不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行 sync 命令，把内存中的数据写到磁盘中。

shutdown 会给系统计划一个时间关机。它可以被用于停止、关机、重启机器。shutdown 会给系统计划一个时间关机。它可以被用于停止、关机、重启机器。

shutdown -p now  // 关闭机器
shutdown -H now  // 停止机器      
shutdown -r 09:35 // 在 09:35am 重启机器

要取消即将进行的关机，只要输入下面的命令：

shutdown -c

halt 命令通知硬件来停止所有的 CPU 功能，但是仍然保持通电。你可以用它使系统处于低层维护状态。注意在有些情况会它会完全关闭系统。

halt             // 停止机器
halt -p          // 关闭机器、关闭电源
halt --reboot    // 重启机器

poweroff 会发送一个 ACPI 信号来通知系统关机。

poweroff           // 关闭机器、关闭电源
poweroff --halt    // 停止机器
poweroff --reboot  // 重启机器

reboot 命令 reboot 通知系统重启。

reboot           // 重启机器
reboot --halt    // 停止机器
reboot -p        // 关闭机器

快捷键

[Tab] 有『命令补全』与『文件补齐』的功能

[Tab]      // 接在一串指令的第一个字的后面，则为『命令补全』
[Tab]      // 接在一串指令的第二个字以后时，则为『文件补齐』

若安装 bash-completion 软件，则在某些指令后面使用 [tab] 按键时，可以进行『选项/参数的补齐』功能！

[Ctrl]+ C 如果在Linux 输入了错误的指令或参数，想让当前的程序『停掉』的话，可以输入：[Ctrl]+ C

[Ctrl]+d 『键盘输入结束(End Of File, EOF 或 End Of Input)』的意思
另外，也可以用来取代 exit 的输入。
例如你想要直接离开文字接口，可以直接按下：

[Ctrl] + d   // 相当于输入 exit

[shift]+{[PageUP]|[Page Down]}

[Shift]+[Page Up]    // 往前翻页 

[Shift]+[Page Down] // 往后翻页