引导过程与服务控制

一：Linux操作系统引导过程

 1.1.1 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（Central Processing Unit， 中央处理器）、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。
1.1.2 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（Master Boot Record， 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扇区里的启动菜单GRUB引导程序。
1.1.3 GRUB菜单
对于 Linux 操作系统来说，GRUB（GRand Unified Bootloader，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。需要注意的是，CentOS 7 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，来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置。 （即选择内核文件和系统类型）
1.1.4 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.el7.x86_64”。 总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中，使其可以使用。
1.1.5 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 进程负责完成一系列的系统初始化过程，最后等待用户进行登录。CentOS 7 采用的是 Systemd 启动方式。 总结：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行。

系统初始化进程（init和Systemd介绍）

1.2.1 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。

1.2.2 Systemd进程

Systemd是Linux操作系统中的一种init软件；
CentOS7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit；
CentOS7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

使用 pstree 命令可以查看系统中的所有进程，可以看出systemd是所有进程的父进程。
 

 

传统init和systemd比较
传统init依赖于串行执行Shell 脚本启动服务，导致效率低下，系统启动速度较慢。

Systemd能够将更多的服务进程并行启动，并且具有提供按需启动服务的能力，使得启动更少进程，从而提高系统启动速度 。
 

Systemd 单元类型

在Systemd中不同类型的systemd对象被统一称为单元（unit），是让系统知道该如何进行操作和管理资源的主要对象，所以systemd有许多单元类型。 Systemd单元文件最初默认存放在/lib/systemd/system目录中，每当安装新的软件都会自动在这个目录中添加一个配置文件。通过配置文件进行标识和配置不同单元；文件中主要包含了系统服务、监听。

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的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理系统进程
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	rescue.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

排除启动类故障

修复MBR扇区故障

故障原因：

病毒、木马的等造成的破坏；
不正确的分区操作、磁盘读写误操作等。

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：

提前添加一块新硬盘；提前做好备份文件（将MBR扇区备份到另一块硬盘上）；
以安装光盘引导进入急救模式；
从备份文件中恢复。

MBR扇区：

第一块硬盘的第一个物理扇区共512字节，其中前446字节为MBR（主引导记录），后64字节为硬盘分区表，最后2字节为硬盘标识。

案例演示

解决问题步骤：

1)提前添加一块新硬盘，将MBR扇区备份到新硬盘中

 

重启观察故障情况。因为第一块硬盘的引导程序被破坏，系统自动改用光盘启动。选择Troubleshooting，之后选择rescue mode（急救模式），使用备份文件恢复MBR扇区

 

 

 

 

显示恢复成功

 

修复GRUB引导故障

故障原因和解决思路

故障原因：

MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
grub.cfg 文件丢失、引导配置有误

故障现象：

系统引导停滞，显示“grup>” 提示符

解决思路：

尝试手动输入引导命令（笨拙繁琐，不建议使用）
提前备份文件，恢复MBR扇区中的grub引导程序
进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.cfg 文件
 

解决方案1

改用光盘启动，进入急救模式，从备份中恢复grub引导程序（/dev/sda的前446个字节）,方法同修复MBR扇区

解决方案2

引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件。

主要命令：
 chroot /mnt/sysimage     
 #进入急救模式后，加载光盘镜像，切换到光驱系统的根环境
 ​grub2-install /dev/sda    
 #重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（dev/sda）的MBR扇区
 ​grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg    
 #重新构建GRUB菜单配置文件

模拟删除grub.cfg文件

 重启观察故障。之后重新启动，在读条界面按 Esc 键进入启动菜单，改用光盘启动，引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

 重新启动，在读条界面按 Esc 键进入启动菜单，改用光盘启动，进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

 

 

 

 

 

gurb修改解决方案3

同样模拟删除grub.cfg文件

 重新构建指定模块到内核

grub>insmod xfs

grub>linux16/wmlinz......(自动补齐) root=UUID ro rhgb

quit

grub>initrd

grub>initrd16 /inttramfs-镜像文件

grub>boot      //引导boot程序

遗忘root用户密码

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。

解决方法

有光盘的情况下，使用光盘启动，进入急救模式。使用root环境，passwd修改root用户密码

 

 

 

系统服务管理

系统服务控制 systemctl

命令格式： systemctl 控制类型 服务名称

控制类型：

status：查看服务状态
start：启动
stop：停止
restart：重新启动
reload：重新加载
daemon-reload：加载新服务，让系统识别
enable：开机启动
enable --now：将服务设置为开机启动，并立即启动
disable：开机不启动
disable --now：将服务设置为开机不启动，并立即关闭该服务
 

Linux系统的运行级别

查看运行级别

runlevel命令（只能查看切换运行级别与当前运行级别）

systemctl工具（能查看默认的运行级别）

临时切换运行级别

init命令

init 0	//关机
init 1	//切换到单用户模式（single，维护模式）
init 3	//切换到字符界面的多用户模式
init 5	//切换到图形界面的多用户模式
init 6	//重启

systemctl工具

命令格式：systemctl [command] [unit.target]

command参数：

• get-default：取得当前的target
• set-default：设置指定的target为默认的运行级别
• isolate：切换到指定的运行级别

unit.target：指运行级别（共7个）

临时切换运行级别：

systemctl isolate poweroff.target	//关机
systemctl isolate rescue.target	//切换到单用户模式（single，维护模式）
systemctl isolate multi-user.target	//切换到字符界面的多用户模式
systemctl isolate graphical.target	//切换到图形界面的多用户模
systemctl isolate reboot.target	//重启

设置永久运行级别（即设置默认运行级别）

使用“ systemctl set-default ” 命令