Linux引导过程和服务过程

一、Linux操作系统引导过程
二、系统初始化进程
三、排除启动类故障
四、系统服务控制
五、优化启动过程

一、Linux操作系统引导过程

引导过程总览

1.1、开机自检

服务器主机开机以后，将根据主办BIOS中的设置对CPU、内存、显卡、键盘灯设备进行初步检测，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。

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

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 (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GRUB引导程序

1.3、GRUB菜单

对于Linux操作系统来说，GRUB (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。

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

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。

CentOS 7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

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进程负责完成整个系统的初始化，最后等待用户进行登录。

总结：加载硬件驱动程序,内核把init进程加载到内存中运行

二、系统初始化进程

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，是所有进程的父进程

init进程的PID (进程标记)号永远为1

2.2、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SysVinit

CentOS7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

传统SysVinit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。

2.3、Systemd单元类型

2.4、运行级别所对应的Systemd目标

三、排除启动类故障

3.1、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

找不到引导陈序，启动中断

无法加载操作系统，开机后黑屏

解决思路

应提前做好备份文件

以安装光盘引导进入急救模式

从备份文件中回复

①备份MBR扇区数据到其它磁盘

②模拟破坏MBR引导扇区

这时候虚拟机重启就会故障启动光盘模式，进入急救模式，我们选择“Troubleshooting”选项，再选择“Rescue a CentOS Linux system”选项

选择“1”continue并按enter按键继续

再次按enter键后将进入带“sh-4.2#”提示符的bash shell环境

sh-4.2# mkdir /backupdir ##创建目录

sh-4.2# mount /dev/sdb /backupdir ##挂载带有备份文件的分区

sh-4.2# dd if=/backupdir/mbr.bak of=/dev/sda ##恢复备份数据

sh-4.2# exit ##执行exit命令退出临时shell环境，系统将会自动重启

退出并重启

成功开机，实验完成

3.2、修复GRUB引导故障

故障原因

MBR中的GRUB引导程序遭到破坏

grup.conf文件丢失、引导配置有误

故障现象

系统引导停滞，显示“grub>”提示符

解决思路

尝试手动输入引导命令

进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf

向MBR扇区中重建grub程序

①模拟破坏MBR中的GRUB引导程序

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg ##将grub配置文件删除并重启

这时候会发现错误

②重启快速按ESC键进入BOOT目录，启动光盘，进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境

chroot /mnt/sysimage ##切换到系统根环境

③重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（/dev/sda）的MBR扇区，如果有多个分区可省略

bash-4.2# grub2-install /dev/sda

④重新构建GRUB菜单的配置文件,退出并重启

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

成功开机，实验完成

3.3、遗忘root密码

①进入光盘模式，进入急救模式，切换到系统根环境

②修改root用户密码

passwd root ##修改密码，这里密码不显示，需要输入两次

修改成功，实验完成

四、系统服务控制

4.1、系统控制命令

操作命令systemctl 控制类型服务名称

控制类型

start：启动

stop：停止

restart：重新启动

reload：重新加载

status：查看服务状态

4.2、Linux系统的运行级别

查看运行级别runlevel命令

runlevel只能查看切换运行级别与当前运行级别

systemctl工具systemctl的命令参数是具体的target

使用命令systemctl get-default可以查看系统默认运行级别

4.3、临时切换运行级别

init命令和systemctl工具

init的命令参数是运行级别所对应的数字

systemctl的命令参数是具体的target

4.4、设置永久运行级别

第一种方法建立软链接

我们进入etc目录中的systemd中的system可以看到

此时我们可以做一个新的软链接将默认的第五级别启动给覆盖

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target ##默认以第三级别启动

更改完之后重启机器就会进入默认第三级别（字符界面模式）

第二种方法建立默认启动

systemctl set-default graphical.target ##默认第五级别运行

重启后生效

五、优化启动过程

5.1、ntsysv工具

提供一个交互式、可视化窗口

可以在字符终端运行

便于集中管理多个服务

用于控制服务是否开机

5.2、chkconfig工具

格式：chkconfig --list [服务名称] ##可以查看该服务的运行级别

chkconfig --add 服务名称 ##加入服务

chkconfig --level 级别服务服务名 on/off ##打开关闭服务级别

5.3、systemctl工具

systemctl enable 服务名称 （开启开机自启动）

systemctl disenable 服务名称 （关闭开启自启动）

systemctl is-enabled 服务名称 （查看系统服务自启状态）

补充命令

永久修改主机名

hostnamectl set-hostname 主机名

查看主机名状态

hostnamectl status

还可以看到版本等信息

设置系统语言为中文

localectl set-locale LANG=zh_CN.utf8

查看当前系统使用的语言

localectl [status]

查看系统启动耗时

systemd-analyze