centos7启动过程及systemd详细说明

开机启过程

POST—>BOOT SEQUENCE—> BOOTLOADER—>KERNEL + INITRAMFS(INITRD)—>ROOTFS—>/sbin/init

POST:加电自检

当开机按下电源按钮后，计算机开始加电，主板上的BIOS或UEFI基本输入输出程序开始对硬件进行检查，检查内存，CPU等等吧，当检测到错误的时候机器会中断或者启动不了，这个做过电脑维护的人都知道，内存氧化可导至开不了机，还有的机器如果没插鼠标键盘自检也不会通过卡在那里了，不会继续往下走。

Boot sequence：选择引导顺序

当自检通过后，接着就要选择引导介质或方式，是通过光盘启动，硬盘启动，网络启动，还是U盘启动，这些也是在BIOS中设定的，所以设定的第一启动项是哪个就从那个开始引导，这个装过WINDOWS的都很熟悉了。

Bootloader：引导加载器

确定引导介质后便开始从介质中装载引导程序如grub2,这个是一个微小程序，我们知道MBR引导记录大小为512字节，其中前446个字节就是Bootloader,主要用来引导用户选择要启动的系统或不同的内核版本，把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压，展开，而后把系统控制权移交给内核。

grub2就是Linux中Bootloader程序，由于MBR记录限制，所以grub2分为两个部分：

1.在MBR引导记录中，大小为446字节，主要功能是引导启动介质的grub主体文件

2.partition,/boot/grub[2],此为grub的主体。

KERNEL + INITRAMFS(INITRD)—>ROOTFS ：加载内核

这时候kernel开始初始化，探测可识别的硬件设备，加载硬件启动程序。以只读方式加载根文件系统

kernel在内存中加载时，为了模拟系统环境，会生成一个ramdisk文件，来进行下一步操作，等到加载到真正的根文件系统时，就会退出ramdisk，切换到真正的根文件系统中去。

ramdisk：内存上临时虚拟的系统

ramdisk(虚拟磁盘，双缓冲，双缓存）----> ramfs（虚拟文件系统）

centos5:initrd

工具程序：mkinitrd

centos6,7:initramfs

工具程序：dracut,mkinitrd

/sbin/init：运行用户空间的第一个应用程序

init:

Centos 5: SysV init       配置文件：/etc/inittab

Centos 6: Upstart         配置文件：/etc/inittab;/etc/init/*.conf(主要）

Centos 7: systemd        配置文件：/etc/systemd/system;/usr/lib/systemd/system

至此，内核空间就已经启动完毕，内核启动完成接着开始启动用户态启动过程。systemd是个守护进程，pid号为1,后面所有启动的服务或进程都是systemd的子进程及子进程的子进程。

那么用户态的启动顺序又是什么样的呢？

设置默认允许级别—>初始化脚本，完成系统初始化--->关闭及启动对应级别下的服务----->设置登录终端----->[启动图形终端]

Systemd新特性：

系统引导时实现服务并行启动，没有顺序之分

按需激活进程

支持系统状态快照

基于依赖关系定义服务控制逻辑

关键特性：

基于socket的激活机制：socket与服务程序分离；按需激活程序或服务，可并行启动

基于bus的激活机制：

基于device的激活机制：当某个硬件设备变得可用时就可激活某设备

基于path的激活机制

系统快照：保存各unit的当前状态信息于持久存储设备中

向后兼容sysv init脚本

不兼容：

systemctl命令固定不变，非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信

核心概念：unit

配置文件进行标识和配置，文件中主要包含了系统服务，监听socket，保存的系统快照以及其它与init相关的信息，保存至：

/usr/lib/systemd/system

/run/systemd/system

/etc/systemd/system

unit的类型

Service unit：文件扩展名为.service 无需执行权限，用于定义系统服务

Target unit：文件扩展名为.target,用于模拟实现“运行级别”

Device unit：文件扩展名为.device,用于定义内核识别的设备

Mount unit：文件扩展名为.mount,定义文件系统挂载点

Socket unit：文件扩展名为.socket,用于标识进程间通信用的socket文件

Snapshot unit：文件扩展名为.snapshot,管理系统快照

Swap unit：文件扩展名为.swap,用于标识swap设备

Automount unit：文件扩展名为.automount,文件系统的自动挂载点

Path unit：文件扩展名为.path,用于定义文件系统中的一个文件或目录

管理系统服务

启动：systemctl start name.service

停止：systemctl stop name .service

重启：systemctl restart name.service

重载：systemctl reload name.service

条件式重启：systemctl try-restart name.service

查看某服务当前是否运行：systemctl is-active name.service

查看所有已经激活的服务：systemctl list-units –type service systemctl list-units –type service –-all

开机自启动：systemctl enable name.service

开机不启动：systemctl disable name.service

查看所有服务开机自启动状态：systemctl list-unit-files –-type service

查看服务是否开机自启：systemctl is-enabled name.service

查看服务的依赖关系：systemctl list-dependencies name.service

禁止设定为开机自启：systemctl mask name.service

取消禁止设定为开机自启：systemctl unmask name.service

Target units:（模拟运行级别）

unit配置文件，以.target后辍名结尾

关机：runlevel0.target,poweroff.target

救援：runlevel1.target,rescue.target

多用户：multi-user.target

图形：graphical.target

重启：reboot.target

级别切换：systemctl isolate name.target

查看级别：systemctl list-units –-type target       systemctl get-default

设置级别：systemctl set-default name.target

切换至紧急救援模式：systemctl rescue

切换至emergency模式：systemctl emergency(服务不加载不启动，驱动不加载，更彻底）

其它常用命令

关机：systemctl halt,systemctl poweroff

重启：systemctl reboot

挂起：systemctl suspend

快照：systemctl hibernate

快照并挂起：systemctl hybrid-sleep

参考阅读

http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-commands.html

http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-part-two.html