linux系统启动过程及运行等级详解

一、启动过程

1. 开机流程简述

1）加载BIOS硬件信息，并获取第一个启动设备的代号

2）读取第一个启动设备的MBR的引导加载程序的启动信息

3）加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并且尝试驱动所有硬件设备

4）核心执行init程序并获取运行信息

5）init执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件

6）启动核心的外挂模块（/etc/modprobe.conf）

7）init执行运行的各个批处理文件（Script）

8）init执行/etc/rc.d/rc.local

9）执行/bin/login程序，等待用户登录

10）登录之后开始以shell控制主机

如下图：

2. 获取运行等级

在第4步中，init是系统第一个执行的程序（PID为1），它读取文件/etc/inittab来获取运行等级（Run level），后面它就是通过这个运行等级的设置值来启动不同的服务项目的。

3. 根据运行等级启动脚本

在第7步中，init根据前面获取的运行等级，来启动相关的服务。那么服务脚本存放在哪里呢？

服务脚本根据运行等级N存放在/etc/rc.d/rcN.d目录中，如下图所示：

选其中一个目录，如rc3.d查看一下里面的文件，可以发现里面都是链接文件：

它们都是以K或者S为开头的文件，链接到/etc/rc.d/init.d里的shell脚本。这些脚本都使用case…esac语法，而且支持的变量（$1）主要有start和stop，一般来说，如果想要启动一些服务，譬如sysstat，需要使用：

/etc/rc.d/init.d/sysstat start

如果关闭该服务，就使用：

/etc/rc.d/init.d/sysstat stop

所以要在运行等级3下执行某个服务，就要将其写入/etc/rc.d/rc3.d中，但既然服务已经在/etc/rc.d/init.d（为了方便，系统建了一个符号链接/etc/init.d指向了/etc/rc.d/init.d）里建好了，自然可以使用链接方式链接到/etc/rc.d/init.d/内的相关shell脚本，不过考虑到start或stop变量，就有了S和K开头的文件名了。

另外，不同的服务有可能是相关联的，譬如，要启动WWW服务，总需要网络，所以/etc/rc.d/init.d/network就需要先启动，于是系统通过在S或K后面接一个数字来表示执行权限，以决定执行顺序。总结一下：

· 在/etc/rc.d/rcN.d内以S开头的文件，为开机时需要启动的服务

· 在目录中以K开头的文件，为关机时需要关闭的服务

· S和K后面接的数字，表示该文件的执行权限，数字越小权限越大，越早被执行

二、运行等级

1. linux有7个运行等级

· 0 - halt：系统关机，默认运行等级不能设为0，否则不能正常启动

· 1 - single user mode：单用户维护模式，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆

· 2 - Multi-user,without NFS：多用户模式，和等级3类似(没有NFS)

· 3 - Full multi-user mode：完整的含有网络功能的多用户纯文本模式

· 4 - unused：系统未使用，保留给用户自定义

· 5 - X11：与等级3类似，但使用X Windows

· 6 - reboot：重新启动，默认运行等级不能设为6，否则不能正常启动

2. 查看当前运行等级

使用runlevel命令，结果会显示两个数字，第一个数字表示前一个运行等级，第二个表示当前运行等级，如果没切换过，则第一个数字显示为N

3. 临时切换运行等级

使用命令init RunLevel，RunLevel为你需要切换的运行等级。但重启后恢复原来的运行等级。

另外，如果系统安装了X-Windows，而且当前运行等级不是5，可以直接输入startx开启图形界面，但是奇怪的是并不影响当前运行等级（笔者的系统是centos6.5系统）。

4. 修改默认运行等级

编辑 /etc/inittab文件：

将id后面的数字改为你需要的运行等级，保存，重启。

三、总结

本文主要想理清楚的其实是运行等级和执行权限这些在linux系统中起到的作用，所以开篇简单的讲述了一下开机流程，然后抓其中的两个步骤，讲解系统如何根据运行等级组织脚本文件，并通过执行权限去执行相应的服务脚本，最后深入讲述运行等级的具体意义，以及改变运行等级的方法。

在这里声明一下，本文讲的开机过程根据不同的系统会有一定的差异（特别是centos7.x系统），但是本质上还是这一套思路。

四、参考

1.《鸟哥的linux私房菜》（第二版）

2. Linux启动顺序、运行级别及开机启动

3. Linux运行级别有哪些？怎么查看修改运行级别?