Linux系统引导过程及排除启动故障

一、Linux操作系统引导过程
二、系统初始化进程
1、init进程
2、Systemd
3、Systemd单元类型
三、排除启动类故障
【1】、修复MBR扇区故障（含实验过程）
【2】、修复GRUB引导故障
●方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序（与MBR 引导扇区类似）
●方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件
方案三实验
四、遗忘root用户的密码
实验过程

一、Linux操作系统引导过程
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、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。
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

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

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

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.el7.x86_64”。
总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中

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

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。

二、系统初始化进程
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

2、Systemd
●Systemd是linux操作系统的一种init软件
●CentOS7采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
●CentOS中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

3、Systemd单元类型

三、排除启动类故障
【1】、修复MBR扇区故障（含实验过程）
●MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区处，总共512字节

●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
找不到引导程序，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
从备份文件中恢复

1.备份MBR 扇区数据到其它磁盘（/dev/sdb1）

2.模拟破坏MBR引导扇区

3.引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复MBR 扇区数据
先加载好光盘镜像，重启操作系统，
当出现安装向导界面时，选择“Troubleshooting”选项，
再选择“Rescue a CentOS Linux system”选项，进入急救模式
选择“1”选择 Continue并按 Enter 键继续
再次按 Enter 键后将进入带“sh-4.2#”提示符的 Bash Shell 环境

1、首先编辑虚拟机设置，添加一个新硬盘，给它个20G

2、然后我们使用fdisk -l查看一下分区情况，发现多了一块/dev/sdb

3、fdisk /dev/sdb管理分区，n创建新分区，回车默认创建p主分区，回车默认分区号1，回车默认起始扇区，再回车默认大小，w保存操作并退出

4、想使用新创建好的磁盘，需要进行格式化更改文件系统类型xfs，然后在根目录下创建一个目录，用于新磁盘挂载

5、挂载好后df -h查看一个挂载列表情况，确认无误后，我们需要将/dev/sda中MBR注引导记录中的内容进行备份，然后再人为制造/dev/sda主引导分区损坏，再进行重启

6、使用虚拟机界面，选择急救模式，再选择拯救系统

7、进入shell环境后，我们需要创建个目录，让sdb1挂载，这样它里面的那个备份文件就可以使用了，然后我们再将备份文件发送到sda里面就行了，退出就可以自动开机了

【2】、修复GRUB引导故障

●/boot/grub/目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式

 ●方法一：手动输入引导命令（笨拙繁琐，不建议使用）

●内核的名字及位置等

●方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序（与MBR 引导扇区类似）

●MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区处，总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。

●模拟对MRB中的GRUB引导程序的破坏，但并不破坏分区表

●引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序

●方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

●进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境

●重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（/dev/sda）的MRB扇区

●重新构建GRUB菜单的配置文件

●退出chroot 环境，并重启

四、遗忘root用户的密码

●进入急救模式，加载系统镜像，切换到系统根环境

●重设root用户密码

实验过程

1、首先我们先重启虚拟机，然后快速点击虚拟机内部，在加载读条时点击按键Esc键进入选择启动项（实在不行，请使用上个案例的直接更改启动项，但是不要忘了修改完成后将启动项修改回来）

2、选择光盘启动

3、选择急救模式

4、选择拯救系统

5、稍等一会后输入1，并点击两次回车，开始输入命令进入系统根环境，然后更换root用户密码，修改完成后退出并重启

重启后输入新密码就完成了