centos（RHEL）系列操作系統的啟動流程：Intel x86兼容架構；

Linux的系統組成：內核 + 應用程序 GUN/Linux：單純的指Linux內核；

從硬盤存儲和啟動操作系統的角度：

Linux的系統組成：內核 + 根文件系統（rootfs）

內核功能：進程管理，文件系統管理，內存管理，網絡協議，驅動程序，安全功能，...

Linux系統的系統運行環境可以分為兩部分；

內和空間：內核代碼（系統調用）

就是內核進程占用的CPU和內存資源的總和；

用戶空間：應用程序（進程或線程）

就是各種存儲於文件系統中的應用程序，在發起為進程或線程之後，占據的CPU和內存資源的總和；

操作系統內核的設計流派：

單內核設計：

所有的功能全部集中於同一個程序；運行時表現為一個進程；

Linux就是單內核設計

Linux，我們不需要他成為最先進的，我們只是要使用它；

微內核設計：

每種功能使用一個單獨的子系統來實現；

Windows，Solaris都是微內核審計

Linux內核的特點：

單內核 + 模塊化：內核之中的功能更 + 各種模塊提供的功能之和；

為了能夠提高工作效率，會為速度比較慢的iO設備提供緩沖和緩存；

Linux內核的組成部分：

內核核心文件：

/boot/vmlinuz-VERSION-release

centos5：

/boot/vmlinuz-2.6.18-398.el5

centos6：

/boot/vmlinuz-2.6.32-573.el6.x86_64

centos7：

/boot/vmlinuz-3.10.0-327.el7.x86_64

最新的內核版本：4.13-rc1

內核模塊文件：

/lib/modules/KERNEL_VERSION/kernerl/

ramdisk：

centos 5：

/boot/initrd-2.6.18-398.el5.img

centos 6/7：

/boot/initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64

/boot/initramfs-3.10.0-327.el7.x86_64.img

centos 5/6：

生成ramdisk的工具：mkinitrd

centos 7：

生成ramdisk的工具：dracut mkinitrd

rd和ramfs：

ramdisk：雙緩沖和雙緩存；

ramfs：提高效率，避免雙緩沖和雙緩存；

centos系列操作系統的啟動流程（2）

基於x86架構兼容平臺研究系統啟動流程；

1.post：power-on self test，加電自檢；

ROM：read-only memory，只讀存儲器；

CMOS：BIOS，basic input and output system，基本輸出輸出系統；

X76架構的CPU可以線性尋址的物理孔村空間：ROM + RAM

2.bootsequence：啟動順序；

作用：決定到何種硬件設備上加載操作系統；

方式；按照指定的次序查找各個引導設備，第一個被找出有引導程序的設備即為本次啟動要用到的設備；

BootLoader：引導加載器，程序；

MBT：

master（main）boot recorn：

0磁道0扇區：

446byte：BootLoader

64byte：fat，file allocation table；

2byte：magic-number，55AA，表示MBR有效；

GPT：

Windows：NTLDR

Linux：

Lilo：Linux loader，有缺陷，不能支持大硬盤；不超過1024柱面；

grub：grand uniform BootLoader，全球統一引導加載器；

centos 6-：

grub 0.x：grub legacy

centos 7：

grub 1.x：grub2

grub提供的功能：

1.為用戶提供一個菜單，菜單中列舉的是各個可以啟動的操作系統內核；

2.可以將用戶選定的內核核心文件裝載到RAM中，解壓縮並展開，將系統控制權移交給內核；

3.交互式的命令行接口；

4.菜單及內核啟動的安全保障；

3.內核的啟動：

自身初始化：

1.探測能夠識別到的所有的硬件設備；

2.加載硬件的驅動程序，有可能會借助於ramdisk加載驅動；

3.以只讀的方式掛載根文件系統；

4.運行用戶空間的第一個應用程序：/sbin/init

4.init：

init程序的類型：

centos 5：sysV init

配置文件：

/etc/inittab

centos 6：upstart init

配置文件：

/etc/inittab（幾乎被廢棄）；

/etc/init/*.conf

centos 7：systemd

配置文件：

/usr/lib/systemd/system/*

/etc/systemd/system/*0

小結：

系統初始化流程（內核級別）

post --> bootsequence（BIOS）--> BootLoader（MBR）--> kernel（內核核心文件，只能放置在基本分區上）-->

[ramdisk] --> rootfs（read-only）--> /sbin/init

centos 5的sysV init的工作過程；

centos 5 sysV init：

運行級別（run level）：為了系統的運行或維護等目的而設置的管理機制；

0-6：七個運行級別；

# 0 - 關機，halt，shutdown；

# 1 - 單用戶模式（single user mode），root，無需驗證；維護模式；

# 2 - 多用戶模式（multiuser），會啟動網絡功能；但是不會啟動NFS，維護模式；

# 3 - 多用戶模式（full multiuser mode），完全的功能模式，僅使用CLI，不激活GUI；

# 4 - 預留級別，目前無特別使用的目錄；但是習慣上認為與3運行級別相同；

# 5 - 多用戶模式（full multiuser mode），完全的功能模式，默認激活GUI和CLI，默認使用的是GUI；

# 6 - 重啟，reboot

通常會使用3,5運行級別作為此次系統啟動的默認運行級別；

查看當前系統的運行級別；

who -r

runlevel

切換運行級別：

init [0-6]

init的配置文件：/etc/inittab，此配置文件有如下功能：

1.在整個系統初始化的過程中要做那些任務；

啟動或關閉哪些後臺服務；

如何進行系統初始化；

在驗證用戶的身份無誤之後，如何為用戶提供登錄提示符，還要區分是圖形界面還是文件界面；

當備用電源失效或重新生效時，如何指揮系統操作；

定義了按下“Ctrl + Alt + delete”組合鍵時，系統將采取什麽行為；

2.所有規定的任務如何執行；

每一行定義一種操作，格式如下：

id:runlevels:action:process

id：一種操作的唯一標識符；

l#，id，pf，pr，#，x，

runlevel：指定任務執行所依賴的運行級別；

####，#，留空，

action：在何種條件下啟動此任務；

wait：等待切換至此任務所在的運行級別時，運行一次；

respawn：一旦此任務結束，就自動重新啟動此任務；

initdefault：用於設定默認的運行級別，通常後面的process省略

sysinit：設置系統初始化的方式，一般情況下此處運行/etc/rc.d/rc.sysinit腳本；

powerfail：

powerokwait：

ctrlaltdel：

/etc/rc.d/rc.sysinit：

1.設置主機名稱；

2.設置啟動的歡迎信息；

3.激活udev和selinux；

4.掛載/etc/fstab文件中定義的所有有效文件系統；

5.激活各個swap設備；

6.檢測rootfs，並且以讀寫的方式重新掛載rootfs；

7.設置系統時間；

8.根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數；

9.激活lvm和軟raid等高級邏輯設備；

10.加載額外的設備的驅動程序；

11.完成清理工作；

/etc/rc.d/rc：

根據特定的運行級別，啟動或關閉/etc/rc.d/rc$runlevel.d/*

K*：要停止的服務；K後面的兩位數字表示優先級；數字越小優先級越高；依賴其他服務的服務應該優先關閉，被其他服務依賴的服務應該稍後關閉；

S*：要啟動的服務；S後面的兩位數字表示優先級；數字越小優先級越高；被其他服務依賴的服務應該優先開啟，依賴其他服務的服務應該稍後開啟；

rc腳本實際上可以接收一個運行級別作為其參數運行內容的；

腳本框架：

for i in /etc/rc.d/rc#.d/K* ; do

$i stop

done

for i in /etc/rc.d/rc#.d/S* ; do

$i start

done

mkinitrd：建立要載入ramdisk的映像文件，以供Linux開機時載入ramdisk。

選項：

-f：若指定的映像問家名稱與現有文件重復，則覆蓋現有的文件；

-v：執行時顯示詳細的信息；

--omit-scsi-modules：不要載入SCSI模塊；

--preload=<模塊名稱>：指定要載入的模塊；

--with=<模塊名稱>：指定要載入的模塊；

--version：顯示版本信息。

例子：

mkinitrd -v -f myinitrd.img $(uname -r)

dracut：建立要載入ramdisk的映像文件，以供Linux開機時載入ramdisk。

例子：

dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

#23 centos5（RHEL）系列操作系統的啟動流程、與命令mkinitrd、dracut的使用