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CentOS 5和6的啟動流程

Linux: kernel+rootfs

　　kernel:進程管理、內存管理、網絡管理、驅動程序、文件系統、安全功能

　　rootfs:　

　　　　glibc

　　庫:函數集合,function,調用接口

　　　　過程調用:procedure（沒有任何返回值即結果）

　　　　函數調用:function（必有返回值即結果）

　　程序

內核設計流派:

　　單內核設計:集中管理,linux

　　　　把所有功能集成於同一個程序；

　　微內核設計:分散管理,Windows,solaris

　　　　每個功能使用一個單獨子系統實現；

Linux內和特點:

　　支持模塊化:.ko

　　支持模塊的動態裝載和卸載；

組成部分:

　　核心文件:/boot/vmlinuz-VERSION-release(壓縮格式)

　　　　ramdisk:

　　　　　　CentOS 5:/boot/initrd-VERSION-release.img

　　　　　　CentOS 6:/boot/initrmfs-VERSION-release.img

　　模塊文件:/lib/modules/VERSION-release

CentOS 系統啟動流程:

I POST:加電自檢；

　　ROM:CMOS

　　　　BIOS:Basic Input&Output System

　　　　ROM+RAM

II BOOT Sequence:引導加載次序

　　按次序查找各引導設備,第一個有引導程序的設備即為本次啟動用到設備；

　　bootloader:引導加載器,程序

　　　　windows:ntloader

　　　　Linux:

　　　　　　LILO:lInux LOader(早期or安卓手機中)

　　　　　　GRUB:GRand Uniform Bootloader

　　　　　　　　GRUB 0.X:GRUB Legac

　　　　　　　　GRUB 1.X:GRUB2

　　　　功能:提供一個菜單,允許用戶選擇要啟動系統或不同的內核版本；把用戶選定的內核裝載到內存中的特定空間中,解壓、展開,並把系統控制權交給內核；

　　MBR:主引導記錄 （0磁道0扇區）

　　　　446:bootloader

　　　　64:fat 磁盤分區表 （文件系統分配表）

　　　　2:55AA

　　GRUB:

　　　　bootloader:1st stage 位於MBR（主要目的是找到硬盤上的第二階段）

　　　　1.5stage（幫助GRUB識別分區文件系統）（安裝時匹配好文件系統 放置在MBR之後的扇區）

　　　　disk:2nd stage

III kernel:

　　自身初始化:

　　　　探測可識別到的所有硬件設備；

　　　　加載硬件驅動程序；(有可能會借助於ramdisk加載驅動)

　　　　以只讀方式掛載根文件系統；

　　　　運行用戶控件的第一個應用程序:/sbin/init

　　　　

　　init程序的類型:

　　　　sysV:init,CentOS 5

　　　　　　配置文件：/etc/inittab

　　　　Upstart:init,CentOS 6

　　　　　　配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf

　　　　Systemd:systemd,CentOS 7

　　　　　　配置文件：/usr/lib/systemd/system,/etc/systemd/system

　　ramdisk:

　　　　內核中的特性之一：使用緩沖和緩存來加速對磁盤上的文件訪問；

　　　　　　ramdisk --> ramfs

　　　　　　CentOS 5:initrd,工具程序：mkinitrd

　　　　　　CentOS 6:initramfs,工具程序：mkinitrd,dracut

　　系統初始化(前半段)：

　　POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只讀) --> init(取決於配置文件)

IV /sbin/init

　　CentOS 5:

　　　　運行級別：為例系統的運行或維護等應用目的而設定：

　　　　　　0~6:7個級別

　　　　　　0：關機

　　　　　　1：單用戶模式(root,無需登錄)，single，維護模式；

　　　　　　2：多用戶模式，會啟動網絡功能，但不會啟動NFS；維護模式；

　　　　　　3：多用戶模式，正常模式；文本界面；

　　　　　　4：預留級別；可同3級別；

　　　　　　5：多用戶模式，正常模式；圖形界面

　　　　　　6：重啟

　　　　默認級別：

　　　　　　3,5

　　　　切換級別

　　　　　　init 0

　　　　查看級別

　　　　　　runlevel

　　　　　　who -r

V 配置文件：/etc/inittab

　　每一行定義一種action以及與之對應的process

　　　　id：runlevel：action：process

　　　　　　action：

wait：切換至此級別運行一次；

respawn：此process終止，就重新氣動之；

initdefault：設定默認運行界別：process省略

sysinit：設定系統初始化方式，此處一般為指定/etc/rc.d/rc.sysinit;

...

id:3：initdefaule:設定默認級別3

si: :sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

l0：0wait：/etc/rc.d/rc 0

l1：1wait：/etc/rc.d/rc 1

...

　　　　l6：6wait：/etc/rc.d/rc 6

說明 rc 0 --> 意味著讀取/etc/rc.d/rc0.d

K*:K##* 運行次序；數字越小，越先運行；數字越小的服務，通常為依賴到別的服務；

S*:S##* 運行次序；數字越小，越先運行；數字越小的服務，通常為被依賴別的服務；

for srv in /etc/rc.d/rc0.d/K*;do

　　$srv stop

done

for srv in /etc/rc.d/rc0.d/S*;do

　　$srv star

done

chkconfig命令

查看服務在所有級別的啟動或甘比設定情況；

chkconfig --list name

添加：

SysV的服務腳本放置於/etc/rc.d/init.d(/etc/init.d)

chkconfig --add name

#!/bin/bash

#

# chkconfig: LLLL(0~6)級別 nn(S#) mm(K#)

刪除：

chkconfig --del name

修改指定的鏈接類型

chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>

--level LLLL: 指定要設置的級別；省略默認表示2345

註意：正常級別下，最後啟動一個服務S99local沒有鏈接至/etc/rc.d/init.d一個服務腳本，而是指向了/etc/rc.d/rc.local腳本；因此不便或不需寫為服務腳本放置位於/etc/rc.d/rc.local文件中/etc/rc.d/rc.local在指定運行級別腳本後運行；可以根據情況，進行自定義修改；

tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1

tty2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2

...

tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

mingetty會自動調用login程序

x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

VI /etc/rc.d/rc.sysinit: 系統初始化腳本

(1)設計主機名；

(2)設置還原信息；

(3)激活udev和SELinux

(4)掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統；

(5) 檢測根文件系統，並以讀寫方式重新掛載根文件系統

(6) 設置系統時鐘

(7) 激活swap設備

(8) 根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數

(9) 激活lvm及software raid設備

(10) 加載額外設備的驅動程序

(11) 清理操作

總結：/sbin/init --> (/etc/inittab) --> 設置默認運行級別 --> 運行系統初始腳本、完成系統初始化 --> 關閉對應下需要關閉的服務，啟動需要啟動的服務 --> 設置登錄終端

CentOS 6：

　　init程序為：start其配置文件：

　　　　/etc/inittab, /etc/init/*.conf，

　　　　註意：/etc/init/*.conf配置文件的語法 遵循 upstart配置文件語法格式，和CentOS5不同

啟動系統時，設置其運行級別1；

進入單用戶模式：

(1) 編輯grub菜單(選定要編輯的title，而後使用e命令)

(2) 在選定的kernel後附加

1, s, S或single都可以

(3) 在kernel所在行，鍵入“b”命令

(4)passwd

GRUB(Boot Loader):

GRUB:GRand Uniform Bootloader

　　GRUB 0.X:GRUB Legac

　　GRUB 1.X:GRUB2

grub Legacy

　　stagel:mbr

　　stage1_5:mbr之後的扇區，讓stage1中的bootloader能識別stage2所在的分區上的文件系統

　　sstage2：磁盤分區(/boot/grub)

　　配置文件：/boot/grub/grub.conf <-- /etc/grub.conf

　　stage2及內核等通常放置於一個基本磁盤分區

功能

(1)提供菜單、並提供交互式接口

a：編輯模式，用於編輯菜單；

c：命令模式，交互式接口；

(2)加載用戶選擇的內核或操作系統

允許傳遞參數給內核

可隱藏此菜單

(3)為菜單提供了保護機制

為編輯菜單進行認證

為啟用內核或操作系統進行認證

註意* 若/boot未獨立分區(即boot在根下)： grub尋找文件路徑為 /boot/grub/grub.conf

若/boot獨立分區：grub尋找文件路徑為(即繞過boot) /grub/grub.conf

如何識別設備：

(hd#,#)

hd#：硬盤編號，用數字表示；從0開始編號

#：分區編號，用數字表示；從0開始編號

(hd0,0)第一塊硬盤第一分區

grubd命令行接口

help：獲取幫助列表

help KEYWORD ：詳細列出信息

find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE查找某個文件

root(hd#,#)

kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE:設定本次啟動時間用到的內核文件；額外還可以添加許多內核支持使用的cmdline參數；

；

例如：init=/path/to/init,selinux=0

initrd /PATH/TO/KERNEL_FILE:設定為選定的內核提供額外文件的ramdisk

boot：引導啟動選定的內核；

手動在grub命令行接口啟動程序；

grub > root(hd#,#)

grub > kernel /vmlinuz-VERSION-release ro root=/dev/DEVICE

grub > initrd /initramfs-VERSION-release.img

grub > boot

配置文件：/boot/grub/grub.conf

配置項

default=#：指定默認啟動的菜單項；菜單項（title）編號從0開始

timeout=#：指定菜單項等待選項選擇的時長

splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_PIC_FILE;指明菜單背景圖片文件路徑

hiddenmenu:隱藏菜單

password [--md5] STRING;菜單編輯認證

title TITLE:定義菜單項“標題”。可出現多次

root (hd#,#)，grub查找stage2及kernel文件所在設備分區，為grub的“根”

kernel /PATH/TO/VMLUNZ_FILE [PARAMETERS]:啟動的內核

initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE:內核匹配的ramfs文件

password [--md5] STRING;啟動選定的內核或操作系統時進行認證；

　　grub-md5-crypt(openssl) 命令

進入單用戶模式：

　　(1)編輯grub菜單(選定要編輯的title，而後使用e命令)；

(2)在選定的kernel後附加

　　　　1,s,S,或single都可以

　　(3)在kernel所在行，鍵入“b”命令；

CentOS7系列啟動流程

CentOS7與6版本的不同之處：

6 ： grub0.9和upstart

7 ： grub2和systemd

主要介紹一下grub2和systemd吧，其他的啟動流程幾乎一樣

grub2

/etc/default/grub
/boot/grub2/grub.cfg
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg 生成grub2的配置文件
*在救援模式下修復grub
# chroot /mnt/sysimage
# grub2-install /dev/sda
# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

在grub命令行啟動系統
> insmod xfs
> set root=(hd0,1)
> linux16 /vmlinux-... root=/dev/sda2 selinux=0
> initrd16 /initramfs-...

systemd

系統啟動和服務器守護進程管理器，負責在系統啟動或運行時，激活系統資源，服務器進程和其它進程。

Systemd新特性：

系統引導時實現服務並行啟動

按需啟動守護進程

自動化的服務依賴關系管理

同時采用socket式與D-Bus總線式激活服務

系統狀態快照

unit：表示不同類型的systemd對象

/usr/lib/systemd/system：每個服務最主要的啟動腳本設置，類似於6系列的/etc/init.d/目錄的功能

/run/systemd/system：系統執行過程中所產生的服務腳本

/etc/systemd/system：管理員建立的執行腳本，功能類似於6系列中/etc/rc.d/rcN.d/Sxx目錄的功能

類型：

Service unit: （.service），用於定義系統服務

Target unit: （.target），用於模擬實現運行級別

Device unit: （.device），用於定義內核識別的設備

Mount unit: （.mount），定義文件系統掛載點

Socket unit: （.socket）, 用於標識進程間通信用的socket文件，也可在系統啟動時，延遲啟動服務，實現按需啟動

Snapshot unit: （.snapshot），管理系統快照

Swap unit: （.swap）, 用於標識swap設備

Automount unit：（.automount），文件系統的自動掛載點

Path unit：（.path），用於定義文件系統中的一個文件或目錄使用,常用於當文件系統變化時，延遲激活服務

systemctl命令

相關管理工具：

sysctl：修改內核參數的工具

-p 重新讀入/etc/sysctl.conf

-a 列出當前生效的內核參數

-w net.ipv4.ip_forward = 1 即時生效

uname

-r：顯示內核版本號

-a：顯示全部信息

-n：顯示主機名

lsmod：顯示已經裝載的模塊

modinfo：顯示模塊的詳細信息

-n：顯示模塊路徑

-p：顯示模塊參數

-a：顯示模塊作者

-d：顯示模塊描述信息

-l：顯示模塊的遵循的協議

modprobe：裝載模塊

-r：卸載模塊

depmod：內核模塊依賴關系文件及系統信息映射文件的生成工具

insmod：指定裝載模塊文件，但不自動解決依賴模塊

rmmod：卸載模塊

time cmd 檢測命令執行花的時間

lscpu：查看CPU信息

lspci：查看pci相關信息

lsusb：查看usb相關信息

lsblk：查看塊設備相關信息

hal-device：查看所有硬件信息（CentOS6.x）

LinuxDay16——啟動流程和內核管理