一、Linux操作系统引导过程
（一）、引导过程总览
开机自检（BIOS）→ MBR引导 → GRUB菜单 → 加载内核（kernel）→ init进程初始化
（二）、Linux操作系统的引导过程详细解读：
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.e17.x8664”
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
二、系统初始化进程
（一）、init进程
1、由Linux内核加载运行 /sbin/init 程序
2、init 进程是系统中第一个进程，是所有进程的父进程
3、init进程的PID (进程标记)号永远为1
（二）、Systemd
1、Systemd是Linux操作系统的一种 init 软件
2、CentOS7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
3、CentOS7中运行的第一个 init 进程是 /lib/systemd/systemd
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。
（三）、Systemd 单元类型
| 单元类型 | 扩展名 | 说明 |
|---|---|---|
| Service | .service | 描述一个系统服务 |
| Socket | .socket | 描述一个进程间通信的套接字 |
| Device | .device | 描述一个内核识别的设备文件 |
| Mount | .mount | 描述一个文件系统的挂载点 |
| Automount | .automount | 描述一个文件系统的自动挂载点 |
| Swap | .swap | 描述一个内存交换设备或交换文件 |
| Path | .path | 描述一个文件系统中文件或目录 |
| Timer | .timer | 描述一个定时器(用于实现类似cron的调度任务) |
| Snapshot | .snapshot | 用于保存一个systemd的状态 |
| Scope | .scope | 使用systemd的总线接口以编程的方式创建外部进程 |
| Slice | .slice | 描述居于Cgroup的一组通过层次组织的管理系统进程 |
| Targe | .target | 描述一组systemd的单元 |
（四）、运行级别所对应的Systemd目标
| 运行级别 | Systemd的target | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | target | 关机状态，使用该级别时将会关闭主机 |
| 1 | rescue.target | 单用户模式,不需要密码验证即可登录系统,多用于系统维护 |
| 2 | multi-user.target | 用户定义/域特定运行级别。默认等同于3 |
| 3 | multi-user.target | 字符界面的完整多用户模式,大多数服务器主机运行在此级别 |
| 4 | multi-user.target | 用户定义/域特定运行级别。默认等同于3 |
| 5 | graphical.target | 图形界面的多用户模式,提供了图形桌面操作环境 |
| 6 | reboot.target | 重新启动，使用该级别时将会重启主机 |
三、排除启动类故障
（一）修复MBR扇区故障
1、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
2、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
3、解决思路
应提前作好备份文件
以安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复
4、修复MBR扇区故障MBR位于第一块硬盘(/dev/sda)的第一个物理扇区处，总共512字节
1）、备份MBR扇区数据到其它磁盘 (/dev/sdb1)
mkdir /backup
mount /dev/sdb1 /backup
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1
2）、模拟破坏MBR引导扇区
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
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
sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir #挂载带有备份文件的分区
sh-4.2# dd if=/backupdir/mbr. bak of=/dev/sda #恢复备份数据
sh-4.2# exit #执行exit命令退出临时 Shell 环境，系统将会自动重启
（二）、修复GRUB引导故障
1）、故障原因
MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
/boot/grub2/grub. cfg 文件丢失、引导配置有误
2）、故障现象
系统引导停滞，显示 “grub>” 提示符
3）、解决思路
尝试手动输入引导命令
进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf
向MBR扇区中重建grub程序
4）、修复GRUB引导故障命令
/boot/grub/目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式
/boot/grub2/grub. cfg #GRUB配置文件
方法一：手动输入引导命令(笨拙繁琐，不建议使用)
grub> insmod xfs #加载指定的模块到内核
grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-693.e17.x86_64 root=UUID=8fd74986-ae66-4ffd-b7d8-a19f2eca7b6f ro rhgb quiet
LANG-zh CN. UTF-8 #内核的名字及位置等信息
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-693.e17.x86_64.img #镜像系统文件
grub> boot #引导boot
方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序（仅适用于前446字节被破坏）
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。这里注意最好只备份前446字节的数据。
mkdir /bak
mount /dev/sdb1 /bak
dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1
模拟对MRB中的GRUB引导程序的破坏，但并不破坏分区表
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序
sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir
sh-4.2# dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit
方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件（/boot/grub2/grub. cfg 文件丢失、引导配置有误的情况）
rm -rf /boot/grub2/grub.cfg
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage 进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境
bash-4.2# grub2-install /dev/sda 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
bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
退出chroot 环境，并重启
bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot
（三）、遗忘root用户密码
1、故障原因
遗忘root用户的密码
2、故障现象
无法进行需要root权限的管理操作
若没有其他可用帐号，将无法登录系统
3、解决思路
进入急救模式，重设密码
4、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
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
重设 root 用户密码
bash-4.2# passwd root
四、操作过程
（一）、模拟修复MBR扇区故障
首先创建一个20G硬盘 sdb ，然后进行分区
接着将创建的分区进行格式化之后挂载
接着将sda 中的第一个扇区的 mbr数据 备份到新创建的backup目录中
接着使用 dd 命令进行对sda 的模拟破坏，然后使用init 6 命令进行重启
选择急救模式后按照流程继续即可
（二）、模拟修复GRUB引导故障中的/boot/grub2/grub. cfg 文件丢失、引导配置有误的情况
首先进入/boot 目录下，找到grub2 ,然后进入grub2 ，删除其中的grub.cfg文件，来模拟GRUB引导故障中的/boot/grub2/grub. cfg 文件丢失、引导配置有误的情况，接着使用reboot命令进行重启。
重启的时候要在读取进度条的时候按下“Esc”键进入引导界面。如果一直不能进入引导界面，可以更改一下启动优先选项，更改为CD优先（按“+”移动位置），如下操作，完成重新构建GRUB菜单的配置文件后，需要再把这里更改成初始的顺序。
剩下操作和上面实验步骤一样，只是在Linux 环境下输入的命令不同而已。
（三）、遗忘root用户密码
进入急救模式后，按照之前的操作进入Linux 环境下输入以下命令重新设置密码就行。
五、系统服务控制
（一）、系统服务控制
systemctl 控制类型 服务名称
（二）、控制类型
start：启动
stop：停止
restart：重新启动
reload：重新加载
status：查看服务状态
…
六、Linux系统的运行级别
（一）、查看运行级别
1、runlevel命令
2、systemctl工具
查看系统默认的运行级别
systemctl get-default
（二）、临时切换运行级别
1、init命令
2、systemctl工具
init 0 systemctl isolate poweroff.target systemctl poweroff
init 1 systemctl isolate rescue.target
init 3 systemctl isolate multi-user.target
init 5 systemctl isolate graphical.target
init 6 systemctl isolate reboot.target systemctlreboot reboot
（三）、设置永久运行级别
设置永久运行级别
In-sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
systemctl set-default multi-user.target
永久修改主机名
hostnamectl set-hostname newname
查看主机名的状态
hostnamectl status
设置系统语言为中文
localectl set-locale LANG=zh_CN.utf8
查看当前系统使用的语言
localectl [status]
查看系统启动耗时
systemd-analyze
七、优化启动过程
（一）、ntsysv工具
1、提供一个交互式、可视化窗口
2、可以在字符终端运行
3、便于集中管理多个服务
4、用于控制服务是否开机自启动
（二）、systemct工具
1、不提供交互式、可视化窗口
2、管理单个服务效率更高
八、系统服务的启动和控制
（一）、ntsysv系统服务管理工具
1、按空格键标志服务选项
2、按↑、↓键切换服务选项
3、按tab键切换光标
（二）、系统服务的启动和控制
1、查看系统服务的启动状态
systemctl is-enabled 服务名称
2、服务名称设置系统服务的启动状态
systemctl enable 服务名称 #开启开机自启动
systemctl disable 服务名称 #关闭开机自启动