CentOS7操作系统引导过程
一、系统引导过程总览
1.开机自检
服务器主机开机以后，将根据主板BISO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
CentOS7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/boor/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，将完全掌握整个Linux操作系统的允许过程
CentOS7系统中，默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-1.0.0-001.e17.x86_64"
总结：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行
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
传统SysVinit依赖于串行执行Shell脚本启动服务，导致效率地下，系统启动速度较慢
system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
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 | .sicket | 描述一个进程间通信的套接字(IP:端口) |
| Device | .device | 描述一个内核识别的设备文件 |
| Mount | .mount | 描述一个文件的系统挂载点 |
| Automount | .automount | 描述一个文件自动挂载点 |
| Swap | .swao | 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 |
| 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 |
| Target | .target | 描述一组systemd的单元 |
Cgroup的用处举例：比如限制你使用50%的CPU
运行级别所对应的 Systemd 目标
| 运行级别 | Systemd的target | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | target | 关机状态，使用该级别时将会关机 |
| 2 | 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] |
| 3 | multi-user.target | 用户定义/域特定运行级别[默认为3] |
| 4 | 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 |
| 5 | multi-user.target | 用户定义/域特定运行级别[默认为3] |
| 6 | graphical.target | 图像界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境 |
| 7 | reboot.target | 重新启动，使用该级别时会重启主机 |
排除启动类故障
修复MBR扇区故障
故障的原因
- 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
- 不正确的分区操作、磁盘读写误操作
解决思路
- 应提前做好备份文件
- 以安装光斑引导进入急救模式
- 从备份文件中恢复
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扇区数据到其他磁盘(/dev/sdb1)
如果不知道如何创建分区，请先阅读上一篇磁盘管理与文件系统
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
init 6
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
当出现安装想到界面时，选择"Troubleshooting"选项
再选择"Rescue a CentOS 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=/backup/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
恢复完成
修复GRUB引导故障
故障原因
MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
grub.conf文件丢失、引导配置有误
故障现象
系统引导停滞，显示"grub>"提示符的Bash
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
/boot/grub/目录下的包时用于启动菜单的显示图像及样式 /boot/grub2/grub.cfg GRUB配置文件
①手动输入引导命令
grub>insmod xfs
grub>linux16 /vmlinuz-3.10.0-1160.11.1.el7.x86_64 root=UUID=12b3a696-808a-45c6-bb15-1f0d3a2eaae5 ro rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8
grub>initrd16 /initramfs-3.10.0-1160.11.1.el7.x86_64.img
grub>boot
②进入急救模式，恢复GRUB引导程序
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，分区表保存再MBR扇区中的第447-510字节中
mkdir /bak
mount /dev/sdb1 /bak
dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1
模拟对MBR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 /bak
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /bak
sh-4.2# dd if=/bak/grub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit
③引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件
rm -rf /boot/frub2/grub.cfg
进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区
bash-4.2# grub2-install /dev/sda
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，并重启过i
bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot
如果忘记root用户的密码
进入急救模式，重设密码
chroot /mnt/sysimage
passwd root
系统服务控制
| systemctl | 控制类型 | 服务名称 |
|---|
常用控制类型
- start 启动
- stop 停止
- restart 重新启动
- reload 重新加载
- status 查看服务状态
Linux系统的运行级别
查看运行级别
- runlevel命令
- systemctl工具
临时切换运行级别
- init命令
- systemctl工具
| init 0 | systemctl isolate poweroff.target | systemctl poweroff | shutdown -h now |
|---|---|---|---|
| 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 | systemctl reboot | reboot |
①查看系统默认的运行级别
systemctl get-default #查看系统默认运行级别
②设置永久运行级别
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
##————设置永久运行级别
systemctl set-default multi-user.target
ntsysv工具
- 提供一个交互式、可视化窗口
- 可以在字符终端运行
- 便于集中管理多个服务
- 用于控制服务是否开机自启动
ntsysv
systectl工具
- 不提供交互式、可视化窗口
- 管理单个服务效率更高
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
永久修改主机名
hostnamectl set-hostname （新名称）
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