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Linux操作系统引导过程
- 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BIOS中的设置对CP内存、显卡、键盘灯设备进行初步检测，检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权，大多时候回移交给本机硬盘。
总结：检测第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或光驱
2.MBR引导
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：允许放在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（同一启动加载器）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 /bott/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 默认的内核文件位于 /boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17 .x06_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 程序加载到内存中允许（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
系统初始化进程
- 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，是所有进程的父进程
- init进程的PID（进程标记）号永远为1
- Systemd
- Systemd是Linux操作系统的一种init软件
- CentOS 7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit(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，是的启动更少进程，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 | .socket | 描述一个进程间通信的套接字格式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 |
| Target | .target | 描述一组systemd的单元 |
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，有一定风险建议关掉 |
| 2 | multi-user.target | 用户定义、域特定运行级别。默认等于3（区别在于2没网络） |
| 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 |
排除启动类故障
修复MBR扇区故障
MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个个物理扇区除，总共512字节
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故障原因
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病毒、木马等造成的破坏
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不正确的分区操作、磁盘读写误操作
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故障现象
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找不到引导程序，启动中断
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无法加载操作系统，开机后黑屏
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解决思路
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应提前做好备份文件
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以安装光盘引导进入急救模式
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从备份文件中恢复
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1.备份MBR 扇区数据到其他磁盘（/dev/sdb1） -
mkdir /backup
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fdisk /dev/sdb
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mkfs.xfs /dev/sdb1
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mount /dev/sdb1 /backup
-
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1
-
2.这个时候需要模拟一下破坏MBR引导扇区 -
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
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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
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当出现安装向导界面时，选择"Troubleshooting"选项
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再选择"Rescue a CentOS Linux system"选项，进入急救模式
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选择“1”选择Continue并按Enter 键继续
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再次按Enter键后将进入带“sh-4.2#”提示符的Bash Shell 环境
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sh-4.2# mkdir /backupdir
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sh-4.2# mount /dev/sdb1/backupdir #挂载带有备份文件的分区
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sh-4.2# dd if=/backupdir/mbr.bak 0f=/dev/sda bs=512 count=1 #恢复备份数据
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sh-4.2#exit #执行exit命令退出临时Shell环境，系统将会自动重启
修复GRUB 引导故障
- /boot/grub/目录下的splash.xom.gz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
- 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
- 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
- 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.el7.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.el7.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
- MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区出，总共512字节，前446字节时主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中
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1.备份GRUB主引导记录 - mkdir /bak #创建一个目录
- fdisk /dev/sdb #设置好分区
- mkfs.xfs /dev/sdb1 #格式化
- mount /dev/sdb1 /bak #挂载到bak目录下
- dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1
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2.模拟对MBR中的GRUB引导程序的破坏，不破坏分区表 - dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
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3.引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序
-
进入引导界面
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mkdir /backupdir
-
mount /dev/sdb1 /backupdir
-
dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda
-
exit
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方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件
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1.备份GRUB菜单配置文件 -
cp /boot/grub2/grub.cfg /opt #备份到opt目录下
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2.删除GRUB配置文件模拟故障 -
rm -rf /boot/grub2/grub.cfg #删除grub菜单配置文件
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3.引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件 -
init 6 #重启操作系统
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在有读条的情况下快速按esc键
会进入选项的界面
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选择CD-ROM Dr ive选项再通过引导界面进入急救模式
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或者
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开机选择打开电源时进入固件选择到boot通过+和-来调动位置把CD-ROM Dr ive放到第一位如图
- F10保存并退出
- 这时就会显示引导界面进入急救模式
- chroot /mnt/sysimage #切换到系统根环境
- grub2-install /dev/sda #重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘/dev/sda 的MBR扇区
- grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg #重新构建GRUB菜单的配置文件
- exit #退出根环境
- reboot #重启即可
- 注：如果是用开机选择打开电源时进入固件选择到boot通过+和-来调动位置把CD-ROM Dr ive放到第一位进入急救模式的在重建好配置文件后需要重新进入固件把设置恢复到原来位置即可
系统服务控制
- 系统服务控制
- 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
- 。。。。。
- 示例
- 查看网络状态为网络状态开启
- systemctl status network
- 查看防火墙状态 为开启
- systemctl status firewalld.service
- 关闭防火墙，此时查看显示为dead
- systemctl stop firewalld.service
- 此时启动防火墙，显示active（running）
- systemctl start firewalld.service
Linux系统的运行级别
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查看运行级别
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runlevel命令（显示的第一段代表之前所切换的运行等级，第二段表示当前运行等级）
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systemctl工具查看（查看默认级别）
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临时切换运行级别
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init命令
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systemctl工具
| init 0 | systemctl isolate poweroff.target | systemctl poweroff | shutdow -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 | shutdown -r now |
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设置永久运行级别
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通过创建软链接的方: ln -sf /lib/systemd/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
-
或者
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systemctl set-default multi-user.targe
优化启动过程
- 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
- systemctl工具
- 不提供交互式、可视化窗口
- 管理单个服务效率更高
系统服务的开机自启动启动和控制
- ntsysv系统服务管理工具
- ntsysv
- ntsysv --level 级别列表
- ↑↓键可以选择
- 空格可以开启或关闭系统服务的开机自启动“*”代表开启
- 设置完毕TAB键可以选择到OK确定或取消，按下空格确定就可以了
- systemctl工具
- systemctl enable firewalld.service #开启开机自启动服务
- systemctl is-enabled firewalld.service #查看开机自启动状态
- systemctl disable firewalld.service #关闭服务
