RHCSA&RHCE（RHCE7）学习知识点--CentOS7启动过程

系统启动总结成以下的过程：

加载 BIOS 的硬件信息与进行自我测试，并依据配置取得第一个可启动的设备；
读取并运行第一个启动设备内 MBR的boot Loader(亦即是 grub2, lilo等程序)；
依据 boot loader的配置加载Kernel，Kernel会开始检测硬件与加载驱动程序；
在硬件驱动成功后，Kernel 会主动调用systemd程序，并以default.target流程启动；
1. systemd执行sysinit.target 初始化系统及 basic.target准备运行环境；
2. systemd启动multi-user.target下的服务；
3. systemd执行multi-user.target下的 /etc/rc.d/rc.local脚本；
4. systemd执行multi-user.target 下的 getty.target 及登陆服务；
5. systemd执行graphical 需要的服务

BIOS, 启动自我测试与 MBR/GPT

通过BIOS程序加载 CMOS 的信息，并且通过 CMOS 内的配置值取得主机的各项硬件配置，启动自我测试 (Power-on Self Test, POST) ,然后开始运行硬件检测的初始化

BIOS会指定启动的设备，通过硬件的INT 13中断功能读取在启动设备的第一个扇区(sector)内的MBR(Master Boot Record, 主要启动记录区)中的boot loader

Boot Loader 的功能

认识操作系统的文件格式并据以加载核心到主内存中去运行

每种操作系统都有自己的boot loader

加载核心检测硬件与initramfs的功能

将核心解压缩到内存当中，并且利用核心的功能，开始测试与驱动各个周边设备

# ls --format=single-column -F /boot

config-3.10.0-229.el7.x86_64 <==此版本核心被编译时选择的功能与模块配置文件

grub/ <==旧版grub1，不需要理会

grub2/ <==就是启动加载器grub2 相关资料目录

initramfs-0-rescue-309eb890d3d95ec7a.img <==下面几个就是虚拟文件系统文件，这一个是用来救援的！

initramfs-3.10.0-229.el7.x86_64.img <==正常开机会用到的虚拟文件系统

initramfs-3.10.0-229.el7.x86_64kdump.img <==核心出问题时会用到的虚拟文件系统

System.map-3.10.0-229.el7.x86_64 <==核心功能放置到内存地址对应表

vmlinuz-0-rescue-309eb890d09543d95ec7a* <==救援用的核心文件

vmlinuz-3.10.0-229.el7.x86_64* <==就是核心文件啦！最重要者！

虚拟文件系统 (Initial RAM Disk或Initial RAM Filesystem)的文件名为/boot/initrd或/boot/initramfs

通过boot loader来加载到内存中模拟成一个根目录，提供一个可运行的程序，通过该程序来加载启动过程中所最需要的核心模块USB, RAID, LVM, SCSI 等文件系统与磁盘接口的驱动程序，帮助核心重新调用systemd来开始后续的正常启动流程。

第一个程序 systemd 及使用 default.target 进入启动

systemd的PID号码是1

systemd的功能就是准备软件运行的环境，包括系统的主机名称、网络配置、语言环境、文件系统格式及其他服务的启动等。

systemd不再使用system V的runlevel

所有的动作都会通过 systemd的/etc/system/system/default.target来完成

default.target的主要项目有：

multi-user.target 以及 graphical.target这两个。还有rescue.target,emergency.target,shutdown.target等等，以及initrd.target。

SystemV	systemd
init 0	systemctl poweroff
init 1	systemctl rescue
init [234]	systemctl isolate multi-user.target
init 5	systemctl isolate graphical.target
init 6	systemctl reboot

systemd 的处理过程

systemctl list-dependencies graphical.target所输出的依赖性服务， CentOS 7.x 的 systemd 启动过程：

local-fs.target + swap.target：这两个target主要在挂载本机 /etc/fstab 里面所定义的文件系统与相关的内存交换空间。
sysinit.target：这个target 主要在检测硬件，加载所需要的核心模块等动作。
basic.target：加载主要的周边硬件驱动程序与防火墙相关任务
multi-user.target下的其它一般系统或网络服务的加载
图形界面相关服务如 gdm.service 等其他服务的加载

systemd 执行sysinit.target 初始化系统、basic.target 准备系统

sysinit.target的阶段主要启动的服务：

特殊文件系统设备的挂载：包括dev-hugepages.mount,dev-mqueue.mount等挂载服务，主要在挂载跟大容量内存分页使用与信息队列的功能。挂载成功后，会在/dev下面建立/dev/hugepages/,/dev/mqueue等目录；
特殊文件系统的启用：包括磁盘陈列、网络磁盘（iscsi）、LVM文件系统、文件系统多路径服务（multipath）等等。
启动过程的信息传送与动画执行：使用plymouthd服务搭配plymouth命令来传送动画与信息
日志管理服务的使用：就是systemd-journald这个服务的启用
加载额外的核心模块：通过/etc/modules-load.d/*.conf文件的配置，让核心额外加载管理员所需要的核心模块
加载额外的核心参数配置：包括/etc/sysctl.conf以及/etc/sysctl.d/*.conf内的配置
启动系统的随机数生成器：随机数生成器可以帮助系统进行一些密码加密的功能
配置终端机（console）字符
启动动态设备管理：就是udevd这个家伙，用在动态对应实际设备存取与设备文件名的一个服务。

basic.target的阶段主要启动的服务:

加载alsa音效驱动程序：这个alsa是个音效相关的驱动程序，会让你的系统有音效产生；
加载firewalld防火墙：CentOS 7.x以后使用firewalld取代iptables的防火墙配置，虽然最终都是使用iptables的架构，不过在配置上差很多；
加载CPU的微指令功能；
启动与配置SELinux 的安全上下文：如果由disable的状态改成enable的状态，或者是管理员配置强制重新配置一次SELinux的安全上下文，也在这个阶段处理；
将目前的启动过程所产生的启动信息写入到/var/log/dmesg文件中；
由/etc/sysconfig/modules/*.modules及/etc/rc.modules加载管理员指定的模块；
加载systemd支持的timer功能；

systemd 启动multi-user.target 下的服务

/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/里面默认要被启动的服务

服务的启动脚本配置都是放在下面的目录:

/usr/lib/systemd/system (系統默认的服务启动的脚本配置 )
/etc/systemd/system (管理员自己开发与配置的脚本配置)

使用systemctl enable/disable一个服务时，是到/etc/system/system/multi-user.target.wants/这个目录下建立和删除链接

# systemctl disable vsftpd.service

rm '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vsftpd.service'

# systemctl enable vsftpd.service

ln -s '/usr/lib/systemd/system/vsftpd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vsftpd.service'

兼容 system V 的 rc-local.service：

会判断/etc/rc.d/rc.local是否具有可执行的权限来判断要不要启动这个服务

# ll /etc/rc.d/rc.local

-rw-r--r--. 1 root root 473 Mar 6 13:48 /etc/rc.d/rc.local

# systemctl status rc-local.service

rc-local.service - /etc/rc.d/rc.local Compatibility

Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/rc-local.service; static)

Active: inactive (dead)

# systemctl list-dependencies multi-user.target | grep rc-local

# 明明就有这个服务，但是 rc.local 不具有可执行 (x) 的权限，因此这个服务不会被执行

# chmod a+x /etc/rc.d/rc.local; ll /etc/rc.d/rc.local

-rwxr-xr-x. 1 root root 473 Mar 6 13:48 /etc/rc.d/rc.local

# systemctl daemon-reload

# systemctl list-dependencies multi-user.target | grep rc-local

├─rc-local.service # 这个服务确实被记录到启动的环境下！

提供 tty 界面与登陆的服务

getty.target的操作界面项目，包括systemd-logind.service,system-user-sessions.service等服务。

systemd 启动graphical.target下的服务

如果你的default.target 是 multi-user.target 的话，那么这个步骤就不会运行。反之，如果是graphical.target 的话，那么systemd就会开始加载用户管理服务与图形界面管理（windows display manager,DM）等

# systemctl list-dependencies graphical.target

graphical.target

├─accounts-daemon.service

├─gdm.service

├─network.service

├─rtkit-daemon.service

├─systemd-update-utmp-runlevel.service

└─multi-user.target

├─abrt-ccpp.service

.....(下面省略).....

到此为止，systemd 就已经完整的处理完毕

使用『 systemctl isolate multi-user.target 』切换runlevel

启动过程会用到的主要配置文件

关于模块： /etc/modprobe.d/*.conf 及 /etc/modules-load.d/*.conf

有两个地方可以处理模块加载的问题，包括：

/etc/modules-load.d/*.conf：单纯要核心加载模块的位置；
/etc/modprobe.d/*.conf：可以加上模块参数的位置

将这个模块写入到系统启动过程中

# vim /etc/modules-load.d/cftp.conf

nf_conntrack_ftp

模块外加参数的配置方式

# vim /etc/modprobe.d/cftp.conf

options nf_conntrack_ftp ports=555

/etc/sysconfig/*

authconfig：身份认证的机制，包括是否使用本机的 /etc/passwd, /etc/shadow 等，以及 /etc/shadow密码使用的加密算法，还有是否使用外部密码服务器提供的账号验证 (NIS, LDAP) 等。系统默认使用 SHA512 加密算法，并且不使用外部的身份验证机制；使用authconfig-tui修改
cpupower：启动 cpupower.service 服务时，会读取这个配置文件。主要是 Linux 核心如何操作 CPU 的原则。启动 cpupower.service 之后，系统会让CPU 以最大效能的方式来运行，否则默认就是用多少算多少的模式来处理的。
firewalld, iptables-config, ip6tables-config, ebtables-config：
与防火墙服务的启动外带的参数有关。
network-scripts/：主要用在配置网卡。

参考文档：

《鸟哥的Linux私房菜基础篇第三版》