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前言：
系统引导是操作系统运行的开始，在用户能够正常登录到系统之前，Linux的引导过程完成了一系列的初始化任务，并加载必要的程序和命令终端，为用户登录做好准备。
从CentOS7版本开始，系统启动和服务管理器都交给systemd进行管理
一、引导过程总览
Linux操作系统的引导过程一般包括以下几个阶段：
1、开机自检：
服务器开机后将根据主板BIOS中的设置对CPU、内存等硬件设备进行初步检测，并初始化部分硬件，建成完成后会将系统的控制权，一般都会已交给本机的硬盘。
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的MBR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。MBR与我们的正常开机息息相关，所以为了以备不时之需我们还需是对MBR提前备份。
3、GRUB 菜单：
选择加载哪个系统、模式（安全、急救模式）
系统控制权传递到GRUB之后，会对我们需要的系统进行选择，然后加载相关系统的内核文件。
4、加载linux 内核与内存文件系统：
系统控制权此时到了内核，程序引导器会从本地硬盘中加载内核以及内存文件系统。
5、init进程初始化
加载硬件驱动以及初始化过程（加载全部驱动）
内核与文件系统由内存文件系统切换至系统根文件系统，并重新运行/sysroot.systemd。启动默认图形或字符终端，最后等待用户登录。
二、init进程
Linux系统中的进程（运行中的程序）使用的数字进行标记，每个进程的身份标记号称为PID。在引导Linux系统的过程中，“sbin/init“是内核第一个加载的程序，因此init进程对应的PID号永久为1。
在CentOS 7中我们可以查看一下init：
[root@localhost ~]# which init
/usr/sbin/init
[root@localhost ~]# ls -l /sbin/init
lrwxrwxrwx. 1 root root 22 10月 24 08:40 /sbin/init -> ../lib/systemd/systemd
可见/sbin/init是一个指向/lib/systemd/systemd的软链接文件，所以systemd的PID号也永远为1，是系统第一个进程。
三、Systemd进程
3.1 Systemd简介：
Systemd在CentOS 7中提供了更优秀的框架以表示系统服务间的依赖关系，实现了系统初始化时服务的并行启动，同时达到降低Shell的系统开销的效果。
Systemd的目标时尽可能启动更少的进程，尽可能将更多的进程并行启动。同时Systemd尽可能减少对Shell脚本的依赖。
CentOS 7中 Systemd进程取代init进程，主要体现在service和chkconfig命令上，在CentOS 7中我们经常使用Systemctl代替service和chkconfig两个命令。
systemd是系统第一个进程。对应的PID号永远为1，
3.2 Systemd单元类型：
3.3 运行级别所对应的Systemd目标（CentOS 7)
四、模拟故障及修复
4.1 修复MBR扇区故障
常见故障原因：
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
故障现象：
找不到引导程序，启动终端
无法加载操作系统，开机后黑屏
解决思路：
应提前做好备份文件
以安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复
实验环境：
编辑虚拟机CD/DVD，载入镜像，开启连接
添加一块磁盘sdb，建立分区
格式化分区，创建挂载点/aaa，将sdb1挂载到挂载点
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1 （格式化sdb1分区）
meta-data=/dev/sdb1 isize=512 agcount=4, agsize=1310656 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=5242624, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /aaa （将sdb1挂载到/aaa目录）
[root@localhost ~]# df -hT （查看挂载点）
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2 xfs 20G 4.3G 16G 22% /
devtmpfs devtmpfs 898M 0 898M 0% /dev
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 912M 9.0M 903M 1% /run
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 10G 41M 10G 1% /home
/dev/sda1 xfs 6.0G 174M 5.9G 3% /boot
tmpfs tmpfs 183M 12K 183M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 183M 0 183M 0% /run/user/0
/dev/sdb1 xfs 20G 33M 20G 1% /aaa （以上为挂载点信息）
因为引导文件在sda中占有首部512字节的空间，所以我们先做一个备份，复制此空间提取到/aaa目录下，并生成一个sda.mbr.bak承载这部分资料。示例：
[root@localhost ~]# dd if=/dev/sda of=/aaa/sda.mbr.bak bs=512 count=1
记录了1+0 的读入
记录了1+0 的写出
512字节(512 B)已复制，0.000805887 秒，635 kB/秒
提取/dev/zero（不用的软件）覆盖sda1头部512字节的空间（模拟MBR代码损坏）
[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
记录了1+0 的读入
记录了1+0 的写出
512字节(512 B)已复制，0.000473292 秒，1.1 MB/秒
重启：reboot
[root@localhost ~]# init 6
重启时我们可见，因MBR引导代码“损坏”，无法加载到系统。这里我们重启虚拟机，如下图：
在读条过程中，按“ESC”进入Boot Menu （启动菜单），因为我们的镜像是存放在虚拟光驱中，所以我们在这里从CD-ROM开始引导。
在此界面我们选择进入急救模式，如图：
这里我们选择第二个
选择1 Continue，进入系统基本的镜像模式，这里我们进入了基本的Shell终端模式，我们需要在这里进行操作修复。
重启后可以正常进入，已经将MBR故障修复。
总结：我们在实际生活中最好养成备份重要文件的习惯，如需经常更换工作场所，可以备份到U盘中。
4.2 修复GRUB引导故障
常见故障原因
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（通常不用。。。）
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
实验环境：编辑虚拟机CD/DVD，载入镜像，开启连接（同4.1）
GRUB配置文件位置：
删除grub.conf文件模拟破坏或丢失的故障
重启时在此界面无法正常进行
再次重新启动，进入Boot启动菜单，重复实验1的步骤，进入到其基本的Shell终端模式。
进行修复，过程及含义如图：
重启后可以正常进入，已经将GRUB故障修复。
4.3 模拟遗忘root用户密码
常见故障原因：
遗忘root用户的密码
故障现象
无法进行需要root权限的管理操作
若没有其他可用账号，将无法登录系统
解决思路
进入急救模式，重设密码
实验环境：编辑虚拟机CD/DVD，载入镜像，开启连接（同4.1））
再次重新启动，进入Boot启动菜单，重复实验1的步骤，进入到其基本的Shell终端模式。然后我们加载镜像系统并修改密码，如图：
重启后使用修改后的密码直接登录。
五、系统服务控制及切换运行级别（使用systemd管理）
5.1 系统服务控制
常用方式：
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 （重新启动，会中断服务，相当于先stop再start）
reload：重新加载 （重新加载配置文件不会中断服务，所以相对restart更安全）
status：查看服务状态
我们针对httpd进行控制，例如：
[root@localhost ~]# systemtcl start httpd
[root@localhost ~]# systemtcl stop httpd
[root@localhost ~]# systemtcl restart httpd
[root@localhost ~]# systemtcl reload httpd
5.2 查看及切换运行级别
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
我们刚登陆时（默认登陆时为图形界面）：示例：
[root@localhost ~]# runlevel
N 5
（因为我们刚登陆，所以第一个是N，代表没有任何在此之前的运行级别）
我们先使用“init 3"的方式切换运行级别，进入字符界面输入需要切换的用户，然后输入密码，最后使用init5切换到图形界面:
使用systemctl 查看当前运行级别：
命令：systemctl get-default，示例：
[root@localhost ~]# systemctl get-default
graphical.target （图形化界面）
使用systemctl切换运行级别的方式：
使用systemctl isolate mult.user.target切换到字符界面（等同于init3）使用systemctl isolate graphical.target切换到图形界面。
六、系统优化管理工具（开机自启）
ntsysv工具
提供一个交互式，可视化窗口（伪图形化界面)
可以在字符终端运行
便于集中管理多个服务
systemctl 工具
不提供交互式、可视化窗口
管理单个服务效率更高
我们先用"netstat -ntap"查看当前正在运行的服务及端口
netstat：查看当前正在运行的端口
n：以数字形式表示
t：TCP协议
a：所有
p：协议
示例：
[root@localhost ~]# netstat -natp
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN 1/systemd
tcp 0 0 192.168.122.1:53 0.0.0.0:* LISTEN 1373/dnsmasq
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1032/sshd
tcp 0 0 127.0.0.1:631 0.0.0.0:* LISTEN 1031/cupsd
tcp 0 0 127.0.0.1:25 0.0.0.0:* LISTEN 1299/master
tcp6 0 0 :::111 :::* LISTEN 1/systemd
tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 1032/sshd
tcp6 0 0 ::1:631 :::* LISTEN 1031/cupsd
tcp6 0 0 ::1:25 :::* LISTEN 1299/master
其中有一个sshd服务，这是支持远程连接的服务，之后我们演示针对这个服务进行管理。
最后四行是IPV6的地址。
这里我们先通过伪终端的形式查看一下sshd的状态，命令如下：
[root@localhost ~]# ntsysv
进入伪终端，找到sshd.service：
ntsysv管理方式：
"*" 代表开机自启动
按“空格”控制开启或关闭开机自启动功能
Tab键 切换到选项（确定 ，取消）
我们也可以通过systemctl 对开机启动项进行查询和管理：
查看系统服务的启动状态：
systemctl is-enabled （服务名称）
设置系统服务的启动状态：
systemctl enable/disable 服务名称
示例：
[root@localhost ~]# systemctl is-enabled sshd （查询sshd服务启动状态）
enabled （状态为开机自启）
[root@localhost ~]# systemctl disable sshd （关闭sshd开机自启）
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/sshd.service.
[root@localhost ~]# systemctl is-enabled sshd （查询）
disabled （以关闭开机自启）
[root@localhost ~]# systemctl enable sshd （重新开启）
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/sshd.service to /usr/lib/systemd/system/sshd.service.
[root@localhost ~]# systemctl is-enabled sshd
enabled （以恢复开机自启）
总结：
在日常工作或学习中，我们需要养成一个备份重要文件的习惯，同时备份或将我们的系统镜像刻录在U盘上，在进行故障修复的过程中，我们往往优先进入急救模式，进入系统的基本终端模式，然后根据情况修复故障。
