系统启动和内核管理

1.centos6的启动管理

·kernel实现进程管理，内存管理，网络管理，驱动程序，文件系统，安全功能等功能

·rootfs包括程序和glibc库

程序：二进制执行文件

库：函数集合，function，调用接口（头文件负责描述）

 1.加载bios的硬件信息，获取第一个启动设备

2.读取第一个启动设备MBR的引导加载程序（grub）的启动信息

3.加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并尝试驱动所有的硬件设备

4.核心执行init程序，并获取默认的运行信息

5.init程序执行/etc/re.d/rc.sysinit文件，重新挂载根文件系统

6启动核心的外挂模块

7init执行运行的各个批处理文件

8init执行/etc/rc.d/rc.local

9执行/bin/login程序，等待用户登录

10.登录之后开始shell控制主机

2.硬件启动POST

POST：Power-On-Self-Test，加电自检，是BIOS功能的一个主要部分。负责完成对CPU，主板，内存，硬盘子系统，显示子系统，串并行接口，键盘等硬件情况的检测

主板的ROM：BIOS，Basic Input and Output system，保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置，开机加电自检程序和系统启动自举程序等

主板的RAM：CMOS互补金属氧化物半导体，保存各项参数的设定，按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备为本次启动设备

3.启动加载器bootloader

grub功能和组成

bootloader：引导加载器，引导程序

·windows：ntloader，仅是启动os

·linux：功能丰富，提供菜单，允许用户选择要启动系统或不同的内核版本；把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中，解压，展开，并把系列控制权移交给内核

Linux的bootloader

·LILO：linux loader，早期的bootloader，功能单一

·GRUB：GRand Unified Bootloader，Centos 5，6  ，Centos7以后使用GRUB 2.02

GRUB启动阶段

·primary boot loader：

1st stage：MBR的前446个字节

1.5stage：mbr之后的扇区，让stage1中的bootloader能识别到stage2所在的分区上的文件系统

·seconday boot loader ：2nd stage，分区文件/boot/grub/

 4.利用grub命令修复grub

[19:13:37 root@centos7 ~]$dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied, 0.00103883 s, 429 kB/s
破坏grub第一阶段
[19:14:38 root@centos7 ~]$hexdump -C -n 512 /dev/sda
00000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
000001b0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 20 |............... |
000001c0 21 00 83 aa 28 82 00 08 00 00 00 00 20 00 00 aa |!...(....... ...|
000001d0 29 82 8e fe ff ff 00 08 20 00 00 f8 df 18 00 00 |)....... .......|
000001e0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000001f0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 55 aa |..............U.|
00000200

[19:16:24 root@centos7 ~]$reboot

无法重启，出现下面提示

 光盘启动，进入rescue模式

chroot /mnt/sysimage
grub2-install /dev/sda  centos6是grub-install /dev/sda
sync
exit
exit
reboot

修复grub的第1.5阶段故障
[19:30:24 root@centos7 ~]$dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=521 count=25 seek=1

[19:16:24 root@centos7 ~]$reboot

无法重启，出现下面提示

chroot /mnt/sysimage

grub2-install /dev/sda  centos6是grub-install /dev/sda
sync
exit
exit
reboot


centos6修复方法

 rm -rf /boot/*

用光盘进入救援模式
chroot /mnt/sysimage
切根
mount /dev/sr0 /mnt/
挂载光盘

rpm -ivh /mnt/Packages/kernel.xxx.rpm --force
安装内核包

centos 7方法
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
centos6方法
grub-install /dev/sda
vim /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=5
title centos
kernel /vmlinuz root=/dev/sda2
initrd /initramfs.img

exit
reboot

 对/etc/fatab进行恢复
用光盘进入救援模式
找到/所在分区并恢复/etc/fstab
fdisk -l
mkdir /mnt/rootdir
mount /dev/sdaN /mnt/rootdir
挂在看是否为/
ls /mnt/rootdir
查看底下的文件确定为跟分区
mount /dev/sda2 /mnt/rootdir

 vi /mnt/rootdir/etc/fstab
/dev/sda1 /boot ext4 defaults 0 0

/dev/sda2 / ext4 defaults 0 0

reboot

 5.init初始化

POST-->BootSqruence(BIOS)-->Bootloader(MBR)-->kernel(ramdisk)-->rootfs(只读)-->init(systemd)

init程序的类型：

SysV：init，centos 5之前

配置文件：/etc/inittab

Upstart：init，centos6

配置文件：/etc/inittab，/etc/init/*.conf

Systemd:systemd,Centos 7

配置文件：/uer/lib/systemd/system，/etc/systemd/system

运行级别

运行级别：为系统运行或维护等目的而设定；0-6：7个级别，一般使用3，5做默认级别

0：关机

1：单用户模式（root自动登录），single，维护模式

2：多用户模式，启动网络功能，但不会启动NFS：维护模式

3：多用户模式，正常模式：文本界面

4：预留级别：可同3级别

5：多用户模式，正常模式；图形界面

6：重启

6.centos6服务管理

centos6服务管理
service 服务 start|stop|restart
service --status-all

/etc/rc.d/rc控制服务脚本的开机自动运行

for i in /etc/rc$runlevel.d/K* ; do
$i stop
done
for i in /etc/rc$runlevel.d/S* ; do
$i start
done

说明：rc N -->意味着读取/etc/rc.d/rcN/d/

k:k##:运行次序；数字越小，越先运行，数字越小的服务，通常为依赖到别的服务

s：s##：运行次序；数字越小，越先运行，数字越小的服务，通常为依赖到别的服务

配置服务开机启动

chkconfig命令

chkconfig命令管理服务

[18:50:59 root@centos6-1 rc3.d]$chkconfig --level 3 iptables off
设定iptables在级别为3的情况下开机不自起
[18:51:51 root@centos6-1 rc3.d]$ls
K10saslauthd    K89netconsole  S02lvm2-monitor  S10network  S13iscsi             S25netfs      S80postfix
K87multipathd   K89rdisc       S07iscsid        S11auditd   S15mdmonitor         S26udev-post  S90crond
K87restorecond  K92iptables    S08ip6tables     S12rsyslog  S25blk-availability  S55sshd       S99local
[18:55:15 root@centos6-1 rc3.d]$chkconfig --del iptables
删除服务
[18:56:38 root@centos6-1 rc4.d]$chkconfig --add iptables
添加服务

[18:57:02 root@centos6-1 rc4.d]$chkconfig --list iptables
iptables 0:关闭 1:关闭 2:启用 3:启用 4:启用 5:启用 6:关闭

查看服务

开机启动文件rc.local

/etc/rc.local

/etc/rc.d/rc.local

最后启动一个服务s99local没有连接至/etc/rc.d/init/d一个服务脚本，而是指向了/etc/rc.d/local脚本

想开机自动运行的，可直接放置于/etc/rc.d/rc.local

7.centos启动过程总结

centos6

1.post加电自检

这个过程是开机后，BIOS或UEFI进行硬件检查的阶段

2.MBR引导

自检硬件没有问题时候，这里以BIOS为例，BIOS将会直接去找硬盘的第一个扇区，找到前446字节，将MBR加载到内存中，MBR将告诉程序下一阶段去哪里找系统grub引导。此阶段属于grub的第一阶段。grub还有1.5阶段和2阶段。

3.GRUB引导

grub第1.5和2阶段，信息默认存放在扇区中,如果使用grub-install生成的2阶段的文件是存放在/boot分区中的。
为了加载内核系统，不得不加载/boot分区，而加载/boot分区，需要有/boot分区的驱动，/boot分区驱动是放在/boot分区中的,啊，我们好像进入了死循环了，Linux是怎么解决的呢？就是靠放在1.5阶段中的数据，是放在第一个扇区后的后续扇区中，具体占用多少字节，不太清楚，只知道1.5阶段和2阶段总共27个扇区。

stage1.5：

mbr之后的扇区，识别stage2所在的分区上的文件系统

stage2：

开机启动的时候看到的Grub选项、信息，还有修改GRUB背景等功能都是stage2提供的，stage2会去读入/boot/grub/grub.conf或者menu.lst等配置文件

4.读取grub.conf文件

读取grub.conf文件以确定内核启动的参数，准备启动内核

5.启动内核

加载内核，核心开始解压缩，启动一些最核心的程序。
因为为了让内核足够轻小，硬件驱动并没有放在内核文件里面，我们可以看到内核很小,才4M左右，我们可以想象Windows中的驱动，安装系统时候还需要使用驱动软件下载好长时间呢
因此需要使用/initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img来驱动硬件

6.启动init进程

grub中默认指定init=/sbin/init程序，可以在grub.conf中kernel行自定义执行程序init=/bin/bash,此时可以绕过下面步骤直接进入bash界面。
内核源代码文件中显示996行左右，规定了init启动的顺序，/sbin/init->/etc/init->/bin/init->/bin/sh,/bin/bash没有写，应该是和/bin/sh一样吧

1)读取/etc/inittab文件

inittab文件里面定义了系统默认运行级别

2)执行/etc/rc.d/rc.sysinit程序

系统初始化一些脚本

3)/etc/rc#.d/文件（各种服务）

里面定义的是各种服务的启动脚本

4)/etc/rc.d/rc.local文件

这里面可以自定义开机启动的命令。

8.执行/bin/login

执行/bin/login程序，等待用户登录

 

参看：http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/87/20/wKiom1fVBELjXsvaAAUkuL83t2Q304.jpg

1.uefi或BIOS初始化，开始post开机自检

2.加载mbr到内存

3.GRUB阶段

4.加载内核和inintamfs模块

5.内核开始初始化，使用systemd来代替centos6以前的init程序

(1)执行initrd.target

包括挂载/etc/fstab文件中的系统,此时挂载后，就可以切换到根目录了

(2)从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

(3)systemd执行默认target配置

centos7表面是有“运行级别”这个概念，实际上是为了兼容以前的系统，每个所谓的“运行级别”都有对应的软连接指向，默认的启动级别时/etc/systemd/system/default.target,根据它的指向可以找到系统要进入哪个模式
模式：

• 0 ==> runlevel0.target, poweroff.target
• 1 ==> runlevel1.target, rescue.target
• 2 ==> runlevel2.target, multi-user.target
• 3 ==> runlevel3.target, multi-user.target
• 4 ==> runlevel4.target, multi-user.target
• 5 ==> runlevel5.target, graphical.target
• 6 ==> runlevel6.target, reboot.target

(4)systemd执行sysinit.target

有没有很眼熟？是的，在CentOS6上是被叫做rc.sysint程序，初始化系统及basic.target准备操作系统

(5)systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

(6)systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

6.Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

getty.target我们也眼熟，它是启动终端的systemd对象。如果到此步骤，系统没有被指定启动图形桌面，到此就可以结束了，如果要启动图形界面，需要在此基础上启动桌面程序

8.linux系统所需文件

 1.分区并创建文件系统

2挂载boot

3安装grub

4准备内核和initramfs文件

5建立grub.conf

6.准备根下面相关程序和库

复制bash等命令和相关库文件

准备网卡驱动

7准备新的虚拟机

将前一虚拟机sdb硬盘对应的vmdk文件增加进去，删除原有磁盘，开机启动

9.systemd

system特性

systemd：从Centos7版本之后开始用systemd实现init进程，系统启动和服务器守护进程管理器负责在系统启动或运行时，激活系统资源，服务器进程和其它进程

新特性

·系统引导时实现服务并行启动

·按需启动守护进程

·自动化的服务依赖关系管理

·同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务

·socket与服务程序分离

·向后兼容sysv init脚本

·使用systemctl命令管理，systemctl命令固定不变，不可扩展，非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信和控制

·系统状态快照

systemctl管理系统服务service unit

systemctl command name.service

启动：相当于service name start

systemctl start name.service

停止：相当于service name restart

systemctl stop name.service

重启：相当于service name restart

systemctl restart name.service

查看状态：相当于service name status

systemctl status name.service

禁止自动和手动启动：

systemctl mask name.service

取消禁止

systemctl unmask name.service

设定某服务开机自启，相当于chkconfig name on

systemctl enable name.service

设定某服务开机禁止启动：相当于chkconfig name off

systemctl disable name.service

开机并立即启动或停止

systemctl enable –now postfix

systemctl disable –now postfix

 10.Centos7，8修改密码

在GRUB2启动屏下按e进入编辑模式

找到linux16那段，添加内核参数rd.break

按ctrl-x启动

mount -o remount，rw /sysroot

chroot /sysroot

echo 123|passwd --stdin root

exit

reboot

添加grub密码

grub2-setpassword

清空grub密码

cat /dev/null > /boot/grub2/user.cfg