系统启动和内核管理-----centos的启动流程

一. CentOS 5 和 6 的启动流程

查看详细的流程http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/87/20/wKiom1fVBELjXsvaAAUkuL83t2Q304.jpg
Linux组成
Linux: kernel+rootfslinux就相当于一个内核
kernel: 进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能
rootfs:程序和glibc库
库:函数集合, function, 调用接口(头文件负责描述)
程序:二进制执行文件
内核设计流派:
单内核(monolithic kernel):Linux
把所有功能集成于同一个程序,分层实现不同功能,系统庞大复杂
微内核(micro kernel):Windows, Solaris
每种功能使一个单独子系统实现,将内核功能移到用户空间,性能差

linux最核心的文件
在这里插入图片描述

CentOS6启动流程
在这里插入图片描述
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/rc.d/rc.sysinit文件
6.启动核心的外挂模块
7.init执行运行的各个批处理文件(scripts)
8.init执行/etc/rc.d/rc.local
9.执行/bin/login程序,等待用户登录
10.登录之后开始以Shell控制主机

1 启动流程

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、串并行接键盘等硬件情况的检测
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
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
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,并把系统控制权移交给内核
LILO:LInux LOader
GRUB: GRand Unified Bootloader
GRUB 0.X: GRUB Legacy,
在centos7中为grub2
查看gurb
centos7中用rpm -ql grub2

MBR:第一个扇区
前446字节 bootloader
中间64字节 分区表
最后2字节 55AA
GRUB
primary boot loader : 1st stage,1.5 stage
secondary boot loader :2nd stage,分区文件/boot/grub

kernel
自身初始化:
探测可识别到的所有硬件设备
加载硬件驱动程序(借助于ramdisk加载驱动)
以只读方式挂载根文件系统
运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init

Linux内核特点:
支持模块化.ko(内核对象)
如:文件系统,硬件驱动,网络协议等
支持内核模块的动态装载和卸载

2. 内核组成部分:

核心文件/boot/vmlinuz-VERSION-release
ramdisk:辅助的伪根系统
CentOS 5 /boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS 6,7/boot/initramfs-VERSION-release.img

模块文件/lib/modules/VERSION-release/kernel/fs/文件系统类型/

光盘下也有这么一个文件和/boot/vmlinuz-很像
/misc/cd/isolinux/vmlinuz
内容一样
在这里插入图片描述
如果将/boot/vmlinuz-文件删掉
解决方案

查找文件系统驱动
在这里插入图片描述

3.重点centos6为例

/boot/vmlinuz-VERSION-release这个文件不带文件系统驱动
利用内核,重新挂载操作系统的根,就得识别根的文件系统的驱动(centos6:ext4,,,,centos7:xfs)

根(ext4)的驱动
在这里插入图片描述

内核文件要挂载/ ,而的驱动在/lib/modules/中,
为了挂载 / 找驱动,而驱动在 /lib里面(死循环)

在这里插入图片描述
所以需要有一个地方来挂载 根 的文件系统驱动
可以找这个文件
初始化的initramfs文件
fs文件系统(centos6,7)
dis硬盘(centos5)
在这里插入图片描述

这个文件时一个压缩文件gzip
在这里插入图片描述
但不是以gz结尾
加后缀.gz之后才能解压缩
在这里插入图片描述
解压缩完就可以查看到cpio

在这里插入图片描述
打开cpio格式的文件 -it预览
在这里插入图片描述
这里相当于一个小的操作系统
查看文件系统驱动
在这里插入图片描述

如果这个/boot/initramfs-VERSION-release.img文件被破坏驱动找不到了,根挂在不上,操作系统就起不来了

/boot/initramfs文件被破坏 解决方案

lsmod查看所有内核驱动
例如只有启动ext3,并且挂载,才能看到ext3的驱动模块

这两个文件是完全一样的
在这里插入图片描述

启动流程
ramdisk: 虚拟内存盘
内核中的特性之一:使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问,并加载相应的硬件驱动
ramdisk --> ramfs 提高速度

CentOS 5 里面是initrd.img文件
mkinitrd用来生成initrd文件

CentOS 6,7 里面是initramfs.img
mkinitrd, dracut用来生成initrd文件

在这里插入图片描述
ramdisk文件的制作:
(1) mkinitrd命令
为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件

 mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

(2) dracut命令
为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件

 dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

系二. 统启动流程

系统初始化:
POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) --> init(systemd)

1.init程序的类型:

SysVinit, CentOS 5之前
配置文件:/etc/inittab

Upstart: init,CentOS 6
配置文件:/etc/inittab, /etc/init/*.conf

Systemd:systemd, CentOS 7
配置文件:/usr/lib/systemd/system/etc/systemd/system

2.为什么第一个进程是init

看源码包----linux-5.1.4.tar.xz
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
查看启动流程
在这里插入图片描述

3.运行级别:

/sbin/init CentOS6之前
为系统运行或维护等目的而设定;0-6:7个级别
0:关机
1:单用户模式(root自动登录), single, 维护模式(没有网络
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
默认级别:3, 5
切换级别:init # 查看级别:runlevel ; who -r

4.init初始化

init读取其初始化文件:/etc/inittab
初始运行级别(RUN LEVEL)
系统初始化脚本
对应运行级别的脚本目录
捕获某个关键字顺序
定义UPS电源终端/恢复脚本
在虚拟控制台生成getty
在运行级别5初始化X

5.CentOS 5 的inittab文件

配置文件:/etc/inittab
每一行格式:

id:是惟一标识该项的字符序列
runlevels: 定义了操作所使用的运行级别
action: 指定了要执行的特定操作
 		wait: 切换至此级别运行一次
		respawn:此process终止,就重新启动之(杀不死的进程)
 		initdefault:设定默认运行级别;process省略
 		sysinit:设定系统初始化方式
process:定义了要执行的进程

例如
在这里插入图片描述
如果将这个5(图形化界面)改成3那么就会进入(文本界面)
在这里插入图片描述
将/etc/inittab中的runlevels改成0----开机就关机
解决方案

6.在单用户模式下init 1

在这里插入图片描述
可以轻松破解root口令(centos6) 例如

7.CentOS 6 /etc/inittab和相关文件

/etc/inittab
设置系统默认的运行级别

/etc/init/control-alt-delete.conf
/etc/init/tty.conf
/etc/init/start-ttys.conf
/etc/init/rc.conf
/etc/init/prefdm.conf

8 /etc/rc.d/rc.sysinit: 系统初始化脚本

(1) 设置主机名
(2) 设置欢迎信息
(3) 激活udev和selinux
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统
(5) 检测根文件系统,并以读写方式重新挂载根文件系统
(6) 设置系统时钟
(7) 激活swap设备
(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
(9) 激活lvm及software raid设备
(10) 加载额外设备的驱动程序
(11) 清理操作

在这里插入图片描述
这个/etc/rc.d/rc.sysinit脚本运行完之后会运行指定模式在这里插入图片描述
/etc/rc.d/rc也是一个脚本

说明:rc N --> 意味着读取/etc/rc.d/rcN.d/
K* 开头关闭服务 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* 开头启动服务 S##*:##运行次序;数字越小,越先运行;数字越小的服务,通常为被依赖到的服务
在这里插入图片描述

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

例如
4模式的atd(计划任务)开启状态
在这里插入图片描述
将3,5的atd变成启动状态
在这里插入图片描述

第一个数字345启动哪些模式 , - 所有模式都不启动
第二个数字 开机启动的编号 S
第三个数字 关机的编号 K
注意这些服务文件都放在/etc/init.d/下面
也就是说自己自作的服务也可以放在这个下面

在这里插入图片描述

9.ntsysv命令

调整当前服务init 5模式开机是否启动关闭

*开机启动(空格可以调整)
在这里插入图片描述

可以加选项 --level=模式在这里插入图片描述

Service 是临时设置服务的状态
Chkconfig设置的是开机服务的状态

10.chkconfig命令centos6

同时修改多个服务状态

1.添加:服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)

chkconfig --add 服务名

2.删除:
chkconfig --del name
3.修改

chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>

--level LLLL: 指定要设置的级别;省略时表示2345
#LLLL 表示初始在哪个级别下启动,-表示都不启动

4.查看服务在所有级别的启动或关闭状态chkconfig --list 服务名
在这里插入图片描述

只要将服务脚本放到/etc/init.d下面加上执行权限,就可以用service操作该服务

写一个服务脚本(测试服务脚本)

首先脚本得放在/etc/init.d/下面

vim  testsrv
#! /bin/bash
#    -表示所有模式下都不启动
# chkconfig: -  98  3
# discription:test service

#调用函数库action函数
. /etc/init.d/functions
#定义函数
start(){
	touch /var/lock/subsys/`basename $0`
	action "starting testsrv "
}
stop(){
	rm -f /var/lock/subsys/`basename $0`
	action "stopping testsrv"
}
#status是判断/var/lock/subsys/name是不是存在
status(){
	[ -f /var/lock/subsys/testsrv ] && echo `basename $0` is running || echo testsrv is stopped
}
#判断
case $1 in
start)
	start   
	;;
stop)
	stop
	;;
restart)
	stop
	start
	;;
status)
	status
	;;
*)
	echo "Usage : /etc/init.d/`basename $0` {start|stop|status|restart}"
esac

然后加执行权限,
直接用
在这里插入图片描述
加入到服务列表中用

chkconfig --add 服务名

在这里插入图片描述
就可以在/etc/rc.d/rc*.d/*服务名查找到
注意:这里的…/rc*.d文件下面的内容是基于/etc/rc.d/init.d的链接
在这里插入图片描述
chkconfig --list 服务名就可以列出该服务所有级别的启动状态
在这里插入图片描述

如果某个服务出故障卡住了解决方案

11.xinetd管理的服务

xinetd服务(超级守护代理服务)----可以帮其他服务盯班(非独立服务在/etc/xinetd.d下面)

xinetd服务得安装包
并且得启用service

守护进程通常以d结尾:sshd,crond,httpd,mysqld等

当没有用户访问该服务就由xinetd**代理他盯班**

当由用户访问该服务--xinetd就会**唤醒该服务**

service 命令:手动管理服务
service 服务 start|stop|restart
service --status-all 列出所有服务状态
瞬态(Transient)服务被xinetd进程所管理独立服务(当某个服务用户访问的并不频繁–就可以将其设置为独立服务)-----进入的请求首先被xinetd(超级代理)代理

配置文件:/etc/xinetd.conf、/etc/xinetd.d/
与libwrap.so文件链接
用chkconfig控制的服务:

示例:chkconfig service on

如:telnet-server服务得安装包

会出现----依赖于 超级代理服务
启用
在这里插入图片描述
这些off表示当前xinetd服务不能管理他们,除非启动
在这里插入图片描述

启用这些服务-----得改一个文件/etc/xinetd.d/这些文件(都是非独立服务)

在这里插入图片描述
打开文件将disable(禁用)----yes改为no
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
也可以直接用chkconfig telenet on启用该服务

telnet服务端口23

然后启动超级守护进程

service xinetd start

查看端口23开启
在这里插入图片描述
查看23端口发现是xinetd超级守护进程(在监听)
在这里插入图片描述
例如
1.利用远程主机访问telnet

在这里插入图片描述
2.然后就会出现telnet而不是超级守护进程(这个时候xinetd就会唤醒telent服务)
在这里插入图片描述
3.如果用户退出,telnet就会退出

在centos7中用systemd来实现(代替)xinetd

12启动流程

注意:正常级别下,最后启动一个服务S99local没有链接至/etc/rc.d/init.d一个
服务脚本,而是指向了/etc/rc.d/rc.local脚本
不便或不需写为服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d/目录,且又想开机时自动运行的命令,可直接放置于/etc/rc.d/rc.local文件中
/etc/rc.d/rc.local在指定运行级别脚本后运行
可以根据情况,进行自定义修改

只在2,3,4,5中有…/rc.local
或者S99local
在这里插入图片描述
这个文件----在最后init初始化后面运行(最后运行)
在这里插入图片描述
/etc/rc.d/rc.local文件
centos6可以直接用
centos7不能直接用(没有执行权限)

ctrl+alt+delete
相当于这个(必须在字符界面才能用)
/etc/inittab(centos5)
如果将这一行注释掉,快捷键就没有用(建议
在这里插入图片描述
/etc/inittab(centos6)
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
UPS不间断电源(防止异常关机)
如果断电,就执行第一行,2分钟后关机
如果电来了,就取消关机
在这里插入图片描述
respawn杀不死的进程(再生)
在这里插入图片描述
为什么5模式是图形界面
因为这一行----加载了图形软件进程(可以修改成3…)
在这里插入图片描述

总结:

/sbin/init --> (/etc/inittab) --> 设置默认运行级别 --> 运行系统初始脚本、完成系统初始化 --> (关闭对应下需要关闭的服务)启动需要启动服务 --> 设置登录终端
CentOS 6 init程序为: upstart, 其配置文件:
/etc/inittab, /etc/init/*.conf,配置文件的语法 遵循 upstart配置文件语法格式,和CentOS5不同

与内核启动有关的文件:
/boot/vmlinuz-
/boot/initramfs-.img

CentOS 6启动流程:

POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader --> Kernel(ramdisk) -->rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab,/etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysinit --> 关闭或启动对应级别的服务
–> 启动终端

查看详细的流程http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/87/20/wKiom1fVBELjXsvaAAUkuL83t2Q304.jpg

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