Linux操作系统引导过程
引导过程步骤
开机自检
服务器主机开机后，根据主板BIOS中的设置对CPU、内存、显卡、键盘等设备进行初步检测，检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权，多数移交给本机硬盘
总结：检测出第一个能够引导系统的设备（硬盘.光驱）
MBR 引导
从本机硬盘中启动系统时，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，或直接根据MBR记录中的引导信息调用启动菜单
总结：运行存放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序
GRUB菜单
对于Linux操作系统来说，GRUB (统一启动加载器)是使用最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进行选择，并根据所选项(或采用默认值)加载Linux内核文件，然后把系统控制权转交给内核（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/boot/grub2/grub.cfg，来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置
加载内核
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后，将完全掌控整个Linux操作系统的运行过程（CentOS 7系统中，默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17.x86_64"中）
总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中
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"程序加载到内存中运行，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
1.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
2.Systemd
Systemd是Linux操作系统的一种init软件
CentOS7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
CentOS7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd
传统SysVinit依赖于串行执行Shell脚本启动服务，导致效率低下，启动速度慢
systemd能够将更多的进程并行启动，具有提供按需启动服务的能力，启动更少的进程，从而提高系统的启动速度
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 | 描述一个进程之间通信的套接字 |
| 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的文件或目录 |
| timer | .timer | 描述一个定时器 |
| snapshot | .snapshot | 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 | 描述位于cgroup的一组通过层次组织的管理系统进程 |
| target | .target | 描述一组Systemd单元 |
运行级别对应的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 |
| 2 | multi-user.target | 用户定义/域特定运行级别，默认等同于3，但不能连网 |
| 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，默认等同于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 | 重启状态，使用该级别时会重启主机 |
排除启动类故障
修复MBR扇区故障
故障原因
病毒、木马等造成的破坏
不正确的分区操作，磁盘读写错误操作
故障现象
找不到引导程序，启动中断
无法加载操作系统，开机后黑屏状态
解决思路
应该提前做好备份文件
安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复
模拟故障示例
1.创建新硬盘，并且格式化
2.备份MBR （扇区磁盘到其他磁盘）
3.模拟破坏MBR引导区
4.重启，并进入急救模式
5.从备份文件中恢复MBR扇区数据
6.恢复成功，进入界面
修复GRUB引导故障
故障原因
MBR中的GRUB引导程序被破坏
grub.conf文件丢失，引导配置错误
故障现象
系统引导停滞，显示‘grub>’提示符
解决思路
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
1.查看grub.cfg文件内的内核名称等信息
2.模拟故障
3.手动输入引导命令
4.进入界面
方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序
1.增加新硬盘，进行分区，格式化分区，并挂载到目录
2.增加新硬盘，进行分区，格式化分区，并挂载到目录
3.挂载后，导入备份的主引导记录
4.恢复成功，进入界面
方法三：进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件
1.删除grub.cfg文件，模拟故障
2.进入急救模式下进行重建
3.重建成功，进入界面
遗忘root用户密码
故障原因
遗忘root用户密码
故障现象
无法进行需要root权限的管理操作
没有其他账号可用，将无法登陆系统
解决思路
进入急救模式，重设密码
系统服务控制
systemd 控制类型 服务名称
| 控制类型 | 说明 |
|---|---|
| start | 启动 |
| stop | 停止 |
| restart | 重启 |
| reload | 重新加载 |
| status | 查看服务状态 |
Linux系统运行级别
查看运行级别
| 常用命令 | 说明 |
|---|---|
| runlevel命令 | 能查看切换运行级别与当前运行级别 |
| systemctrl工具 | 能查看默认的运行级别 |
临时切换运行级别
| 常用命令 | 说明 |
|---|---|
| init命令 | init命令参数是运行级别所对应的数字 |
| systemctrl工具 | systemctrl命令参数是具体的target |
设置永久运行级别
init 0=systemctl isolate poweroff.target=systemctl poweroff
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
设置永久运行级别
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
systemctl set-default multi-user.target
查看系统默认的运行级别
systemctl get-default
优化启动过程
优化工具
1.ntsysv工具
提供交互式、可视化的窗口
能在字符终端运行
便于集中管理多个服务
用于控制服务是否开机自启动
2.systemctl工具
不提供交互式、可视化的窗口
管理单个服务的效率更高
系统服务的启动与控制
ntsysv系统服务管理工具
systemctl工具
查看系统服务的开机自启动状态
设置系统服务的启动状态
永久修改主机名和查看主机名状态
设置系统语言和查看当前系统语言
