系統啟動與服務管理

• 一、系統啟動
• • 二、systemd服務管理

一、系統啟動

1.開機自檢BIOS
(Basic Input Output System基本輸入輸出系統)
加電自檢、檢測硬件、決定啟動介質、找到引導扇區。
2.MBR引導
讀取并且執行第一個開機設備中的MBR(Master Boot Record主引導記錄)的bootloader(grub程序:Grand unified bootloader大統一啟動加載器)。
3.加載內核
依據bootloader設置去加載內核，內核開始偵測硬件并加載驅動程序。
boot loader主要功能

提供選單：用戶可以選擇不同的開機項目載入核心文件：直接指向可開機的程序區域來開始操作系統轉交其他loader：將開機管理功能轉交給其他Loader負責

內核在Linux中的存放位置為/boot分區下，主要有2個文件要被加載。

vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64 內核文件initramfs-3.10.0-514.el7.x86_64.img 虛擬文件系統

使用lsinitrd命令查看虛擬文件系統。

[root@localhost ~]# lsinitrd Image: /boot/initramfs-3.10.0-1160.6.1.el7.x86_64.img: 21M ======================================================================== Early CPIO image ======================================================================== drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 19 13:50 . -rw-r--r-- 1 root root 2 Nov 19 13:50 early_cpio drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 19 13:50 kernel drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 19 13:50 kernel/x86 drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 19 13:50 kernel/x86/microcode -rw-r--r-- 1 root root 25600 Nov 19 13:50 kernel/x86/microcode/GenuineIntel.bin ======================================================================== Version: dracut-033-564.el7 ...

GRUB2相較于GRUB一代的提升：更健壯、可移植、更強大。支持BIOS、EFI和OpenFirmware，支持GPT和MBR分區表。支持非Linux系統，如蘋果HFS文件系統和Windows的NTFS文件系統。
4.如果是sysvinit啟動程序(linux6版本)

4.內核啟動init進程5.系統初始化6.init找到/etc/inittab文件，決定系統的運行級別(X)7.觸發相應的運行級別的事件，運行/etc/rcX.d下的腳本8.執行/etc/rc.local文件來到登錄界面9.輸入用戶名密碼進入到系統中

5.如果是systemd啟動程序(Linux7版本)

4.在硬件驅動加載成功后，內核會主動呼叫systemd程序，并以default.target流程開機5.systemd執行sysinit.target初始化系統及basic.target準備操作系統6.systemd啟動multi-user.target下的本機與服務器服務7.systemd執行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local文件8.systemd執行multi-user.target下的getty.target及登錄服務9.systemd執行graphical需要的服務

6.Init和Systemd的區別
systemd是linux系統中最新的初始化系統(init)，它主要的設計目標是克服sysvinit固有的缺點，提高系統的啟動速度。
Init

(1)啟動時間長 init是串行啟動，只有前一個進程啟動完才會啟動下一個進程;(2)啟動腳本復雜 init進程只是執行啟動腳本，不管其他事情，腳本需要自己處理各種情況，這往往使得腳本變得很長;(3)由Linux內核加載運行 位于/sbin/init，是系統中第一個進程，PID永遠為1;

對于支持service的程序，安裝時會自動在/etc/init.d目錄添加一個配置文件。當使用service控制程序時，比如執行開啟httpd服務：service httpd start。那么service就會開啟/etc/init.d/httpd配置文件里面指向的/usr/sbin/httpd可執行文件。
systemd

(1)按需啟動服務，減少系統資源消耗;(2)盡可能并行啟動進程，減少系統啟動等待時間;(3)由Linx內核加載運行 位于/usr/lib/systemd/systemd，是系統中第一個進程，PID永遠為1。

對于支持systemd的程序，安裝時會自動在/usr/lib/systemd/system目錄添加一個配置文件。當使用systemctl控制該程序時，比如執行開啟httpd服務：systemctl start httpd。那么systemctl就會開啟httpd.service配置里面指向的/usr/sbin/httpd可執行文件。
如果想讓該程序開機啟動，可以執行命令systemctl enable httpd，這個命令相當于在/etc/systemd/system目錄添加一個軟鏈接，指向/usr/lib/systemd/system目錄下的httpd.service文件。這是因為開機時，systemd只執行/etc/systemd/system目錄里面的配置文件。
7.配置文件的區別
init進程的配置文件

文件位置意義

/etc/init.d/	服務啟動腳本配置文件存放目錄
/etc/inittab	默認運行級別配置文件
/etc/init/rcS.conf	系統初始化配置文件
/etc/init/rc.conf	各運行級別初始化的配置文件
/etc/init/rcS-sulogin.conf	單用戶模式啟動/sbin/sushell環境的配置文件
/etc/init/control-altdelete.conf	終端下的ctrl+alt+del熱鍵操作的配置文件
/etc/sysconfig/init	tty終端的配置文件
/etc/init/start-ttys.conf	配置tty終端的開啟數量、設備文件
/etc/init/tty.conf或/etc/init/serial.conf	控制tty終端的開啟

systemd進程的配置文件

文件位置意義

/etc/systemd/system/default.target	取代/etc/inittab文件配置，通常符號鏈接到/lib/systemd/system/graphical.target
/run/systemd/system/	系統執行過程中所產生的服務腳本所在目錄
/etc/systemd/system/	里面存放著不同級別的開機自啟服務
/usr/lib/systemd/system/和/lib/systemd/system/	兩個文件完全一樣，因為/lib是/usr/lib的軟鏈接。每個服務最主要的啟動腳本設置，類似于之前的/etc/init.d/

8.運行級別和說明

級別意義命令

0	關機狀態，使用該級別將會關機	rehl6/7命令：init 0----rhel命令：poweroff
1	系統救援模式，多用于系統維護	rehl6/7命令：init 1----rhel命令：systemctl isolate rescue.target
2	字符界面的多用戶模式(不可訪問網絡)	rehl6/7命令：init 2----rhel命令：systemctl isolate mutil-user.target
3	字符界面的完整多用戶模式，大多數服務器主機運行此級別	rehl6/7命令：init 3----rhel命令：systemctl isolate mutil-user.target
4	未分配使用	rehl6/7命令：init 4----rhel命令：systemctl isolate mutil-user.target
5	圖形界面的多用戶模式，提供了圖形桌面操作環境	rehl6/7命令：init 5----rhel命令：systemctl isolate graphical.target
6	重新啟動主機	rehl6/7命令：init 6----rhel命令：reboot

9.查看運行級別
(1)runlevel
顯示切換前的運行級別和當前運行級別(6/7)。

[root@localhost ~]# runlevel N 3

(2)systemctl get-default
顯示當前運行級別(7)

[root@localhost ~]# systemctl get-default multi-user.target

10.永久設置開機模式

systemctl set-default multi-user.target #開機默認為文本模式systemctl set-default graphical.target #開機默認為圖形模式修改/etc/inittab默認運行級別配置文件

二、systemd服務管理

1.單元(unit)的概念
系統初始化需要做的事情非常多。需要啟動后臺服務，比如啟動SSHD服務；需要做配置工作，比如掛載文件系統。這個過程中的每一步都被systemd抽象為一個配置單元。可以認為一個服務是一個配置單元；一個掛載點是一個配置單元；一個交換分區的配置是一個配置單元等。

單元意義

Service unit	系統服務，最常見的類型
Target unit	多個Unit構成的一個組，執行環境類型
Device Unit	硬件設備
Mount Unit	文件系統的掛載點
Automount Unit	自動掛載點
Path Unit	偵測特定文件或目錄類型的
Scope Unit	不是由Systemd啟動的外部進程
Slice Unit	進程組
Snapshot Unit	Systemd快照，可以切回某個快照
Socket Unit	進程間通信的socket服務
Swap Unit	swap文件
Timer Unit	循環執行的服務

2.Target和運行級別
systemd用target替代了運行級別的概念，提供了更大的靈活性。比如你可以繼承一個已有的目標，并添加其它服務來創建自己的目標。
下表列舉了systemd下的目標和常見runlevel的對應關系。

sysvinit運行級別systemd目標備注

0	runlevel0.target，poweroff.target	關閉系統
1，s，single	runlevel1.target，rescue.target	單用戶模式
2，4	runlevel2.target，runlevel4.target，multi-user.target	用戶定義/域特定運行級別。默認等同于3。
3	runlevel3.target，multi-user.target	多用戶，非圖形化。用戶可以通過多個控制臺或網絡登錄。
5	runlevel5.target，graphical.target	多用戶，圖形化。通常為所有運行級別3的服務外加圖形化登錄。
6	runlevel6.target，reboot.target	重啟
emergency	emergency.target	緊急shell

3.systemctl管理服務
RHEL7監視和控制systemd的主要命令是systemctl，該命令可以用于查看系統狀態和管理系統及服務。

命令意義

systemctl start <單元>	立即啟動單元
systemctl stop <單元>	立即停止單元
systemctl restart <單元>	重啟單元
systemctl reload <單元>	重新讀取單元配置
systemctl status <單元>	輸出單元運行狀態
systemctl is-enabled <單元>	檢查單元是否配置為自動啟動
systemctl enable <單元>	開機自動啟動單元
systemctl disable <單元>	取消開機自動激活單元
systemctl is-active <單元>	查看單元是不是正在運行
systemctl is-failed <單元>	查看單元是否處于啟動失敗狀態
systemctl kill <單元>	殺死單元的所有子進程
systemctl daemon-reload	重新載入systemd，掃描新的或有變動的單元

RHEL7的服務systemctl腳本存放在：/usr/lib/systemd/目錄，有系統(system)和用戶(user)之分，像需要開機不登陸就能運行的程序存在系統服務里，即/usr/lib/systemd/system目錄下。
4.服務組成介紹
每一個服務以.service結尾，一般會分為3部分：[Unit]、[Service]和[Install]，每個部分內部是一些等號連接的鍵值對，注意鍵值對的等號兩側不能有空格。

[root@localhost ~]# cat /usr/lib/systemd/system/sshd.service [Unit] Description=OpenSSH server daemon Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5) After=network.target sshd-keygen.service Wants=sshd-keygen.service[Service] Type=notify EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID KillMode=process Restart=on-failure RestartSec=42s[Install] WantedBy=multi-user.target

[Unit]
通常是配置文件的第一個區塊，用來定義Unit的元數據以及配置與其他Unit的關系。
主要字段如下:

Description：簡短描述Documentation：文檔地址Requires：當前Unit依賴的其他Unit，如果它們沒有運行，當前Unit會啟動失敗Wants：與當前Unit配合的其他Unit，如果它們沒有運行，當前Unit不會啟動失敗BindsTo：與Requires類似，它指定的Unit如果退出，會導致當前Unit停止運行Before：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當前Unit之后啟動After：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當前Unit之前啟動Conflicts：這里指定的Unit不能與當前Unit同時運行Condition...：當前Unit運行必須滿足的條件，否則不會運行Assert...：當前Unit運行必須滿足的條件，否則會報啟動失敗

[Service]
是服務的關鍵，是服務的一些具體運行參數的設置，只有Service類型的Unit才有這個區塊。
它的主要字段如下:
Type：定義啟動時的進程行為。
它有以下幾種值:

Type=simple：默認值，執行ExecStart指定的命令，啟動主進程Type=forking：以fork方式從父進程創建子進程，創建后父進程會立即退出Type=oneshot：一次性進程，Systemd會等當前服務退出再繼續往下執行Type=dbus：當前服務通過D-Bus啟動Type=notify：當前服務啟動完畢會通知Systemd，再繼續往下執行Type=idle：若有其他任務執行完畢，當前服務才會運行ExecStart：啟動當前服務的命令ExecStartPre：啟動當前服務之前執行的命令ExecStartPost：啟動當前服務之后執行的命令ExecReload：重啟當前服務時執行的命令KillModecontrol-group(默認值)：當前控制組里面的所有子進程都會被殺掉process：只殺主進程mixed：主進程將收到SIGTERM信號，子進程收到SIGKILL信號none：沒有進程會被殺掉，只是執行服務的stop命令ExecStop：停止當前服務時執行的命令ExecStopPost：停止當前服務之后執行的命令RestartSec：自動重啟當前服務間隔的秒數Restart：定義何種情況Systemd會自動重啟當前服務，可能的值包括always(總是重啟)、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdogTimeoutSec：定義Systemd停止當前服務之前等待的秒數Environment：指定環境變量

[Install]
通常是配置文件的最后一個區塊，用來定義如何啟動以及是否開機啟動。
它的主要字段如下:

WantedBy：它的值是一個或多個Target，當前Unit激活時(enable)，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target名+.wants后綴構成的子目錄中RequiredBy：它的值是一個或多個Target，當前Unit激活時，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target名+.required后綴構成的子目錄中Alias：當前Unit可用于啟動的別名Also：當前Unit激活(enable)時，會被同時激活的其他Unit

注意：如果服務沒有Install段落，一般意味著應該通過其它服務自動調用它們。
5.target簡介
簡單來說，Target就是一個Unit組，包含許多相關的Unit。啟動某個Target時，Systemd就會啟動里面所有的Unit。從這個意義上說，Target這個概念類似于"狀態點"，啟動某個Target就好比啟動到某種狀態。
傳統的init啟動模式里面有RunLevel的概念，跟Target的作用很類似。
不同的是，RunLevel是互斥的，不可能多個RunLevel同時啟動，但是多個Target可以同時啟動。
(1)查看當前系統的所有Target

$ systemctl list-unit-files --type=target

(2)查看一個Target包含的所有Unit

$ systemctl list-dependencies multi-user.target

(3)查看啟動時的默認Target

$ systemctl get-default

(4)設置啟動時的默認Target

$ sudo systemctl set-default multi-user.target

(5)切換Target時，默認不關閉前一個Target啟動的進程

$ systemctl isolate 命令改變這種行為

(6)關閉前一個Target里面所有不屬于后一個Target的進程

$ sudo systemctl isolate multi-user.target

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统启动流程及服务管理控制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。