Linux操作系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程目錄

• 一、Linux操作系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程
• • 1.開(kāi)機(jī)自檢
  • 2.MBR 引導(dǎo)
  • 3.GRUB菜單
  • 4.加載Linux內(nèi)核
  • 5.init進(jìn)程初始化
• 二、系統(tǒng)初始化進(jìn)程init和Systemd
• • 2.1 init進(jìn)程
  • 2.2 Systemd
  • • Systemd單元類(lèi)型
    • 運(yùn)行級(jí)別所對(duì)應(yīng)的Systemd目標(biāo)
• 三、排除啟動(dòng)類(lèi)故障
• • 3.1修復(fù)MBR扇區(qū)故障
  • • 3.1.1 演示
    • • 我們先添加一塊新的磁盤(pán)格式化并掛載
      • 備份MBR 扇區(qū)數(shù)據(jù)到其它磁盤(pán)
      • 模擬破壞MBR引導(dǎo)扇區(qū)
      • 引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，從備份文件中恢復(fù)MBR 扇區(qū)數(shù)據(jù)
  • 3.2 修復(fù)GRUB引導(dǎo)故障
  • • 方法一：手動(dòng)輸入引導(dǎo)命令（笨拙繁瑣，不建議使用）
    • 方法二：進(jìn)入急救模式，恢復(fù)GRUB引導(dǎo)程序
    • 方法三：引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，重建GRUB菜單配置文件
    • • 3.2.1 演示：由于方法二和修復(fù)MBR扇區(qū)故障類(lèi)似這里不做演示，這邊我們演示第三種方法
  • 3.3 遺忘root用戶(hù)的密碼
  • • • 3.3.1演示
• 四、系統(tǒng)服務(wù)控制
• • 4.1 系統(tǒng)服務(wù)控制
  • 4.2 控制類(lèi)型
• 五、Linux系統(tǒng)的運(yùn)行級(jí)別
• • 5.1 查看運(yùn)行級(jí)別
  • 5.2 臨時(shí)切換運(yùn)行級(jí)別
  • 5.3 設(shè)置永久運(yùn)行級(jí)別
• 六、優(yōu)化啟動(dòng)過(guò)程
• • ■ntsysv工具
  • ■systemct工具
• 七、系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)與控制
• • 7.1 系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)和控制
• 八、永久修改主機(jī)名和查看主機(jī)名的狀態(tài)
• 九、設(shè)置系統(tǒng)語(yǔ)言為中文
• 十、查看系統(tǒng)啟動(dòng)耗時(shí)

一、Linux操作系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程

1.開(kāi)機(jī)自檢

• 服務(wù)器主機(jī)開(kāi)機(jī)以后，將根據(jù)主板BIOS中的設(shè)置對(duì)CPU、內(nèi)存、顯卡、鍵盤(pán)等設(shè)備進(jìn)行初步檢測(cè)，檢測(cè)成功后根據(jù)預(yù)設(shè)的啟動(dòng)順序移交系統(tǒng)控制權(quán)，大多時(shí)候會(huì)移交給本機(jī)硬盤(pán)。
• 總結(jié)：檢測(cè)出第一個(gè)能夠引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)備，比如硬盤(pán)或者光驅(qū)

2.MBR 引導(dǎo)

• 當(dāng)從本機(jī)硬盤(pán)中啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，首先根據(jù)硬盤(pán)第一個(gè)扇區(qū)中MBR (主引導(dǎo)記錄)的設(shè)置，將系統(tǒng)控制權(quán)傳遞給包含操作系統(tǒng)引導(dǎo)文件的分區(qū)；或者直接根據(jù)MBR記錄中的引導(dǎo)信息調(diào)用啟動(dòng)菜單(如GRUB) 。
• 總結(jié)：運(yùn)行放在MBR扇區(qū)里的啟動(dòng)GRUB引導(dǎo)程序

3.GRUB菜單

• 對(duì)于Linux操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，GRUB (統(tǒng)一啟動(dòng)加載器)是使用最為廣泛的多系統(tǒng)引導(dǎo)器程序。系統(tǒng)控制權(quán)傳遞給GRUB以后，將會(huì)顯示啟動(dòng)菜單給用戶(hù)選擇，并根據(jù)所選項(xiàng)(或采用默認(rèn)值)加載Linux內(nèi)核文件，然后將系統(tǒng)控制權(quán)轉(zhuǎn)交給內(nèi)核。
  CentOS 7采用的是GRUB2啟動(dòng)引導(dǎo)器。
• 總結(jié)：GRUB引導(dǎo)程序通過(guò)讀取GRUB配置文件/boot/grub2/grub.cfg，來(lái)獲取內(nèi)核和鏡像文件系統(tǒng)的設(shè)置和路徑位置

4.加載Linux內(nèi)核

• Linux內(nèi)核是一個(gè)預(yù)先編譯好的特殊二進(jìn)制文件，介于各種硬件資源與系統(tǒng)程序之間，負(fù)責(zé)資源分配與調(diào)度。內(nèi)核接過(guò)系統(tǒng)控制權(quán)以后，將完全掌控整個(gè)Linux操作系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。
  CentOS 7系統(tǒng)中，默認(rèn)的內(nèi)核文件位于"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17.x86_64"
• 總結(jié)：把內(nèi)核和鏡像文件系統(tǒng)加載到內(nèi)存中

5.init進(jìn)程初始化

• 為了完成進(jìn)一步的系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程，Linux內(nèi)核首先將系統(tǒng)中的"/sbin/init"程序加載到內(nèi)存中運(yùn)行(運(yùn)行中的程序稱(chēng)為進(jìn)程)，init進(jìn)程負(fù)責(zé)完成整個(gè)系統(tǒng)的初始化，最后等待用戶(hù)進(jìn)行登錄。
• 總結(jié)：加載硬件驅(qū)動(dòng)程序,內(nèi)核把init進(jìn)程加載到內(nèi)存中運(yùn)行

二、系統(tǒng)初始化進(jìn)程init和Systemd

2.1 init進(jìn)程

• 由Linux內(nèi)核加載運(yùn)行/sbin/init程序
• init進(jìn)程是系統(tǒng)中第一個(gè)進(jìn)程，是所有進(jìn)程的父進(jìn)程
• init進(jìn)程的PID (進(jìn)程標(biāo)記)號(hào)永遠(yuǎn)為1

2.2 Systemd

• Systemd是Linux操作系統(tǒng)的一種init軟件

• CentOS7中采用全新的Systemd啟動(dòng)方式，取代傳統(tǒng)的SysVinit

• CentOS7中運(yùn)行的第一個(gè)init進(jìn)程是/lib/systemd/systemd

• 傳統(tǒng)SysVinit依賴(lài)于串行執(zhí)行Shell腳本啟動(dòng)服務(wù)，導(dǎo)致效率低下，系統(tǒng)啟動(dòng)速度較慢

• systemd能夠?qū)⒏嗟姆?wù)進(jìn)程并行啟動(dòng)，并且具有提供按需啟動(dòng)服務(wù)的能力，使得啟動(dòng)更少進(jìn)程，從而提高系統(tǒng)啟動(dòng)速度。

Systemd單元類(lèi)型

單元類(lèi)型擴(kuò)展名說(shuō)明

Service	.service	描述一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)
Socket	.socket	描述一個(gè)進(jìn)程間通信的套接字
Device	.device	描述一個(gè)內(nèi)核識(shí)別的設(shè)備文件
Mount	.mount	描述一個(gè)文件系統(tǒng)的掛載點(diǎn)
Automount	.automount	描述一個(gè)文件系統(tǒng)的自動(dòng)掛載點(diǎn)
Swap	.swap	描述一個(gè)內(nèi)存交換設(shè)備或文件
Path	.path	描述一個(gè)文件系統(tǒng)中文件或目錄
Timer	.timer	描述一個(gè)定時(shí)器
Target	.target	描述一組systemd的單元

運(yùn)行級(jí)別所對(duì)應(yīng)的Systemd目標(biāo)

運(yùn)行級(jí)別Systemd的target說(shuō)明

0	target	關(guān)機(jī)狀態(tài)，使用該級(jí)別時(shí)將會(huì)關(guān)閉主機(jī)
1	rescue.target	單用戶(hù)模式，不需要密碼驗(yàn)證即可登錄系統(tǒng)，多用于系統(tǒng)維護(hù)
2	multi-user.target	用戶(hù)定義/域特定運(yùn)行級(jí)別，默認(rèn)等同于3，但是不能連網(wǎng)
3	multi-user.target	字符界面的完整多用戶(hù)模式，大多數(shù)服務(wù)器主機(jī)運(yùn)行在此級(jí)別
4	multi-user.target	用戶(hù)定義/域特定運(yùn)行級(jí)別。默認(rèn)等同于3
5	graphical.target	圖形界面的多用戶(hù)模式，提供了圖形桌面操作環(huán)境
6	reboot.target	重新啟動(dòng)，使用該級(jí)別時(shí)將會(huì)重啟主機(jī)

三、排除啟動(dòng)類(lèi)故障

3.1修復(fù)MBR扇區(qū)故障

■故障原因

• 病毒、木馬等造成的破壞
• 不正確的分區(qū)操作、磁盤(pán)讀寫(xiě)誤操作

■故障現(xiàn)象

• 找不到引導(dǎo)程序，啟動(dòng)中斷
• 無(wú)法價(jià)值在操作系統(tǒng)，開(kāi)機(jī)后黑屏

■解決思路

• 應(yīng)提前作好備份文件

• 以安裝光盤(pán)引導(dǎo)進(jìn)入急救模式

• 從備份文件中恢復(fù)

• MBR位于第一塊硬盤(pán)（/dev/sda）的第一個(gè)物理扇區(qū)處，總共512字節(jié)

1.備份MBR 扇區(qū)數(shù)據(jù)到其它磁盤(pán)（/dev/sdb1）

mkdir /backup mount /dev/sdb1 /backup dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1

2.模擬破壞MBR引導(dǎo)扇區(qū)

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

3.引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，從備份文件中恢復(fù)MBR 扇區(qū)數(shù)據(jù)

先加載好光盤(pán)鏡像，重啟操作系統(tǒng)， 當(dāng)出現(xiàn)安裝向?qū)Ы缑鏁r(shí)，選擇“Troubleshooting”選項(xiàng)， 再選擇“Rescue a CentOS Linux system”選項(xiàng)，進(jìn)入急救模式 選擇“1”選擇 Continue并按 Enter 鍵繼續(xù) 再次按 Enter 鍵后將進(jìn)入帶“sh-4.2#”提示符的 Bash Shell 環(huán)境 sh-4.2# mkdir /backupdir sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir #掛載帶有備份文件的分區(qū) sh-4.2# dd if=/backupdir/mbr.bak of=/dev/sda #恢復(fù)備份數(shù)據(jù) sh-4.2# exit #執(zhí)行exit命令退出臨時(shí)Shell 環(huán)境，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)重啟

3.1.1 演示

我們先添加一塊新的磁盤(pán)格式化并掛載

備份MBR 扇區(qū)數(shù)據(jù)到其它磁盤(pán)

模擬破壞MBR引導(dǎo)扇區(qū)

重啟虛擬機(jī)可以看到不能直接進(jìn)入系統(tǒng)了

引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，從備份文件中恢復(fù)MBR 扇區(qū)數(shù)據(jù)

可以看到可以正常登陸了

3.2 修復(fù)GRUB引導(dǎo)故障

■故障原因

• MBR中的GRUB引導(dǎo)程序遭到破壞
• grub.conf文件丟失、引導(dǎo)配置有誤

■故障現(xiàn)象

• 系統(tǒng)引導(dǎo)停滯，顯示‘grub>’提示符

■解決思路

• 嘗試手動(dòng)輸入引導(dǎo)命令
• 進(jìn)入急救模式，重寫(xiě)或者從備份中恢復(fù)grub.conf
• 向MBR扇區(qū)中重建grub程序

方法一：手動(dòng)輸入引導(dǎo)命令（笨拙繁瑣，不建議使用）

/boot/grub/目錄下的包是用于啟動(dòng)菜單的背景圖片及樣式 /boot/grub2/grub.cfg GRUB配置文件grub> insmod xfs 加載指定的模塊到內(nèi)核 grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 root=UUID=8fd74986-ae66-4ffd-b7d8-a19f2eca7b6f ro rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8 內(nèi)核的名字及位置等信息 grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img 鏡像系統(tǒng)文件 grub> boot 引導(dǎo)boot

方法二：進(jìn)入急救模式，恢復(fù)GRUB引導(dǎo)程序

• MBR位于第一塊硬盤(pán)（/dev/sda）的第一個(gè)物理扇區(qū)處，總共512字節(jié)，前446字節(jié)是主引導(dǎo)記錄，分區(qū)表保存在MBR扇區(qū)中的第477-510字節(jié)中，所以這里備份前446字節(jié)，保留之前的分區(qū)表。

mkdir /bak mount /dev/sdb1 /bak dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1

• 模擬對(duì)MBR中的GRUB引導(dǎo)程序的破壞，但并不破壞分區(qū)表

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1

• 引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，從備份文件中恢復(fù)GRUB引導(dǎo)程序

sh-4.2# mkdir /backupdir sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir sh-4.2# dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda sh-4.2# exit

方法三：引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，重建GRUB菜單配置文件

• 模擬文件丟失

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg

• 進(jìn)入急救模式，加載光盤(pán)鏡像，切換到系統(tǒng)根環(huán)境

sh-4.2# chroot /mnt/sysimage

• 重新將GRUB引導(dǎo)程序安裝到第一塊硬盤(pán)（/dev/sda）的MBR扇區(qū)

bash-4.2# grub2-install /dev/sda

• 重新構(gòu)建GRUB菜單的配置文件

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

• 退出chroot 環(huán)境，并重啟

bash-4.2# exit sh-4.2# reboot

3.2.1 演示：由于方法二和修復(fù)MBR扇區(qū)故障類(lèi)似這里不做演示，這邊我們演示第三種方法

先進(jìn)入boot/grub2刪除grub.cfg文件


重啟發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)不了了

進(jìn)入急救模式在加載界面時(shí)按下ESC鍵進(jìn)入急救模式


引導(dǎo)界面進(jìn)入急救模式，重建GRUB菜單配置文件

修復(fù)成功可以正常進(jìn)入系統(tǒng)

3.3 遺忘root用戶(hù)的密碼

■故障原因

• 遺忘root用戶(hù)密碼

■故障現(xiàn)象

• 無(wú)法進(jìn)行需要root權(quán)限的管理操作
• 若沒(méi)有其他賬號(hào)可用，將無(wú)法登陸系統(tǒng)

■解決思路

• 進(jìn)入急救模式，重設(shè)密碼

sh-4.2# chroot /mnt/sysimage #進(jìn)入急救模式，加載系統(tǒng)鏡像，切換到系統(tǒng)根環(huán)境 bash-4.1# passwd root #重設(shè) root 用戶(hù)密碼

3.3.1演示

進(jìn)入急救模式重設(shè)密碼

重新登錄輸入密碼，實(shí)驗(yàn)成功。

四、系統(tǒng)服務(wù)控制

4.1 系統(tǒng)服務(wù)控制

systemctl 控制類(lèi)型 服務(wù)名稱(chēng)

4.2 控制類(lèi)型

• start：啟動(dòng)
• stop：停止
• restart：重新啟動(dòng)
• reload：重新加載
• status：查看服務(wù)狀態(tài)
• …

五、Linux系統(tǒng)的運(yùn)行級(jí)別

5.1 查看運(yùn)行級(jí)別

• runlevel命令：查看切換之前的運(yùn)行級(jí)別與當(dāng)前運(yùn)行級(jí)別,N表示之前沒(méi)有切換
• systemctl工具：查看默認(rèn)的運(yùn)行級(jí)別

5.2 臨時(shí)切換運(yùn)行級(jí)別

• init命令
• systemctl工具

服務(wù)同作用服務(wù)名

init 0	systemcrl isolate poweroff.target	systemcrl poweroff	shutdown -h now
init 1	systemcrl isolate rescue.target
init 3	systemcrl isolate multi.target
init 5	systemcrl isolate graphical.target
init 6	systemcrl isolate reboot.target	systemcrl reboot	shutdown -r now

5.3 設(shè)置永久運(yùn)行級(jí)別

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target 或 systemctl set-default multi-user.target systemctl get-default 查看系統(tǒng)默認(rèn)的運(yùn)行級(jí)別

六、優(yōu)化啟動(dòng)過(guò)程

■ntsysv工具

• 提供一個(gè)交互式、可視化窗口
• 可以在字符終端運(yùn)行
• 便于集中管理多個(gè)服務(wù)
• 用于控制服務(wù)是否開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)

■systemct工具

• 不提供交互式、可視化窗口
• 管理單個(gè)服務(wù)效率更高

七、系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)與控制

■ntsysv系統(tǒng)服務(wù)管理工具

ntsysv ntsysv --level 級(jí)別列表

• 按空格鍵標(biāo)志服務(wù)選項(xiàng)
• 按↑、↓鍵切換服務(wù)選項(xiàng)
• 按tab鍵切換光標(biāo)
  

7.1 系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)和控制

■查看系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)狀態(tài)

systemctl is-enabled 服務(wù)名稱(chēng)

■服務(wù)名稱(chēng)設(shè)置系統(tǒng)服務(wù)的啟動(dòng)狀態(tài)

systemctl enable 服務(wù)名稱(chēng) 開(kāi)啟開(kāi)機(jī)自啟動(dòng) systemctl disable 服務(wù)名稱(chēng) 關(guān)閉開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)

八、永久修改主機(jī)名和查看主機(jī)名的狀態(tài)

hostnamectl set-hostname newname 永久修改主機(jī)名 hostnamectl status 查看主機(jī)名的狀態(tài)

九、設(shè)置系統(tǒng)語(yǔ)言為中文

localetcl set-locale LANG=zh_CN.utf8 設(shè)置系統(tǒng)語(yǔ)言為中文 localectl [status] 查看當(dāng)前系統(tǒng)使用的語(yǔ)言

十、查看系統(tǒng)啟動(dòng)耗時(shí)

systemd-analyze

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux引导过程与服务控制、排障演示及运行级别（详细图解）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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