Linux操作系统引导过程

引导过程总览

Linux操作系统的引导过程一般包括以下几个阶段：开机自检、MBR引导、GRUB菜单、加载Linux内核、init进程初始化

开机自检
服务器主机开机以后，将根据主板BIOS中的设置对CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、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，大多时候回移交给本机硬盘。

MBR引导
当从本机硬盘中启动系统时，首先根据硬盘第一扇区中MBR（Master Boot Record，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；或者直接根据MBR记录中的引导信息调用启动菜单（如GRUB）。

GRUB菜单
对于Linux操作系统来说，GRUB（BRand Unified BootLoader，同意启动加载器）时使用最为广泛的多系统引导器程序。系统控制权传递给GRUB以后，将会显示启动菜单提供给用户选择，并根据所选项（或采用默认值）加载Linux内核文件，然后将系统控制权转交给内核。

加载Linux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以后，将完全掌控整个Linux操作系统的运行过程。内存文件系统initramfs 是经过gzip 的cpio归档，其中包含启动时所有必要的硬件内核模块，初始化脚本等。

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（运行中的进程称为进程），init进程负责完成一系列的系统初始化过程，最后等待用户进行登录。

系统初始化进程及文件

init进程
Linux操作系统中的进程（运行中的程序）使用数字进行标记，每个阶段的身份标记号称为PID。在引导Linux系统中的过程中，“/sbin/init”是内核第一个加载的程序，因此init进程对应的PID号总是为“1”。

由Linux内核加载运行/sbin/init程序
init进程是系统中第一个进程
init进程的PID（进程标记）号永远为1

Systemd
在systemd中不同类型的systemd对象被统一称为单元，是让系统知道该如何进行操作和管理资源的主要对象，所以systemd有许多单元类型
systemd单元文件最初默认存放在/lib/systemd/system目录中，每当安装新的软件都会自动在这个目录中添加一个配置文件
systemctl 命令用于管理各种类型的systemd单元，可以使用“systemctl -t help”命令来查询systemd支持的单元类型

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

Systemd单元类型

运行级别所对应的Systemd目标

排除启动类故障
MBR扇区故障
MBR位于物理硬盘的第一个扇区（512字节），该扇区又称为引导扇区（MBR扇区），除了包含系统引导程序的部分数据外，还包含整个硬盘的分区记录表。当引导扇区发生故障时，将可能无法进入引导菜单，或者因无法找到正确的分区位置而无法加载系统，通过该硬盘引导主机时很可能进入黑屏状态。

修复MBR扇区故障
故障原因

病毒、木马等造成的破坏
不确定的分区操作、磁盘读写误操作
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
解决思路
应提前作好备份文件
以安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复
由于MBR扇区包含了整个硬盘的分区记录表，因此该扇区的备份文件必须存放到其他的储存设备中，否则在恢复时将无法读取到备份文件。

在虚拟机上模拟修复MBR扇区故障
首先我们加一块磁盘
init 6
重启虚拟机
出现Operating System not found
进入急救模式
输入 1 回车




reboot 重启 修复完成

修复GRUB引导故障

故障原因
MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
grub.conf文件丢失、引导配置有误
故障现象
系统引导停滞，显示“grub>”提示符
解决思路
尝试手动输入引导命令
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

虚拟机模拟GRUB
模拟GRUB故障
重启虚拟机
按F2进入BIOS
修改光盘为首选启动项







重启后改回硬盘为首选启动项

遗忘root用户密码

遗忘root用户的密码
故障现象
无法进行需要root权限的管理操作
若没有其他可用账号，将无法登陆系统
解决思路
进入急救模式，重设密码
虚拟机模拟遗忘root用户密码
开启虚拟机时按F2
设置光盘为首选启动项
进入急救模式

系统服务控制 systemctl 控制类型 服务名称

控制类型
start：启动 运行指定的系统服务程序，实现服务功能
stop：停止 终止指定的系统服务程序，关闭相应的功能
restart：重启 先退出，在重新运行指定的系统服务程序
reload：重载 不退出服务程序，只是刷新配置。某些服务中与restart的操作不同。
status：查看状态 查看指定的系统服务的运行状态及相关信息。
…
Linux系统的运行级别
查看运行级别

runlevel命令
systemctl工具
runlevel只能查看切换运行级别与当前运行级别
systemctl时能查看默认的运行级别

临时切换运行级别
init命令
systemctl工具
设置永久运行级别

优化启动过程

ntsysv工具
提供一个交互式、可视化窗口
可以在字符终端运行
便于几种管理多个服务

systemctl工具
不提供交互式、可视化窗口
管理单个服务效率更高

系统服务的启动和控制

查看系统服务的启动状态
systemctl is-enabled 服务名称
设置系统服务的启动状态
systemctl enabled/disable 服务名称