Linux系统启动流程详解

Linux系统从按下电源键开始到系统启动要求用户输入用户名,中间究竟发生什么?了解Linux系统的启动流程,不仅有助于我们更加深入的理解linux底层设计理念,更能帮助我们再出现系统启动故障时,迅速排查出故障原因。

本节索引:

一、Linux系统启动流程

二、制定自己的init开机自启动服务

三、服务相关命令

 

Linux系统从按下电源键开始到系统启动要求用户输入用户名,中间究竟发生什么?了解Linux系统的启动

流程,不仅有助于我们更加深入的理解linux底层设计理念,更能帮助我们再出现系统启动故障时,迅速排

查出故障原因。

一、Linux系统启动流程

以下是CentOS6版本系统启动流程图:

注:下文中启动流程主要适用于CentOS6之前的版本,7版本变动较大,暂不加入讨论)

centos6启动流程_gaitubao_com_watermark

CentOS6启动流程:

1.加载BIOS的硬件信息,进行POST加电自检

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

 

接下来我们对每一项流程详细讲解

1.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、串并行接口、键盘、CD-ROM光驱等硬件情况检测。

 

 

2.加载MBR:

MBR:Master Boot Record,主引导记录

0磁道0扇区:512bytes

446bytes:boot loader

64bytes:分区表

16bytes:标识一个分区(最多4个分区)

2bytes:55AA(分区标识位)

 

bootloader:引导加载器,引导程序

主要功能有:

a)识别、加载操作系统中的核心文件,并提交到内存中运行,进而来启动对应操作系统。

b)提供菜单信息,并将启动管理功能转交给其他加载程序。

 

Linux:GRUB,可引导多种操作系统

windows:ntloader,只能引导windows系统

因此建议:同一台电脑装多个操作系统,先装windows,后装Linux

 

3.GRUB:

grub0.97(老版本)

第一阶段:MBR的前446字节

1.5阶段:MBR后续的27个扇区,加载/boot分区文件系统驱动

第二阶段:识别文件系统,加载/boot/grub目录下的文件(备份gurb的文件)

注:grup 修复命令依赖于/boot/grub下的文件

grub-install修复命令不依赖,将自动生产gurb文件下文件,

一旦用grub命令修复后,grub-install也将依赖这些文件。

 

 

/boot/grub/grub.conf    grub配置文件

default=0                  定义了默认启动项

timeout=5                定义了菜单超时时长

splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz    定义了菜单背景图片

password –md5 口令   默认无此行,添加此行后需输入正确口令才能以但用户模式破解root口令

可用grub-md5-crypt生产md5口令

hiddenmenu             默认隐藏菜单

title                   定义了启动菜单,有几个title就有几个启动菜单

root(hd0,0)

krenel               定义了内核文件位置,挂载目录

initrd                 定义了initramfs文件位置

 

 

 

 

4.加载内核Kernel:

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:

/boot/initramfs-VERSION-release.img文件加载根目录文件系统驱动

  /boot/grup/grup.conf文件定义了根的位置

运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init

 

内核的核心文件:

/boot/vmlinuz-VERSION-release

ramdisk:辅助的伪根系统,存放辅助性的驱动模块

CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img      ramdisk虚拟磁盘

CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img  ramfs虚拟文件系统

 

mkinitrd /boot/initramfs-uname -r.img uname -r        生成新的ramfs文件

 

 

5.启动init进程:

CentOS5:

SycV:init,redhat开发

特点:启动服务程序时,有依赖的服务将被串行启动,因此centos5系统启动很缓慢

配置文件:/etc/inittab

 

CentOS6:

Upstart:init,ubantu开发

特点:守护进程间通信依赖于D-Bus进行,因此可基本实现类似并行启动

配置文件:/etc/inittab,/etc/init/*.conf

 

CentOS7:

Systemd:systemd–>init  redhat开发

特点:服务只有在第一次被访问到才会启动,因此centos7系统启动过程非常快

配置文件:/usr/lib/systemd/system

         /etc/systemd/system

 

/sbin/init CentOS6版本之前

运行级别: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

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

 

6.读取/etc/inittab文件

CentOS5:     

1.定义默认启动运行级别为3

2.定义了使用/etc/rc.d/rc.sysinit进行系统初始化

3.定义了每个运行级别执行的rc#文件

4.定义Ctrl-Alt-Delete组合键重启

5.配置不断电系统pf、pr两种机制

6.定义了终端数量,默认6个

7.如果是5级别,则会启动图形化界面

注意:可利用#加注释方法减少5选项中的终端数量,也可复制增加可登陆终端数量

建议:生产中建议关闭6选项组合键重启功能,防止误操作

 

CentOS6:

仅定义了系统默认启动运行级别,其他项分割为单个文件执行,原来与5版本一致。

/etc/init/control-alt-delete.conf

/etc/init/tty.conf

/etc/init/start-ttys.conf

/etc/init/rc.conf

/etc/init/prefdm.conf

 

 

7.读取/etc/rc.d/rc.sysinit 系统初始化文件  

(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

 

/etc/init.d/

存放对应服务脚本

是rc.d文件软连接的源文件

通过执行init.d脚本,确定运行级别开启和关闭的服务

 

8.运行/etc/rc.d/ rc[0-6].d/对应级别目录下服务

K##*:运行级别为N时,关闭K开头的服务;##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##*:运行级别为S时,打开S开头的服务;##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

 

 

/var/lock/subsys

存放已启动的服务名称

 

9.运行/etc/rc.d/rc.local文件

rc.local会在所有服务启动后作为一个兜底的服务进行启动

注意:(1)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

(2)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

(3)/etc/rc.d/rc.local在指定运行级别脚本后运行

(4)可以根据情况,进行自定义修改

 

10、执行/bin/login程序

此时,系统完成启动,显示请输入用户名、密码

 

 

二、制定自己的init服务脚本:

方法1:

第一步:编写服务脚本

#!/bin/bash

#chkconfig:     345/-     95     5             关键一行

生效模式:345或all  S编号  K编号

#description:test service

source /etc/init.d/functions                    调用函数库

case $1 in

start)

[ -f /var/lock/subsys/testsrv ] && action “testsrv is started ”

touch /var/lock/subsys/testsrv

action starting testsrv

;;

stop)

rm -f /var/lock/subsys/testsrv

action testsrv is stopped

;;

status)

[ -f /var/lock/subsys/testsrv ]&&echo testsrv is starting||echo testsrv is stopped

*)

echo “Usage:service testsrv start|stop|status”

esac

 

第二步:放入服务目录

/etc/init.d/                                         放入服务目录

 

第三步:添加脚本至服务

chkconfig –add testsrv                            将testsrv脚本添加至服务

 

方法2:

也可以将开机启动服务代码添加到:

/etc/rc.d/rc[0-6]/99Slocal中执行

 

 

三、服务相关命令

chkconfig         服务状态控制

查看服务状态:

–list                  列出所有独立服务

–list [name]             列出指定服务各运行模式状态

添加脚本到服务:

–add  name                   添加脚本到服务

注:SysV服务脚本要放置于/etc/rc.d/init.d(/etc/init.d)

#!/bin/bash

#LLLL 表示初始在哪个级别下启动,-表示都不启动

# chkconfig: LLLL nn nn

删除服务:   

–del  name            删除指定服务

修改服务状态: 

–level 35 atd off|on       将3,5模式atd服务默认开机关闭服务,不添加模式:默认2,3,4,5

 

 

 

ntsysv               查看当前模式服务启动状态,*代表开机启动

–level=3          修改指定运行模式的启动服务

 

 

 

service              手动管理服务

[name]  start|stop|restart     管理服务状态

–status-all               当前所有服务状态

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