【无标题】 - 技术栈

linux系统引导过程、修复MBR扇区故障、修复GRUB引导故障、root用户密码重置、chkconfig、系统服务控制、系统运行级别

linux 系统引导过程

1、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，大多时候会移交给本机硬盘。

总结：检测出第一个能够引导系统的设备比如硬盘或光驱

2、MBR引导

当从本机硬盘中启动系统时，首先根据硬盘第一个扇区中 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）。

总结：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序

3、GRUB菜单

对于 Linux 操作系统来说，GRUB（GRand Unified Bootloader，统一启动加载器）是

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。需要注意的是，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

4、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。在 CentOS 系统中，默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64"。

总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中

5、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（运行中的程序称为进程），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

总结：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行

6、简述

开机自检:检测出第一个能够引导系统的设备
MBR 引导:运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序
GRUB 菜单: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 Linux 内核:把内核和镜像文件系统加载到内存中
init 进程初始化: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（centos 6和7 的区别）

centos 6 的引导过程（init 进程）

**Centos 6 系统启动过程**

加载BIOS的硬件信息，获取第一个启动设备
读取第一个启动设备MBR的引导加载程序(grub)的启动信息
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
核心执行init程序，并获取默认的运行信息
init程序执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件，重新挂载根文件系统
启动核心的外挂模块
init执行运行的各个批处理文件(scripts)
init执行/etc/rc.d/rc.local
执行/bin/login程序，等待用户登录
登录之后开始以Shell控制主机

CentOS7 引导顺序(systemd进程)

UEFi 或 BIOS 初始化，运行 POST 开机自检
选择启动设备
引导装载程序, centos7 是 grub2
加载装载程序的配置文件：/etc/grub.d/（根据此目录下文件设置 grub.cfg）

/etc/default/grub（根据此文件设置 grub.cfg） /boot/grub2/grub.cfg

加载内核选项
加载 initramfs 初始化伪文件系统

（虚拟文件系统，/boot/initramfs 能通过 boot loader 加载到内存中。用于提供启动过程中的重要内核模块。）

内核初始化，centos7 使用 systemd 代替 init
执行 initrd.target 所有单元，包括挂载/etc/fstab
从 initramfs 根文件系统切换到磁盘根目录
systemd 执行默认 target 配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
systemd 执行 sysinit.target 初始化系统及 basic.target 准备操作系统
systemd 启动 multi-user.target 下的本机与服务器服务 inti 3
systemd 执行 multi-user.target 下的/etc/rc.d/rc.local
Systemd 执行 multi-user.target 下的 getty.target 及登录服务
systemd 执行 graphical 需要的服务 init 5

Systemd 运行原理-了解一下

Systemd 概述：systemd 即为 system daemon守护进程，是 linux 下的一种 init 软件,开发目标是系统服务间的依赖关系，并依此实现系统初始化时服务的并行启动，同时达到降低 Shell 的系统开销的效果，最终代替现在常用的 System V 与 BSD 风格 init 程序。与多数发行版使用的 System V 风格 init 相比，systemd 采用了以下新技术：

(1) 采用 Socket 激活式与总

线激活式服务，以提高相互依赖的各服务的并行运行性能；

(2) 用 Cgroups 代替 PID 来追踪进程，以此即使是两次 fork 之后生成的守护进程也不会脱离 systemd 的控制。

unit 对象：unit 表示不同类型的 systemd 对象，通过配置文件进行标识和配置；文件中主要包含了系统服务、

监听 socket、保存的系统快照以及其它与 init 相关的信息

Systemd 配置文件：

• /usr/lib/systemd/system/ #这个目录存储每个服务的启动脚本，类似于之前的/etc/init.d/

• /run/systemd/system/ #系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行

• /etc/systemd/system/ #管理员建立的执行脚本，类似于/etc/rc.d/rcN.d/Sxx 类的功能，比上面

目录优先运行

注意：对于新创建的 unit 文件，或者修改了的 unit 文件，要通知 systemd 重载此配置文件,而后可以选择重

启

总结：centos5-6-7 3 个系统版本启动过程：

grub2与grub的区别

1）支持多种文件系统格式

2）在grub中stage1 stage1-5 stage2已经被取消

3）grub2使用模块机制，通过动态加载需要的模块来扩展功能，这样做的好处允许core镜像更小

4）支持自动解压

5）配置文件的不同最明显的。/boot/grub/grub.conf已经被/boot/grub2/grub.cfg

/boot/grub2/grub.cfg.。即使你用ROOT用户也不要编辑，该文件会在每次执行grub2-mkconfig后自动执行

/etc/default/grub 是改变引导菜单外观的主要配置文件

/etc/grub.d/* 各种用于生成grub.cfg的脚本文件，每次执行grub2-mkconfig时会执行里面的文件
systemd的优点

init:

一是启动时间长。init进程是串行启动，只有前一个进程启动完，才会启动下一个进程。

二是启动脚本复杂。init进程只是执行启动脚本，不管其他事情。脚本需要自己处理各种情况，这往往使得脚本变得很长。systemd: 首先它并不是一个命令，而是一组命令，它涉及到系统方方面面的并行

运行级别所对应的Systemd目标

各个级别的作用
0（poweroff.target）：关机
1（rescue.target）：单用户模式
2、3、4（mulit-user.target）：多用的文本界面
5（graphical.target）：多用的图形界面
6（reboot.target）：重启

centos 6

0 系统停机模式，系统默认运行级别不能设置为0，否则不能正常启动，机器关的；

1 单用户模式，root权限，用于系统维护，禁止远程登录（只能通过实机进去），该模式的进入方式百度操作即可；就像windows下的安全模式登录；（进入单用户模式的时候root不需要密码就可以登录，所以在此模式下可以修改root密码）

2 多用户模式，没有NFS和网络支持；无网络

3 完整的多用户文本模式，有NFS和网络，登录后进入控制台命令行模式。

4 系统未使用，保留一般不用，在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电池用尽时，可以切换到这个模式来做一些设置；

5 图形化模式，登录后进入图形GUI模式，X windows系；

6 重启模式，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动。运行init6机器就会重启

注：可以在不同级别下，设置服务是否随系统启动运行。在 centOS7 上运行级别的含义已经和之前不同了，已由.target 来代替运行级别，我们可以称 target 为目标态，我们可以通过 target 定制更符合我们工作运行环境。

ls /usr/lib/systemd/system/*.target #查看我们的机器上有多少个 target

ll /usr/lib/systemd/system/*.target | grep runlevel

注：发现在 runlevel2-4 都是调用 multi-user.target 这个 unit。所以在 centos7 上 runlevel2-4 是一个意思

systemctl list-unit-files --type target #查看所有 target 的状态

systemctl list-dependencies runlevel3.target #查看 3 级别 Unit 的所有依赖。

Unit 之间存在依赖关系：A 依赖于 B，就意味着 Systemd 在启动 A 的时候，同时会去启动 B。也可以理解也

3 运行级别下都开启哪些服务

在 centOS7 上所谓的目标态，其实就是由各种指定的服务和基础 target 组合而成的。

总结：centos6 和 7 运行级别的变化

在 centOS6 上，我们切换级别使用 init，在 centOS7 上虽然也能使用，但是调用的不再是原来的程序了。 centos7 使用 systemctl isolate name.target 来切换 target。

在 centos6/7 下切换到字符界面：

init 3 #切换到字符界面

init 5 #切换到图形界面

centos7 切换到字符界面：

systemctl isolate multi-user.target 或 systemctl isolate runlevel3.targe

修复MBR扇区故障

**排除启动类故障**

MBR位于第一块硬盘( /dev/sda) 的第一一个物理扇区处，总共512字节
1.备份MBR扇区数据到其它磁盘( /dev/sdb1)
mkdir /backup
mount /dev/sdb1 /backup 挂载
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1 备份

2.模拟破坏MBR引导扇区
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

init 6

3.引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复MBR扇区数据
先加载好光盘镜像（CD/DVD里选择已连接），重启操作系统，
当出现安装向导界面时，选择"Troubleshooting"选项，
再选择"Rescue a CentOS Linux system"选项，进入急救模式
选择"1"选择Continue并按Enter 键继续
再次按Enter 键后将进入带"sh-4.2#"提示符的Bash Shell环境
sh-4.2# mkdir /backupnew
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupnew 挂载带有备份文件的分区
sh-4.2# dd if=/backupnew/mbr.bak of=/dev/sda 恢复备份数据
sh-4.2# exit 执行exit命令退出临时Shell环境，系统将会自动重启

修复 GRUB 引导故障

/boot/grub/目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式

/boot/grub2/grub.cfg

#GRUB配置文件
方法一": 手动输入引导命令(笨拙繁琐，不建议使用)
grub> insmod xfs #加载指定的模块到内核
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 #内核的名字及位置等信息
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-693.e17.x86_64.img #镜像系统文件
grub> boot #引导boot

方法二:进入急救模式，恢复GRUB引导程序
MBR位于第一块硬盘( /dev/sda) 的第一个物理扇区处，总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447
-510字节中。
mkdir /bak
mount /dev/sdb1 /bak
dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1
#模拟对MRB中的GRUB引导程序的破坏，但并不破坏分区表
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
#引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序
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:引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件
rm -rf /boot/grub2/grub.cfg
#进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
#重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区，如果有多个分区可省略
bash-4.2# grub2-install /dev/sda
#重新构建GRUB菜单的配置文件
bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
#退出chroot环境，并重启
bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot

CentOS7遗忘root用户的密码或是重置
方法一：进入急救模式，加载系统镜像，c切换到系统根环境

重启，按c ，exit 进入急救模式
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
#重设root用户密码
bash-4.2# passwd root

方法二：进入单用户模式修改root密码为例。
1.重启开机按esc，第一行按e在启动GRUB菜单中选择编辑选项，按键 "e" 进入编辑;
2.编辑修改：大约在第16行找到 "ro" 将 "ro" 修改为 " rw init=/sysroot/bin/bash "；
3.按Ctrl+X重启，输入命令进入系统
sh-4.2#chroot /sysroot/
4.字符集修改
###修改前可修改字符集：
sh-4.2#LANG==en_US.UFT-8
###重置root密码
sh-4.2# passwd root
#退出chroot环境，并重启
bash-4.2# exit
sh-4.2# init 6

编译安装之后的服务不能使用系统工具进行对服务的控制
chkconfig工具:

格式: chkconfig --list [服务名称]
chkconfig --add 服务名称
chkconfig --level 级别列表服务名on/off
chkconfig --add httpd
chkconfig --level 35 httpd on

系统服务控制

systemctl 控制类型服务名称

控制类型
start：启动
stop：停止
restart：重新启动
reload：重新加载
status：查看服务状态

Linux系统的运行级别

1、显示结果中的两个字符分别表示切换前的目标、当前的目标。若之前尚未切换过运行级别，则第 1 列将显示"N"

[root@localhost ~]# runlevel

3 5

2、查看系统默认的运行级别
systemctl get-default #查看当前模式

设置永久运行级别

1n -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target

或

systemctl set -default multi-user.target

切换为字符模式

systemctl isolate multi-user.target 或 init 3

[root@localhost ~]# runlevel

5 3

[root@localhost ~]# systemctl isolate graphical.target #或init 5

扩展
永久修改主机名
hostnamectl set-hostname newname
查看主机名的状态
hostnamectl status
设置系统语言为中文
localectl set-locale LANG=zh_CN.utf8
查看当前系统使用的语言
localectl [status ]

优化启动过程

使用 systemctl 工具与 ntsysv 的功能类似，但是 systemctl 不提供交互式的操作界面，它用于查询或设置系统服务的默认启动状态。当需要设置某一个服务在当前运行目标中的默认启动状态时，使用 systemctl 工具会更有效率。使用 systemctl 工具控制服务开机启停的命令格式如下：

systemctl 控制选项服务名称常用的选项有三种：

**- enable：开机自动启动。

disable：开机自动关闭。
is-enable：查看开机启动状态。**

如，执行以下操作即可配置 apache 服务开机自动启动或关闭，并查看开机启动状态。

当 apache 服务设置为开机自动启动时，在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/目录下面会出现一个文件名为 httpd.service 的软连接文件。

当apache服务设置为开机自动关闭时，在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/目录下面的 httpd.service 软连接文件就会被删除。

[root@localhost ~]# systemctl enable httpd.service //apache 服务设置为开机启动

Createdsymlinkfrom /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd.service enabled

[root@localhost ~]# systemctl disable httpd.service //apache 服务设置为开机关闭

Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd.service disabled

在当前系统下执行"systemctl list-units --type=service"命令可以查看当前系统中所有已激活的系统服务，

命令如下：

[root@localhost ~]# systemctl list-units --type=service //查看所有已经激活的系统服务

UNIT LOAD ACTIVE SUB DESCRIPTION abrt-ccpp.service loaded active exited Install ABRT coredump hook abrt-oops.service loaded active running ABRT kernel log watcher abrt-xorg.serviceloaded active running ABRT Xorg log watcherdisabled

查看所有开机自启动的服务器

systemctl list-unit-files |grep enabled