CentOS 7 系统启动

教学目标

掌握 CentOS7 启动核心流程、target 运行级别配置、grub2 管理、常见故障修复（密码重置、启动故障），理解关键命令语法与配置逻辑。

一、CentOS7 启动核心流程

1. 启动流程总览（9 步）

从开机到登录界面，系统经历「硬件初始化→引导加载→内核启动→系统初始化→用户登录」五大阶段，具体步骤如下：

接通电源：固件（UEFI/BIOS）执行开机自检（POST），检查 CPU、内存、硬盘等硬件
引导设备检测：固件按配置顺序查找启动磁盘，读取 MBR 中的 GRUB2 引导程序
GRUB2 菜单：加载/boot/grub2/grub.cfg配置，显示系统选择菜单
加载内核与 initramfs：GRUB2 将内核（kernel）和临时根文件系统（initramfs）载入内存
初始化进程启动：initramfs 执行/sbin/init（指向 systemd，PID=1）
加载默认 target：systemd 启动default.target（文本 / 图形登录模式）
系统初始化：依赖sysinit.target，挂载文件系统（/etc/fstab）、激活系统服务
启动开机服务：激活multi-user.target/graphical.target关联的服务（如防火墙、定时任务）
终端登录：getty.target打开 tty1 终端，显示登录提示符

2. 核心配置文件与语法

配置文件 / 命令	作用	语法格式
`/boot/grub2/grub.cfg`	GRUB2 主配置文件（自动生成）	不可直接编辑，需通过脚本生成
`/etc/default/grub`	GRUB2 变量配置（超时、内核参数）	文本编辑，修改后需生成 grub.cfg
`systemctl`	管理 target 与服务	`systemctl [命令] [target/服务名]`
`grub2-mkconfig`	生成 GRUB2 配置文件	`grub2-mkconfig -o 输出路径`
`dracut`	生成 / 更新 initramfs 文件	`dracut [选项] 目标文件内核版本`

二、target 与运行级别配置（语法 + 代码注释）

1. 核心概念

CentOS7 用target替代 CentOS6 的「运行级别」，通过 target 分组服务（如graphical.target包含图形界面相关服务）
关键 target 对应关系：运行级别 3→multi-user.target（文本界面）、级别 5→graphical.target（图形界面）

2. 常用命令与代码解析

（1）查看当前默认 target

bash

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# 语法：systemctl get-default → 查询系统开机默认启动的target
[root@centos7 ~]# systemctl get-default
graphical.target  # 输出结果：当前默认启动图形界面

（2）设置默认 target（永久生效）

bash

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# 语法：systemctl set-default [target名] → 配置开机默认启动的target
[root@centos7 ~]# systemctl set-default multi-user.target
# 注释：将默认启动模式改为文本界面（多用户模式）
[root@centos7 ~]# reboot  # 重启系统使配置生效

（3）临时切换 target（当前会话生效）

bash

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# 语法：systemctl isolate [target名] → 不重启切换当前运行模式
[root@centos7 ~]# systemctl isolate graphical.target
# 注释：从文本界面临时切换到图形界面（无需重启）

（4）查看 target 依赖关系

bash

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# 语法：systemctl list-dependencies [target名] → 查看target关联的服务/子target
[root@centos7 ~]# systemctl list-dependencies graphical.target
graphical.target
● ├─accounts-daemon.service  # 图形界面依赖的账户管理服务
● ├─gdm.service              # 图形登录管理器服务
● └─multi-user.target        # 依赖multi-user.target（文本界面基础）
# 注释：可看出graphical.target是在multi-user.target基础上增加图形相关服务

（5）启动时临时切换 target（故障排查用）

bash

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# 步骤1：开机时按任意键中断GRUB菜单倒计时
# 步骤2：选中内核条目，按e进入编辑模式
# 步骤3：找到linux16开头的行，末尾添加参数
systemd.unit=multi-user.target  # 注释：临时启动为文本界面（仅本次生效）
# 步骤4：按Ctrl+x启动系统

三、grub2 配置与加密（语法 + 代码注释）

1. grub2 核心配置文件

/boot/grub2/grub.cfg：主配置文件（自动生成，禁止直接修改）
/etc/default/grub：变量配置文件（设置超时、内核参数）
/etc/grub.d/：脚本目录（按数字顺序执行，用于生成 grub.cfg）
/boot/grub2/user.cfg：GRUB 菜单加密密码文件

2. 常用配置场景与代码解析

（1）修改 GRUB 菜单超时时间

bash

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# 步骤1：编辑变量配置文件
[root@centos7 ~]# vim /etc/default/grub
# 语法：GRUB_TIMEOUT=数字 → 菜单停留时间（秒）
GRUB_TIMEOUT=10  # 注释：将超时时间改为10秒（默认5秒）

# 步骤2：生成新的grub.cfg（必须执行，否则修改无效）
[root@centos7 ~]# grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
# 注释：-o 指定输出路径，/etc/grub2.cfg是/boot/grub2/grub.cfg的软链接
Generating grub configuration file ... done  # 输出成功提示

# 步骤3：重启验证
[root@centos7 ~]# reboot

（2）添加内核启动参数

bash

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# 步骤1：编辑变量配置文件
[root@centos7 ~]# vim /etc/default/grub
# 语法：GRUB_CMDLINE_LINUX="参数1 参数2 ..." → 内核启动参数
GRUB_CMDLINE_LINUX="rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet console=ttyS0"
# 注释：
# rhgb：启用图形化启动界面
# quiet：减少启动日志输出（仅显示重要信息）
# console=ttyS0：启动信息输出到串口ttyS0（tty1不显示启动过程）

# 步骤2：生成配置并重启
[root@centos7 ~]# grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
[root@centos7 ~]# reboot

（3）GRUB 菜单加密（防止非法编辑）

bash

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# 步骤1：生成PBKDF2加密密码（安全加密，不存储明文）
[root@centos7 ~]# grub2-mkpasswd-pbkdf2
Enter password: redhat  # 输入要设置的GRUB密码（如redhat）
Reenter password: redhat  # 重复输入
PBKDF2 hash of your password is grub.pbkdf2.sha512.10000.xxx...  # 生成加密串（复制完整内容）

# 步骤2：创建密码文件
[root@centos7 ~]# vim /boot/grub2/user.cfg
# 语法：GRUB2_PASSWORD=加密串 → 存储加密密码
GRUB2_PASSWORD=grub.pbkdf2.sha512.10000.xxx...  # 粘贴步骤1生成的加密串

# 步骤3：生成配置并重启
[root@centos7 ~]# grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
[root@centos7 ~]# reboot
# 验证：开机按e编辑GRUB菜单时，需输入用户名root和密码redhat

（4）修改默认启动内核

bash

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# 步骤1：查看所有启动条目
[root@centos7 ~]# grep -o "^menuentry 'CentOS L.*Core)'" /etc/grub2.cfg
menuentry 'CentOS Linux (3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64) 7 (Core)'  # 条目1
menuentry 'CentOS Linux (0-rescue-xxx) 7 (Core)'  # 条目2（救援模式）

# 步骤2：编辑grubenv文件设置默认条目
[root@centos7 ~]# vim /boot/grub2/grubenv
saved_entry=CentOS Linux (0-rescue-xxx) 7 (Core)  # 注释：将默认条目改为救援模式

# 步骤3：生成配置并重启
[root@centos7 ~]# grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
[root@centos7 ~]# reboot

四、常见启动故障处理（语法 + 代码注释）

1. 重置 root 密码（两种方法）

方法 1：rd.break（推荐）

bash

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# 步骤1：重启系统，按任意键中断GRUB倒计时，选中内核按e编辑
# 步骤2：找到linux16开头的行，末尾添加参数
rd.break  # 注释：在initramfs移交控制权前中断，进入急救shell
# 步骤3：按Ctrl+x启动，进入switch_root shell

# 步骤4：重新挂载/sysroot为读写模式（默认只读）
switch_root:/# mount -o remount,rw /sysroot
# 语法：mount -o remount,rw 挂载点 → 重新挂载为读写模式

# 步骤5：切换根目录（将/sysroot作为系统根目录）
switch_root:/# chroot /sysroot
# 注释：chroot后，后续操作直接作用于实际系统

# 步骤6：设置新root密码
sh-4.2# echo 123456 | passwd --stdin root
# 语法：echo 密码 | passwd --stdin 用户名 → 非交互设置密码（123456为自定义密码）

# 步骤7：处理SELinux（若开启，需重新标记文件）
sh-4.2# touch /.autorelabel
# 注释：创建.autorelabel文件，系统启动时自动重新标记SELinux上下文

# 步骤8：退出并重启
sh-4.2# exit  # 退出chroot环境
switch_root:/# exit  # 继续系统启动
# 验证：用新密码root/123456登录

方法 2：init=/bin/bash

bash

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# 步骤1：重启系统，编辑GRUB内核行，末尾添加
init=/bin/bash  # 注释：直接启动/bin/bash作为init进程，获取root shell

# 步骤2：按Ctrl+x启动，重新挂载/为读写
bash-4.2# mount -o remount,rw /

# 步骤3：清空root密码（登录后可重新设置）
bash-4.2# passwd -d root
# 语法：passwd -d 用户名 → 删除用户密码（登录无需密码）

# 步骤4：处理SELinux
bash-4.2# touch /.autorelabel

# 步骤5：启动systemd，继续系统初始化
bash-4.2# exec /usr/lib/systemd/systemd
# 验证：root无需密码登录，之后用passwd root设置新密码

2. /etc/fstab 配置错误导致启动故障

故障场景 1：设备名称写错（如 sdb1→sdb2）

bash

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# 故障现象：启动超时1分30秒，进入emergency模式
# 处理步骤：
1. 输入root密码登录emergency模式
2. 编辑/etc/fstab修正错误
[root@centos7 ~]# vim /etc/fstab
/dev/sdb1 /data01 xfs defaults 0 0  # 注释：将sdb2改回正确的sdb1
3. 验证挂载：mount -a  # 语法：mount -a → 测试/etc/fstab配置是否正确
4. 退出重启：exit  # 继续系统启动

故障场景 2：文件系统损坏

bash

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# 故障现象：启动时修复文件系统失败，进入emergency模式
# 处理步骤：
[root@centos7 ~]# xfs_repair /dev/sdb1
# 语法：xfs_repair 设备名 → 修复xfs文件系统（对应mkfs.xfs格式化的分区）
# 注释：若为ext4文件系统，用fsck.ext4 /dev/sdb1修复
[root@centos7 ~]# exit  # 修复完成后重启

3. grub2 引导故障处理

故障场景 1：MBR 引导程序损坏（446 字节被清空）

bash

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# 故障现象：开机提示"Operating System not found"
# 处理步骤（用CentOS7安装光盘启动）：
1. 开机从光盘启动，选择"Troubleshooting"→"Rescue a CentOS system"
2. 选择1（Continue），系统挂载到/mnt/sysimage，按回车进入shell
3. 切换到实际系统根目录：
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
4. 重新安装grub2引导程序到/dev/sda（系统磁盘）
bash-4.2# grub2-install /dev/sda
# 语法：grub2-install 磁盘设备 → 安装GRUB2到MBR
Installing for i386-pc platform.
Installation finished. No error reported.  # 安装成功
5. 退出重启：exit → exit（两次退出，重启后从硬盘启动）

故障场景 2：内核文件（vmlinuz）丢失

bash

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# 故障现象：启动提示"file '/vmlinuz-xxx' not found"
# 处理步骤（用安装光盘救援模式）：
1. 按上述步骤进入救援模式的chroot环境
2. 从rpm包提取内核文件（以当前内核版本为例）：
bash-4.2# rpm2cpio /mnt/cdrom/Packages/kernel-3.10.0-1160.71.1.el7.x86_64.rpm | cpio -idmv ./boot/vmlinuz-xxx
# 语法：rpm2cpio rpm包 | cpio -idmv 目标文件 → 从rpm包提取指定文件
3. 复制提取的vmlinuz文件到/boot目录：
bash-4.2# cp ./boot/vmlinuz-xxx /boot/
4. 生成grub配置并重启：
bash-4.2# grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
bash-4.2# exit → exit

五、核心语法总结

命令	功能	关键参数 / 语法
`systemctl`	管理 target / 服务	get-default/set-default/isolate/list-dependencies
`grub2-mkconfig`	生成 GRUB 配置	`-o 输出路径`（必须指定 /etc/grub2.cfg）
`grub2-install`	安装 GRUB 引导程序	直接跟磁盘设备（如 /dev/sda）
`grub2-mkpasswd-pbkdf2`	生成 GRUB 加密密码	无参数，交互式输入密码
`xfs_repair`	修复 xfs 文件系统	直接跟设备名（如 /dev/sdb1）
`chroot`	切换根目录	`chroot 目标目录`（救援模式常用）
`mount`	挂载文件系统