引导过程与服务控制

Linux 操作系统的引导过程
- 过程步骤
- - 1．开机自检
  - 2．MBR 引导
  - 3．GRUB 菜单
  - 4．加载 Linux 内核
  - 5．init 进程初始化
- 系统初始化进程
- - init进程
  - Systemd
  - - Systemd 单元类型
    - 运行级别所对应的 Systemd 目标
排除启动类故障
- 故障原因
- 故障现象
- 解决思路
- 修复MBR扇区故障实机操作
修复GRUB引导故障
- 故障原因
- 故障现象
- 解决思路
- 修复GRUB引导故障实机操作
遗忘root用户密码
- 故障原因
- 故障现象
- 解决思路
- 遗忘root用户的密码实机操作
服务控制及切换运行级别
- 系统服务控制
- - 系统服务控制
  - 控制类型
- Linux系统的运行级别
- - 查看运行级别
  - 临时切换运行级别
  - 设置永久运行级别
  - - 设置永久运行级别实机操作
优化启动过程
- ntsysv工具
- systemctl工具
- 系统服务的启动和控制
- - ntsysv系统服务管理工具
  - 查看系统服务的启动状态
  - 设置系统服务的启动状态
其他的一些主要命令
- 永久修改主机名
- 查看主机名的状态
- 设置系统语言为中文
- 查看当前系统使用的语言
- 查看系统启动耗时

Linux 操作系统的引导过程

系统引导是操作系统运行的开始，在用户能够正常登录到系统之前，Linux 操作系统的引导过程将完成一系列的初始化任务，并加载必要的程序和命令终端，为用户登录做好准备

过程步骤

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

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、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，比如硬盘或者光驱

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（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（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。

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。

CentOS 7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 进程负责完成整个系统的初始化，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

系统初始化进程

init进程

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

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

传统sysvinit依赖于串行执行 Shell 脚本启动服务，导致效率低下，系统启动速度较慢

systemd能够将更多的服务进程并行启动，并且具有提供按需启动服务的能力，使得启动更少进程，从而提高系统启动速度

Systemd 单元类型

单元类型	扩展名	说明
Service	.service	描述一个系统服务
Socket	.socket	描述一个进程间通信的套接字
Device	.device	描述一个内核识别的设备文件
Mount	.mount	描述一个文件系统的挂载点
Automount	.automount	描述一个文件系统的自动挂载点
Swap	.swap	描述一个内存交换设备或交换文件
Path	.path	描述一个文件系统中文件或目录
Timer	.timer	描述一个定时器（用于实现类似cron的调度任务）
Snapshot	.snapshot	用于保存一个systemd的状态
Scope	.scope	使用systemd的总线接口以编程的方式创建外部进程
Slice	.slice	描述居于Cgroup的一组通过层次组织的管理系统进程
Target	.target	描述一组systemd的单元

运行级别所对应的 Systemd 目标

运行级别	Systemd的target	说明
target	关机状态，使用该级别时将会关闭主机
1	rescue.target	单用户模式，不需要密码验证即可登录系统，多用于系统维护
2	multi-user.target	用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
3	multi-user.target	字符界面的完整多用户模式，大多数服务器主机运行在此级别
4	multi-user.target	用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
5	graphical.target	图形界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境
6	reboot.target	重新启动，使用该级别时将会重启主机

排除启动类故障

Linux 操作系统的启动过程涉及 MBR（Main Boot Record，主引导记录）、GRUB 启动菜单、系统初始化配置文件等各方面，其中任何一个环节出现故障都可能导致系统启动失常，因此一定要注意做好相关文件的备份工作

故障原因

病毒、木马等造成的破坏

不正确的分区操作、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

修复MBR扇区故障实机操作

MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区处，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
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1

2.模拟破坏MBR引导扇区

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

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，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 /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir 				#挂载带有备份文件的分区
sh-4.2# dd if=/backupdir/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

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

修复GRUB引导故障实机操作

/boot/grub/目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式

下面列举出三种方法

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.el7.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466字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第477-510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，加载系统镜像，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
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

遗忘root用户密码

故障原因

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

若没有其他可用帐号，将无法登录系统

解决思路

进入急救模式，重设密码

遗忘root用户的密码实机操作

#进入急救模式，加载系统镜像，切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
#重设 root 用户密码
bash-4.1# passwd root

服务控制及切换运行级别

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

查看运行级别

runlevel命令-----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

systemctl工具

临时切换运行级别

init命令-----init的命令参数是运行级别所对应的数字

systemctl的命令参数是具体的target

systemctl工具

设置永久运行级别

init 0		systemctl isolate poweroff.target			systemctl poweroff	
init 1		systemctl isolate rescue.target
init 3		systemctl isolate multi-user.target
init 5		systemctl isolate graphical.target
init 6		systemctl isolate reboot.target				systemctl reboot

设置永久运行级别实机操作

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或者
systemctl set-default multi-user.target
查看系统默认的运行级别
systemctl get-default

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

便于集中管理多个服务

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

ntsysv系统服务管理工具

ntsysv
ntsysv  --level  级别列表

Linux初级介绍之Linux操作系统的引导过程与服务控制Linux 操作系统的引导过程排除启动类故障修复GRUB引导故障遗忘root用户密码服务控制及切换运行级别优化启动过程其他的一些主要命令

出现上图所示的界面后操作如下：

按空格键标志服务选项

按↑、↓键切换服务选项

按Tab键切换光标

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 enable/disable 服务名称
#开启/关闭开机自启动

其他的一些主要命令

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

查看系统启动耗时

systemd-analyze

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引导过程与服务控制

Linux 操作系统的引导过程

过程步骤

1．开机自检

2．MBR 引导

3．GRUB 菜单

4．加载 Linux 内核

5．init 进程初始化

系统初始化进程

init进程

Systemd

Systemd 单元类型

运行级别所对应的 Systemd 目标

排除启动类故障

故障原因

故障现象

解决思路

修复MBR扇区故障实机操作

修复GRUB引导故障

故障原因

故障现象

解决思路

修复GRUB引导故障实机操作

遗忘root用户密码

故障原因

故障现象

解决思路

遗忘root用户的密码实机操作

服务控制及切换运行级别

系统服务控制

系统服务控制

控制类型

Linux系统的运行级别

查看运行级别

临时切换运行级别

设置永久运行级别

设置永久运行级别实机操作

优化启动过程

ntsysv工具

systemctl工具

系统服务的启动和控制

ntsysv系统服务管理工具

查看系统服务的启动状态

设置系统服务的启动状态

其他的一些主要命令

永久修改主机名

查看主机名的状态

设置系统语言为中文

查看当前系统使用的语言

查看系统启动耗时

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