linux系统引导过程和故障修复

• • 一.Linux Centos6操作系统的引导过程
  • • 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
  • 二.centos7系统引导过程
  • • BIOS自检-> MBR→启动GRUB→加载内核→systemd的init进程
    • Systemd相比init的优点
  • 三.系统初始化进程
  • • 3.1 init进程
    • 3.2 systemd
  • 四.运行级别所对应的Systemd 目标
  • 四.启动类故障及修复
  • • MBR扇区修复
    • grub修复
    • 遗忘密码的修复方法
  • 五.服务管理systemctl 管理命令

一.Linux Centos6操作系统的引导过程

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、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 .硬件自检,检查硬件是否完好

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.e17.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

二.centos7系统引导过程

BIOS自检-> MBR→启动GRUB→加载内核→systemd的init进程

1、bios加电自检----------->当机器上电之后，根据主板上bios的设置进行硬件的自检，如cpu、内存等并初始化，它找到可引导的硬盘之后把控制器给MBR

2、MBR引导----------->硬盘启动时根据MBR的设置，将系统控制权传递给包含系统操作引导文件的分区；或者直接根据MBR 记录中的引导信息调用启动菜单

3、grub2菜单----------->系统控制权传递给GRUB 以后，将会显示提供用于选择，并根据-选项加载linux内核文件

4、加载内核----------->系统引导器程序会从本地硬盘中加载内核以及内存文件系统 initramfs，其中包含启动时所有必要的硬件内核模块、初始化脚本等

5、初始化进程----------->在initramfs中找到驱动程序的所有硬件，然后作为PID 1从initramfs执行/lib/systemd/systemd
systemd启动initrd.target中所有单元，包括挂载/etc/fstab
然后从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录并且systemd启动默认target（字符界面还是图形化界面）也就是/etc/systemd/system/default.target最后等待用户登陆

systemd 的初始化进程
作用:加载所需的服务和用户空间工具挂程文件系统/etc/fstab.
systemd是 Linux 内核启动的第一个进程,取代了sysvinit程序国init) -负责协调引导过程的其余部分并配置为用户的环境

Systemd相比init的优点

1.启动逵度快→各服努平行运行(SSD会加快)
2提供系统服务的快照·
3，挂找及自动挂载的管理，
4.服务自动突时更新，重新启动与暂停或停止5.使用linux核cgroup功能进行管理.

init 0 关机状态 into=o shutdown 为关机命令
init 1 单用户模式，用于维护系统,相当于安全模式
init 2 无网多用户，无NFS共享存储
init3 默认是命令行界面，多 用户模式。大多数主机运行此级别
init4 保留未使用
init5 图形化界面，多用户
init6 重新启动 reboot shutdown -r

三.系统初始化进程

3.1 init进程

由Linux内核加载运行/sbin/init程序

init进程是系统中的第一个进程，是所有进程的父进程

init进程的PID（进程标记)号永远为1

3.2 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，系启动速度较慢

四.运行级别所对应的Systemd 目标

init 0 关机状态 into=o shutdown 为关机命令
init 1 单用户模式，用于维护系统,相当于安全模式
init 2 无网多用户，无NFS共享存储
init3 默认是命令行界面，多 用户模式。大多数主机运行此级别
init4 保留未使用
init5 图形化界面，多用户
init6 重新启动 reboot shutdown -r

四.启动类故障及修复

MBR扇区修复

1、首先模拟故障
新加一块硬盘，格式化挂载
dd if=/dev/sda of=/opt/sdb/mbr.bak bs=512 count=1
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
2、重启电脑，无法进入系统
3、设置boot选项从光盘进入
4、选择修复模式进入
5、mkdir /bak
6、重新挂载sdb，mount /dev/sdb /bak
7、dd if=/bak/mbr.bak of=/dev/sda
8、reboot重启
9、boot修改第一启动项为硬盘，顺利进入系统

grub修复

1、从光盘启动，进入救援模式，进入修复shell

执行chroot /mnt/sysimage #初始系统已经挂载到了/mnt/sysimage下面,想要进入初始系统下面,需要执行chroot /mnt/sysimage命令
grub2-install /dev/sda
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
exit
reboot

遗忘密码的修复方法

进入急救模式要从光盘启动
有光盘的情况下
【1】设置BIOS的启动项，进入BIOS

+Hard Drive 为硬盘

获得一个shell的环境

改变根目录位置

修改新密码，关机重启，再恢复之前设置

没有光盘的情况下
再GRUB界面迅速按e进入如下界面，再Linux16后面输入 init=/bin/sh

再按Ctrl+x启动到shell
挂载文件系统为可写模式：mount –o remount,rw /
运行passwd,并按提示修改root密码
运行命令exec /sbin/init来正常启动

此时若不能正常启动应该删除 /etc/selinux/config 文件即可

五.服务管理systemctl 管理命令

systemctl start firewalld.service  开器防火墙
systemctl stop  firewalld.service   关闭防火墙
systemctl status firewalld.service   查看防火墙状态
systemctl restart   firewalld.service 重启防火墙 // 先关闭再开启
systemctl reload   firewalld.service  再不停止服务的情况下重载配置文件，服务不会中段
systemctl is-enabled firewalld.service  查看服务是否为开机自启
systemctl enable  firewalld.service   启动开机自启
systemctl disable  firewalld.service  关闭开机自启
 systemctl list-unit-files  | grep enabled  查看已启用的服务列表
 systemctl  is-active  firewalld.service   查看服务是否在启动成功状态
 systemctl is-failed  firewalld.service   查看服务是否在启动失败状态
systemctl get-default 查看当前系统默认启动的级别target
systemctl  set-default  multi-user.target 设置默认启动的级别target 3 //graphical.target 为5
systemctl cat  firewalld.service   查看服务的服务启动配置
systemctl cat  sshd      查看服务的启动服务配置 //不用再找路径   
 
systemctl mask 屏蔽服务  systemctl unmask 取消屏蔽服务
systemd-analyze  查看系统启动耗时	

systemctl 配置文件

/etc/systemd/system  存放不同级别的开启自启服务  //etc下面放的是软链接 ，真正的文件放在 /usr/lib 下面
/run/systemd/system  系统执行过程中所产生的服务脚本所在目录
/usr/lib/systemd/system  每个服务最主要的启动脚本设置，类似于之前的/etc/initd.d