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一.Linux操作系统引导过程
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，U盘
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.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 m
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systemed
- 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.系统初始化进程
1. 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
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
3.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 |
4.运行级别所对应的Systemd目标
| 运行级别 | Systemd的target | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | 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 |
5.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
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
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
三.排除启动类故障
1.修复MBR扇区故障
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
方法一：
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Shel1环境，系统将会自动重启
2.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
/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> Finux16 /vmlinuz-3.10.0-693.e17.x86_64 root=UUID=8fd74986-ae66-4ffd-b7d8-a19f2eca7b6f rorhgb 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/sdbl /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
3.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
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
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
四.服务控制与运行级别
1.系统服务控制
systemctl 控制类型 服务名称
2.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
3.Linux系统的运行级别
查看运行级别
- runlevel命令：只能查看切换运行级别与当前运行级别
- systemctl工具：systemctl时能查看默认的运行级别
临时切换运行级别
- init命令：参数是运行级别所对应的数字
- systemctl工具：systemetl的命令参数是具体的target
设置永久运行级别
4.查看系统默认的运行级别
systemctl get -default
设置永久运行级别
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
systemctl set -default multi-user.target
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 ]
五.优化启动
1.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
2.systemctl工具
- 不提供交互式，可视化窗口
- 管理单个服务效率更高
3.ntsysv系统服务管理工具
ntsysv
ntsysv --level 级别列表
4.系统服务的启动状态
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
