一.Linux操作系统引导过程

1.1系统引导过程

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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
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。

1.2init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

1.3Systemd进程

Systemd是linux操作系统的一种init软件
CentOS7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

1.3.1Systemd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	描述一个北村交换设备或文件
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
Target	.target	描述一组systemd的单元

1.3.2运行级别对应的Systemd

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陆系统，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

二.服务控制及切换运行级别

2.1系统服务控制–systemctl

命令格式：systemctl 控制类型服务名称

start	启动
stop	停止
restart	重启
reload	重新加载
status	查看服务状态

例：

[root@xiayan ~]# systemctl status firewalld
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:firewalld(1)

服务状态关键字

loaded                    //配置文件被处理
active(running)           //一个或多个进程持续运行
active(exited)            //成功完成一个“一次性"配置
active(waiting)           //运行但等待“事件”
inactive                  //未运行
enabled                   //开机启动
disabled                  //开机不启动
static                    //不能被启用，但可以被已启用单元自动启动

2.2系统运行级别

运行级别查看：runlevel
systemctl
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systemctl list-unit-files --type target     //查看target单元类型
systemctl get-default                       //查看当前系统运行级别
systemctl set default +target类型            //设置默认启动级别
systemctl set-default multi-user.target     //设置默认启动级别为3

init对应的systemd优先级

init 0=systemctl isolate poweroff.target     //关机
init 1=systemctl isolate rescue.target       //单用户模式
init 3=systemctl isolate multi-user.target   //字符界面
init 5=systemctl isolate graphical.target    //图形界面
init 6=systemctl isolate reboot.target       //重启

三.优化启动过程

3.1ntsysv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
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上下键选择需要开启和关闭的服务。空格键选择开启和关闭，Tab键选择确认后回车

3.2systemctl工具

不提供交互式、可视化窗口
管理单个服务效率更高

systemctl is-enabled +服务名称         //查看服务是否开机启动
systemctl  enable/disable +服务名称    //设置服务开机不启动/启动

3.3chkconfig工具

chkconfig --list                       //列出所有的系统服务
chkconfig --add httpd                  //增加httpd服务
chkconfig --del httpd                  //删除httpd服务
chkconfig --level 35 httpd on/off      //设置httpd在3和5运行级别开机自动启动/关闭

设置服务自启动：将软件目录下的apachectl 复制到/etc/init.d/目录下并重命名为httpd，编辑httpd并添加chkconfig：35 80 90 -->将httpd加入开机自启动chkconfig --add httpd 并进行验证是否加入成功chkconfig --list httpd

四.扇区类开机故障修复

4.1MBR扇区故障修复

故障原因：病毒、木马造成的破环，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：应提前做好备份文件，以光盘引导进入急救模式；从备份文件中恢复

#备份扇区数据
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.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

备份系统MBR扇区数据
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重启机器，进入救援模式

选择系统修复

选择1continue–>Enther–>出现sh-4.2

重启将备份文件所在盘挂载，并恢复数据到sda

重启成功

4.2GRUB引导故障修复

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> 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      //此步骤和修复MBR扇区故障一样，只是MBR为512字节，GRUB为前446字节
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
mkfs.xfs /dev/sdb1
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