學習筆記之centos系統(tǒng)啟動流程

 CentOS 系統(tǒng)的啟動流程：

簡介：

（內(nèi)核級別）POST -讀取-> BootSequence(在BIOS中) --> BootLoader（在MBR中）--> Kernel（借助ramdisk完成根文件系統(tǒng)的加載）--> rootfs（readonly）--> /sbin/init (用戶空間的第一個程序)接下面      

（用戶空間的啟動流程）： /sbin/init (讀取/etc/inittab) 【centos5,6,7在此略有區(qū)別】

  設(shè)置默認運行級別(1) --> 運行系統(tǒng)初始化腳本，完成系統(tǒng)初始化(2) -->關(guān)閉對應(yīng)級別下需要停止的服務(wù)，啟動對應(yīng)級別下需要開啟的服務(wù)(3)--> 設(shè)置登錄終端(4) [--> 啟動圖形終端](5并非必須的)

細說內(nèi)核級別的系統(tǒng)啟動:

POST：加電自檢；

ROM：CMOS（互補金屬氧化物）

BIOS：Basic Input and Output System（基本輸入輸出系統(tǒng)）

ROM+RAM 

Boot Sequence：

按次序查找各引導設(shè)備，第一個有引導程序的設(shè)備即為本次啟動要用到的設(shè)備；

bootloader：引導加載器，程序；

Linux：

   LILO：LIinux  LOader

GRUB：Grand Uniform Bootloader（統(tǒng)一引導加載器

  GRUB 0.X：Grub Legacy（centos5）

  GRUB 1.X：Grub2（centos7）

引導加載器的功能：提供一個菜單，允許用戶選擇要啟動的系統(tǒng)或不同的內(nèi)核版本； 把用戶選定的內(nèi)核裝載到RAM中的特定空間中，解壓、展開，而后把系統(tǒng)控制權(quán)移交給內(nèi)核；

bootloader裝載到哪里呢？裝載到MBR中（UEFI除外）

     附加介紹MBR：Master Boot Record（主引導記錄）

     MBR一共512bytes：

前446bytes：放bootloader

 64bytes：fat （分區(qū)表）

 2bytes：55AA 魔數(shù)（如果是55AA表示MBR有效）

加載Kernel：

自身初始化：

探測可識別到的所有硬件設(shè)備；

加載硬件驅(qū)動程序；（有可能會借助于ramdisk加載驅(qū)動）

以只讀方式掛載根文件系統(tǒng)；

運行用戶空間的第一個應(yīng)用程序：/sbin/init

注：內(nèi)核init啟動之后，后面的任務(wù)就交給init，內(nèi)核就不管了（除了有特權(quán)操作）

init程序的類型：

CentOS 5-：SysV init

配置文件：/etc/inittab 

CentOS 6：Upstart

配置文件：/etc/inittab

/etc/init/*.conf

CentOS 7：Systemd

配置文件：/usr/lib/systemd/system/, /etc/systemd/system/

注：centos啟動，內(nèi)核運行用戶空間的第一個應(yīng)用程序init，之后后面的一切任務(wù)都交由用戶空間的應(yīng)用來管理了。

 Linux內(nèi)核的特性之一：使用緩沖和緩存來加速對磁盤上的文件訪問；

ramdisk -換成-> ramfs（是一種提速機制）

對CentOS 5ramfs: initrd

可由工具程序創(chuàng)建：mkinitrd

CentOS 6,7: initramfs

工具程序：dracut, mkinitrd

總結(jié)：內(nèi)核級別的系統(tǒng)初始化如下：

   系統(tǒng)初始化流程（內(nèi)核級別）： 

      POST -讀取-> BootSequence(在BIOS中) --> BootLoader（在MBR中）--> Kernel（借助ramdisk完成根文件系統(tǒng)的加載）--> rootfs（readonly）--> /sbin/init (用戶空間的第一個程序)

注：bootloader代碼量很小，為了簡化簡潔期間2，bootloader本身無法驅(qū)動邏輯卷，那么很顯然他就沒辦法訪問邏輯卷上的文件，因此我們把內(nèi)核文件放在邏輯卷上bootloader是無法加載的，所以，此時的kernal只能放在基本磁盤上

上面為centos內(nèi)核級別的啟動

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下面介紹/sbin/init：在各系統(tǒng)上有所差異，所以分別介紹

也即用戶空間的系統(tǒng)啟動流程

CentOS 5： SysV init

   基礎(chǔ)掌握:

運行級別：為了系統(tǒng)的運行或維護等目的而設(shè)定的機制；

0-6：7個級別；

0：關(guān)機, shutdown

1：單用戶模式(single user)，root用戶，無須認證；維護模式；

2、多用戶模式(multi user)，會啟動網(wǎng)絡(luò)功能，但不會啟動NFS；維護模式；

3、多用戶模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；

4、預留級別：目前無特別使用目的，但習慣以同3級別功能使用；

5、多用戶模式(multi user)， 完全功能模式，圖形界面；

6、重啟，reboot

默認級別：3, 5

級別切換：init #

級別查看：

    who -r

   runlevel 

配置文件：/etc/inittab 

        每行定義一種action以及與之對應(yīng)的process（centos5）

   id:runlevels:action:process 

id：一個任務(wù)的標識符；

runlevels：在哪些級別啟動此任務(wù)；#，###，也可以為空，表示所有級別；

action：在什么條件下啟動此任務(wù)；

process：任務(wù)；

action：

wait：等待切換至此任務(wù)所在的級別時執(zhí)行一次；

        respawn：一旦此任務(wù)終止，就自動重新啟動之；

initdefault：設(shè)定默認運行級別；此時，process省略；

sysinit：設(shè)定系統(tǒng)初始化方式，此處一般為指定/etc/rc.d/rc.sysinit腳本；

例如：

id:3:initdefault: （默認運行級別為3）

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit（設(shè)定系統(tǒng)初始化方式）

級別

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc  0

l1:1:wait:/etc/rc.d/rc  1

…………

l6:6:wait:/etc/rc.d/rc  6

示例：/etc/rc.d/rc 3

   意味著去啟動或關(guān)閉 /etc/rc.d/rc3.d目錄下的服務(wù)腳本所控制服務(wù)，解釋如下:

K*：要停止的服務(wù)；K##*，優(yōu)先級，數(shù)字越小，越是優(yōu)先關(guān)閉；依賴的服務(wù)先關(guān)閉，而后關(guān)閉被依賴的；

S*：要啟動的服務(wù)；S##*，優(yōu)先級，數(shù)字越小，越是優(yōu)先啟動；被依賴的服務(wù)先啟動，而依賴的服務(wù)后啟動；

rc腳本功用：接受一個運行級別數(shù)字為參數(shù)；

   rc腳本框架：

for  srv  in  /etc/rc.d/rc#.d/K*; do

$srv  stop

   done

for  srv  in  /etc/rc.d/rc#.d/S*; do

$srv  start

done

目錄/etc/init.d/* (/etc/rc.d/init.d/*)下腳本執(zhí)行方式：

# /etc/init.d/SRV_SCRIPT  {start|stop|restart|status}

# service  SRV_SCRIPT   {start|stop|restart|status}

eg：[root@bucktan init.d]# /etc/init.d/network restart

Shutting down interface eth0:                              [  OK  ]

Shutting down loopback interface:                          [  OK  ]

Bringing up loopback interface:                            [  OK  ]

Bringing up interface eth0:  Determining if ip address 172.18.26.6 is

chkconfig命令：管控/etc/init.d/每個服務(wù)腳本在各級別下的啟動或關(guān)閉狀態(tài)；

查看：chkconfig  --list   [name]

添加：chkconfig  --add  name表示“name”受chkconfig管理

能被添加的服務(wù)的腳本定義格式之一：

#!/bin/bash

#

# chkconfig: LLL(級別) NN(啟動優(yōu)先級) NN(g關(guān))

# description:  

刪除：chkconfig  --del  name

修改指定的鏈接類型：

chkconfig  [--level  LEVELS]  name  <on|off|reset>

--level LEVELS：指定要控制的級別；默認為2345；

注意：正常級別下，最后啟動的一個服務(wù)S99local沒有鏈接至/etc/init.d下的某腳本，而是鏈接至了/etc/rc.d/rc.local （/etc/rc.local）腳本；因此，不便或不需寫為服務(wù)腳本的程序期望能開機自動運行時，直接放置于此腳本文件中即可。

其他示例： tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1

... ...

   tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

表示：當我們級別是2345中的任何一種時，會運行mingetty程序，這個程序又是打開終端的

（1）mingetty知識啟動終端，對于登錄，mingetty會調(diào)用登錄login程序；從而login程序調(diào)用登錄

（2）打開虛擬終端的程序除了mingetty之外，還有諸如getty等；

系統(tǒng)初始化腳本：/etc/rc.d/rc.sysinit是做什么，它的功能

注：此腳本是學習腳本的好例子

(1) 設(shè)置主機名；

(2) 設(shè)置歡迎信息；

(3) 激活udev和selinux；

(4) 掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統(tǒng)； 

(5) 檢測根文件系統(tǒng)，并以讀寫方式重新掛載根文件系統(tǒng)； 

(6) 設(shè)置系統(tǒng)時鐘； 

(7) 根據(jù)/etc/sysctl.conf文件來設(shè)置內(nèi)核參數(shù)；

(8) 激活lvm及軟raid設(shè)備；

(9) 激活swap設(shè)備；

                (10) 加載額外設(shè)備的驅(qū)動程序；

(11) 清理操作；  

總結(jié)（用戶空間的啟動流程）： /sbin/init (讀取/etc/inittab) 

  設(shè)置默認運行級別(1) --> 運行系統(tǒng)初始化腳本，完成系統(tǒng)初始化(2) -->關(guān)閉對應(yīng)級別下需要停止的服務(wù)，啟動對應(yīng)級別下需要開啟的服務(wù)(3)--> 設(shè)置登錄終端(4) [--> 啟動圖形終端](5并非必須的)

注：centos6,7與5的區(qū)別在下面介紹

CentOS 6：

    init程序：upstart，但依然為/sbin/init，其配置文件：

/etc/init/*.conf, /etc/inittab（僅用于定義默認運行級別）

注意：*.conf為upstart風格的配置文件；

rcS.conf

rc.conf

start-ttys.conf

CentOS 7：

   init程序：systemd，配置文件：/usr/lib/systemd/system/*,  /etc/systemd/system/*

完全兼容SysV腳本機制；因此，service命令依然可用；不過，建議使用systemctl命令來控制服務(wù)；

# systemctl  {start|stop|restart|status}  name[.service]

至此centos系統(tǒng)啟動介紹完