一、Linux操作系统引导过程

（1）引导过程总览

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–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

（2）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，是所有进程的父进程
• 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

（4）运行级别对应的systemd目标

二、排除启动类故障

（1）修复MBR扇区故障

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 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

② 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

③ 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

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

举例

（2）修复GRUB引导故障

/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

■ 故障原因

• MBR中的GRUB弓|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

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.x8664 root=UUID=8 fd74986-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

1、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

2、模拟对MBR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

3、引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序，重启系统

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

1、先删除GRUB菜单配置文件

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg

2、进入急救模式，加载光盘镜像，切换系统根环境

sh-4.2# chroot /mnt/Sysimage

3、重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（dev/sda）的MBR扇区，如果有多个分区可省略

bash-4.2# grub2-install /dev/sda

4、重新构建GRUB菜单的配置文件

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

5、退出chroot 环境，并重启

bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot

举例 （方法三）

或者在加载进度条的时候按一次ESC键

（3）遗忘root用户密码

■ 故障原因

• 遗忘root用户密码

■ 故障现象

• 无法进行需要root权限的管理操作
• 若没有其他可以账号，将无法登录系统

■ 解决思路

• 进入急救模式，重设密码

1、进入急救模式，加载光盘镜像，切换系统根环境

sh-4.2# chroot /mnt/Sysimage

2、重设root用户密码

bash-4.2# passwd root

举例

三、系统服务控制

（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

四、Linux系统运行级别

（1）查看运行级别

• runlevel命令
• systemct工具
  systemct get-default

runlevel只能查看切换运行级别与当前运行级别

systemct能查看默认的运行级别

（2）临时切换运行级别

• init命令
• systemctl工具

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

多种方法的运行切换：

init 0
systemctl isolate poweroff.target
systemctl poweroff
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
reboot

（3）设置永久运行级别

创建软连接方法：

直接修改：

五、优化启动过程

（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
■ 用于控制服务是否开机自启动

上下键选择，空格键选择开启或关闭，tab键切换确定或取消

（2）systemctl / chkconfig 工具

■ 不提供交互式、可视化窗口
■ 管理单个服务效率更高

systemctl工具：

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 enabled 服务名称 （开启开机自启动）

systemctl disable 服务名称 （关闭开机自启动）

chkconfig工具：

格式: chkconfig --list 服务名称

chkconfig --add 服务名称
chkconfig --level 级别列表 服务名 on/off

例如：

chkconfig --add httpd
chkconfig --level 35 httpd o

注：chkconfig是经常在centos5和6版本使用，而centos7版本默认是systemctl ,chkconfig也保留了下来

拓展：

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]

总结

• Linux操作系统引导过程

开机自检–>MBR引导–>GRUB菜单–>加载内核–>init进程

• Linux系统服务控制

systemctl 控制类型 服务名称

• 运行级别切换

init、systemctl

• 优化开机自动加载服务

ntsysv、systemctl、chkconfig

重置root密码和Linux启动故障排除-开机自动加载服务