引导过程与服务控制
文章目录
一、Linux操作系统的引导过程
引导过程流程图
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
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采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
- CentOS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。
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 |
| Snapshot | .snapshot | 用于保存一个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 |
4.运行级别所对应的Systemd目标
| init运行级别 | systemd的target | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | target | 关机状态，使用该级别时会关闭主机 |
| 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，相对于3，没有网络 |
| 3 | multi-user.target | 字符界面的完整用户模式，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，在centos6中默认不使用，做保留，到centos7中等同于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，使用该级别时将会正常关闭并重启主机 |
2和4不常用，5常用于个人，0、3、5、6用于服务器且较为常用。
三、启动类故障的排除
1.MBR扇区故障分析
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
2.模拟MBR扇区故障并修复
- 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 #创建一个文件夹作为挂载点
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
①关机状态下添加一块新硬盘
②开机，查看分区
③分区管理，分区号及分区类型
④格式化及挂载
⑤将/dev/sda1中MBR主引导记录的内容进行备份，然后再任务制造/dev/sda主引导分区损坏，然后重启
⑥下面到虚拟机端进行操作，进入急救模式，然后选择拯救系统
⑦输入1选择继续，双击回车进入shell环境，后续操作如下，最后修复完成后输入exit回车就可以正常开机了
3.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
1）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.el7.x86_64.img #镜像系统文件
grub> boot #引导boot
2）方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序（与MBR 引导扇区类似）
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/sdb1 /backupdir
sh-4.2# dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit
3）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
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
①首先删除引导程序下的配置文件/boot/grub2/grub.cfg
此配置文件包含有内核和镜像文件系统的设置和路径设置，GRUB引导程序读取此配置文件才能获取相关设置，删除此文件会导致无法开机
②更改启动方式
启动方式更改过后记得F10保存并退出
进入急救模式
拯救系统
③切换至系统根环境，从新安装grub引导程序并重新构建配置文件
④改回原本的启动模式，F10保存并退出
四、遗忘root用户的密码
1）进入急救模式，加载系统镜像，切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage
2）重设root用户密码
bash-4.2# passwd root
进入急救模式，拯救系统，然后后续操作如下（密码输入建议用上方数字键）