一、Linux操作系统引导过程以及系统故障修复

引导过程与服务控制

目录

一、Linux操作系统引导过程

(一)、引导过程总览

一、Linux操作系统引导过程以及系统故障修复

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

注: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。

4、Systemd 单元类型

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5、运行级别所对应的 Systemd 目标

一、Linux操作系统引导过程以及系统故障修复

(三)、修复MBR扇区故障

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

4、命令操作

排除启动类故障
######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.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

第一步,新建一块硬盘,用于备份MBR使用,设置好的硬盘需要创建分区以及格式化,当然还有挂载

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一、Linux操作系统引导过程以及系统故障修复

这样系统就恢复好了

(四)、修复GRUB引导故障

1、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

2、故障现象

  • 系统引导停滞,显示“grub>” 提示符

3、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

4、命令操作

######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
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

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466字节是主引导记录,分区表保存在MBR扇区中的第477-510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

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,加载系统镜像,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

一共有三种方法,这边重点介绍一下第三种方法

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这时候就要在电脑出现进度条的时候按esc,选择cdrom模式

一、Linux操作系统引导过程以及系统故障修复

重启就可以开启电脑了

遗忘 root 用户的密码
#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
#重设 root 用户密码
bash-4.1# passwd root

这个也比较简单,当然实际生产环境中,很少人能知道root密码,这个知道怎么用就行

二、系统服务控制

(一)、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

(二)、Linux系统的运行级别

1、查看运行级别

  • runlevel命令

  • systemctl工具

  • runlevel只能查看切换运行级别与当前运行级别

  • systemctl时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

nit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

3、设置永久运行级别

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target

systemctl set-default multi-user.target

4、查看系统默认的运行级别

systemctl get-default

5、补充

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]

查看系统启动耗时
systemd-analyze

(三)、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

ntsysv
ntsysv --level 级别列表

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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

1、查看系统服务的启动状态

systemctl is-enabled 服务名称

2、设置系统服务的启动状态

systemctl enable/disable 服务名称
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