学习笔记之centos系统启动流程

CentOS 系统的启动流程：

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简介：

（内核级别）POST -读取-> BootSequence(在BIOS中) --> BootLoader（在MBR中）--> Kernel（借助ramdisk完成根文件系统的加载）--> rootfs（readonly）--> /sbin/init (用户空间的第一个程序)接下面

（用户空间的启动流程）： /sbin/init (读取/etc/inittab) 【centos5,6,7在此略有区别】

设置默认运行级别(1) --> 运行系统初始化脚本，完成系统初始化(2) -->关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务(3)--> 设置登录终端(4) [--> 启动图形终端](5并非必须的)

细说内核级别的系统启动:

POST：加电自检；

ROM：CMOS（互补金属氧化物）

BIOS：Basic Input and Output System（基本输入输出系统）

ROM+RAM

Boot Sequence：

按次序查找各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备；

bootloader：引导加载器，程序；

Linux：

LILO：LIinux LOader

GRUB：Grand Uniform Bootloader（统一引导加载器

GRUB 0.X：Grub Legacy（centos5）

GRUB 1.X：Grub2（centos7）

引导加载器的功能：提供一个菜单，允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本；把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权移交给内核；

bootloader装载到哪里呢？装载到MBR中（UEFI除外）

附加介绍MBR：Master Boot Record（主引导记录）

MBR一共512bytes：

前446bytes：放bootloader

64bytes：fat （分区表）

2bytes：55AA 魔数（如果是55AA表示MBR有效）

加载Kernel：

自身初始化：

探测可识别到的所有硬件设备；

加载硬件驱动程序；（有可能会借助于ramdisk加载驱动）

以只读方式挂载根文件系统；

运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

注：内核init启动之后，后面的任务就交给init，内核就不管了（除了有特权操作）

init程序的类型：

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启动，内核运行用户空间的第一个应用程序init，之后后面的一切任务都交由用户空间的应用来管理了。

Linux内核的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问；

ramdisk -换成-> ramfs（是一种提速机制）

对CentOS 5ramfs: initrd

可由工具程序创建：mkinitrd

CentOS 6,7: initramfs

工具程序：dracut, mkinitrd

总结：内核级别的系统初始化如下：

系统初始化流程（内核级别）：

POST -读取-> BootSequence(在BIOS中) --> BootLoader（在MBR中）--> Kernel（借助ramdisk完成根文件系统的加载）--> rootfs（readonly）--> /sbin/init (用户空间的第一个程序)

注：bootloader代码量很小，为了简化简洁期间2，bootloader本身无法驱动逻辑卷，那么很显然他就没办法访问逻辑卷上的文件，因此我们把内核文件放在逻辑卷上bootloader是无法加载的，所以，此时的kernal只能放在基本磁盘上

上面为centos内核级别的启动

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下面介绍/sbin/init：在各系统上有所差异，所以分别介绍

也即用户空间的系统启动流程

CentOS 5： SysV init

基础掌握:

运行级别：为了系统的运行或维护等目的而设定的机制；

0-6：7个级别；

0：关机, shutdown

1：单用户模式(single user)，root用户，无须认证；维护模式；

2、多用户模式(multi user)，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式；

3、多用户模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；

4、预留级别：目前无特别使用目的，但习惯以同3级别功能使用；

5、多用户模式(multi user)，完全功能模式，图形界面；

6、重启，reboot

默认级别：3, 5

级别切换：init #

级别查看：

who -r

runlevel

配置文件：/etc/inittab

每行定义一种action以及与之对应的process（centos5）

id:runlevels:action:process

id：一个任务的标识符；

runlevels：在哪些级别启动此任务；#，###，也可以为空，表示所有级别；

action：在什么条件下启动此任务；

process：任务；

action：

wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；

respawn：一旦此任务终止，就自动重新启动之；

initdefault：设定默认运行级别；此时，process省略；

sysinit：设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本；

例如：

id:3:initdefault: （默认运行级别为3）

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit（设定系统初始化方式）

级别

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

意味着去启动或关闭 /etc/rc.d/rc3.d目录下的服务脚本所控制服务，解释如下:

K*：要停止的服务；K##*，优先级，数字越小，越是优先关闭；依赖的服务先关闭，而后关闭被依赖的；

S*：要启动的服务；S##*，优先级，数字越小，越是优先启动；被依赖的服务先启动，而依赖的服务后启动；

rc脚本功用：接受一个运行级别数字为参数；

rc脚本框架：

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

目录/etc/init.d/* (/etc/rc.d/init.d/*)下脚本执行方式：

# /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/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态；

查看：chkconfig --list [name]

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

能被添加的服务的脚本定义格式之一：

#!/bin/bash

# chkconfig: LLL(级别) NN(启动优先级) NN(g关)

# description:

删除：chkconfig --del name

修改指定的链接类型：

chkconfig [--level LEVELS] name

--level LEVELS：指定要控制的级别；默认为2345；

注意：正常级别下，最后启动的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本，而是链接至了/etc/rc.d/rc.local （/etc/rc.local）脚本；因此，不便或不需写为服务脚本的程序期望能开机自动运行时，直接放置于此脚本文件中即可。

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

... ...

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

表示：当我们级别是2345中的任何一种时，会运行mingetty程序，这个程序又是打开终端的

（1）mingetty知识启动终端，对于登录，mingetty会调用登录login程序；从而login程序调用登录

（2）打开虚拟终端的程序除了mingetty之外，还有诸如getty等；

系统初始化脚本：/etc/rc.d/rc.sysinit是做什么，它的功能

注：此脚本是学习脚本的好例子

(1) 设置主机名；

(2) 设置欢迎信息；

(3) 激活udev和selinux；

(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统；

(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统；

(6) 设置系统时钟；

(7) 根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数；

(8) 激活lvm及软raid设备；

(9) 激活swap设备；

(10) 加载额外设备的驱动程序；

(11) 清理操作；

总结（用户空间的启动流程）： /sbin/init (读取/etc/inittab)

注：centos6,7与5的区别在下面介绍

CentOS 6：

init程序：upstart，但依然为/sbin/init，其配置文件：

/etc/init/*.conf, /etc/inittab（仅用于定义默认运行级别）

注意：*.conf为upstart风格的配置文件；

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脚本机制；因此，service命令依然可用；不过，建议使用systemctl命令来控制服务；

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

至此centos系统启动介绍完

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