CentOS系统启动流程
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1 CentOS系统
1.1 Linux系统的组成部分：内核+根文件系统
- 内核：进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统、驱动程序、安全功能
- IPC：Inter Process Communication
- 消息队列、semerphor、shm
- socket
1.2 运行中的系统环境可分为2层：内核空间、用户空间
- 用户空间：应用程序 ( 进程或线程 )
- 内核空间：内核代码 ( 系统调用 )
1.3 内核设计流派
1.3.1 单内核设计：把所有功能集中于同一个程序
- Linux
1.3.2 微内核设计：每种功能使用一个单独的子系统实现 ( 模块 )
- Windows,Solaris
1.3.4 Linux内核特点：
- 支持模块化：.ko(kernel object)
- 支持模块运行时动态装载或卸载
- 组成部分：
-
核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
- vmlinuz --> z表示压缩的意思
-
ramdisk：
- CentOS5：/boot/initrd-VERSION-release.img
- CentOS6,7：/boot/initramfs-VERSION-release.img
-
模块文件：/lib/modules/VERSION-release
-
2 CentOS系统的启动流程
2.1 POST：加电自检
- ROM ：CMOS
- BIOS：Basic Input and Output System
- ROM+RAM
2.2 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的设备
2.3 bootloader：引导加载器，程序
-
Windows ：ntloader
-
Linux：
- LILO：LInux LOader
- GRUB：Grand Uniform Bootloader
- GRUB 0.x：Grub Legace
- GRUB 1.x：Grub2
-
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，而后把系统控制权转交给内核
-
MBR：Master Boot Record
- 512bytes：
- 446bytes：bootloader
- 64bytes：磁盘分区
- 2bytes：55AA（表示此磁盘为主引导盘或系统盘）
- 512bytes：
-
GRUB：
- bootloader：1st stage (在mbr中)
- Partition：filesystem driver 1.5 stage (mbr之后的扇区)
- Partition：/boot/grub 2nd stage (在/boot/grub中)
2.3 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randisk加载驱动 )
- 以只读方式挂载跟文件系统
- 运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init
-
init程序的类型
- CentOS5：SysV init
- 配置文件：/etc/inittab
- CentOS6：Upstart
- 配置文件： /etc/inittab
- /etc/init/*.conf
- CentOS7：Systemd
- 配置文件： /usr/lib/systemd/system
- /etc/systemd/systemd
- CentOS5：SysV init
-
ramdisk：
- Linux内核的特性之一：使用缓存和缓存来加速对磁盘文件的访问
- ramdisk --> ramfs
- CentOS5：initrd
- 工具程序：mkinitrd
- CentOS6,7：initramfs
- 工具程序：dracut，mkinitrd
- Linux内核的特性之一：使用缓存和缓存来加速对磁盘文件的访问
2.4 系统初始化流程（内核级别）
- POST --> Boot Sequence(BIOS) --> BootLoader(MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs(readonly) --> /sbin/init
3 CentOS 5 6 7 系统/sbin/init
3.1 CentOS5：SysV init
3.1.1 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)，只能root用户登录，无须认证(可用与忘记root密码);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(multi user)，完全功能，文本界面
4：预留级别；目前无特别使用目的，但习惯以3级别功能使用
5：多用户模式(multi user)，完全功能模式，图像界面
6：重启，reboot
-
默认级别：3 ，5
-
级别切换：# init NUM
-
级别查看：
who -r
runlevel
3.1.2 配置文件：/etc/inittab
- 每行定义一种action以及与之对应的process
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
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
......
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
- 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
K*：要停止的服务；K##*，表示优先级，数字越小，越是优先关闭，依赖的服务先关闭，而后关闭被依赖的服务
s*：要启动的服务，S##*，表示优先级，数字越小，越优先开启，被依赖的服务先启动，而依赖的服务后启动
- rc脚本接收一个运行级别数字为参数
1.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
2./etc/init.d/*(/etc/rc.d/init.d/*)脚本执行方式：
# /etc/init.d/SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
# service SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
3.chkconfig命令：管控/etc/init.d/每个服务在各级别下的启动或关闭状态
查看：chkconfig --list [name]
添加：chkconfig --add name
能被添加的服务的脚本定义格式之一：
#!/bin/bash
#
#chkconfig: LLL(默认在那些级别启动) NN(启动优先级) NN(关闭优先级)
#description:
#LLLL ：表示初始在哪个级别下启动，- 表示所有级别都不启动
删除：chkconfig --del name
修改指定的服务运行级别：
chkconfig [--level LEVELS] name <on|off|reset>
--level LEVELS：指定要控制的级别；默认为2345
默认： chkconfig name on
修改了服务优先级当前不会立即生效，下一次启动生效
- 服务脚本示例
[root@CentOS6 ~]# cat /etc/init.d/testsrv.sh
#!/bin/bash
#chkconfig: 35 88 22
#description:testsrv script
case $1 in
start)
echo testsrv start
;;
stop)
echo testsrv stop
;;
status)
echo testsrv status
;;
*)
echo 'testsrv start | stop | status'
;;
esac
[root@CentOS6 ~]# chkconfig --add /etc/rc.d/init.d/testsrv //添加服务脚本开机启动
[root@CentOS6 ~]# chkconfig --list //查看所有服务脚本
[root@CentOS6 ~]# chkconfig --level 35 testsrv off //在35模式下关闭服务脚本的开机启动
[root@CentOS6 ~]# chkconfig --level 345 testsrv on //在345模式下开启服务脚本的开机启动
[root@CentOS6 ~]# chkconfig --del testsrv //删除服务脚本的开机启动
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下的某个文件，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启自动运行时，直接放置于此脚本文件中即可
tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
......
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
(1)mingetty会调用login程序
(2)打开虚拟终端的程序除了mingetty之外，还有诸如getty等
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon
启动图像终端X11，5级别特有
3.1.3 系统初始化脚本：/etc/rc.d/rc.sysinit
(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
3.1.4 总结（用户空间的启动流程）：/sbin/init(/etc/inittab)
设置默认运行级别 --> 运行系统初始化脚本，完成系统初始化 --> 关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下要启动的服务 --> 设置登录终端 [ --> 启动图像终端 ]
3.2 CentOS 6：Upstart
3.2.1 init程序：Upstart，但依然被封装成了/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
重要的文件
/etc/init/control-alt-delete.conf：快捷键重启的脚本，建议注释掉，防止误操作
/etc/init/tty.conf：重启终端脚本
/etc/init/start-ttys.conf：登录终端脚本
/etc/init/rc.conf：启动脚本
/etc/init/prefdm.conf：图像界面脚本
3.2.2 CentOS 6系统启动流程
POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader(MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs(ro) --> switch-root --> /sbin/init --> (/etc/inittab ，/etc/init/*.conf)--> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本 --> 关闭或启动对应级别下的服务 --> 重启终端
3.3 CentOS 7：Systemd
3.3.1 init程序：Systemd
其配置文件：/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]
3.3.2 CentOS 7系统启动流程
POST --> BootSequence(BIOS) --> BootLoader --> Kernel (ramdisk) --> rootfs --> /sbin/systemd
