CentOS 系统启动流程

CentOS 系统启动流程

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 ： inner Proccess communication

​ 本地进程间通信机制 消息对列 semerphor shm

​ 远程通信机制 socket

运行中的系统分为两层 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：内核空间（系统调用）

启动分区：/boot

rootfs: FHS /bin /sbin /lib /etc /proc /sys /dev , init 是最关键的 /boot

这些都存在于磁盘 谁加载他们？

内核设计流派：

1. 单内核设计 所有功能集成

   linux

2. 微内核设计 每个功能使用子系统实现

   windows、Solaris

linux 内核特点：

- 支持模块化  .ko (kernel object)
- 支持模块运行时的动态装在和卸载

组成部分:

- 核心文件  /boot/vmlinuz-3.10.0-862.14.4.el7.x86_64c
- 模块文件  /lib/modules/3.10.0-862.14.4.el7.x86_64/

2. ramdisk

要加载内核和根文件系统，需要首先加载根文件系统下的 fs 模块

要实现这个操作 需要使用一个临时的根系统首先加载 fs 模块。

这个临时根系统叫做ramdisk: 使用内存的一部分加载 内核模块。

使用ramdisk 加载完内核后，ramdisk 会释放

ramdisk路径

​ centos6、7 ：initramfs-3.10.0-862.14.4.el7.x86_64kdump.img 使用fs(文件系统） 比 rd 避免了双缓存，提高效率。

3. CentOS 启动流程（内核）

内核级别： POST -> BootSequence(BiOS) --> BOOTLoader(MBR) --> kernel(ramdisk) -->rootfs(readoly) --> /sbin/init

1.POST: Power ON Self Test 加电自检

​ ROM：CMOS

​ BIOS: 基本输入输出系统

ROM（Read Only Memory），只读存储器，ROM是非挥发性内存，在没有通电的时候，也能将数据记录下来。

BIOS（Basic Input Output System）是一套程序，这套程序写死在ROM上。BIOS是系统开机时首先去读的程序，用来读取和更新CMOS内的数据。

CMOS用来保存主板上组件的参数，如是否启动网卡或显卡，CMOS芯片需要借助额外的电源来发挥记录功能，这也会主板上会有一个电池的缘故，将该电源断电会重置各项主板组件参数。

2. 根据BIOS 的bootSequence设置 按次序去查找第一个有引导程序的设备

• windows ntloader

• linux：

  • LILO（不支持1024以后的柱面 太小, 但是andrid 使用 即手机使用）
  • GRUB
    • 0.X Grub Legacy
    • 1.X Grub2

  功能： 提供一个菜单，让用户选择内核版本

  ​ 将内核加载到RAM 空间中，解压展开，然后将系统的控制权移交给内核；

  MBR：Master Boot Record

  ​ 硬盘 头 512 bytes

  ​ 446bytes bootloader

  ​ 64bytes 分区表

  ​ 2bytes 55AA （表示MBR可用）

  GRUB：

  ​ bootloader: 第一阶段

  ​ Parttion： 1.5 阶段 文件系统驱动 filesystem driver

  ​ Parttion: /boot/grub 第二阶段

  ​

  UEFI ，GPT

3. 加载内核 kernel 阶段

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；

​ 以 只读方式挂载跟文件系统

​ 运行用户态的第一个应用程序 /sbin/init

​ CentOS 5 : /etc/inittab

​ CentOS 6 : /etc/init/*.conf

​ CentOS 7 : /etc/systemd/system /usr/lib/systemd/system

​ ramdisk

​ 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 ——> ramfs

​ CentOS5 :initrd

​ CentOS 6,7 dracut , initrd

4. init 级别（用户空间）

 0  关机
 1  单用户模式
 2  多用户模式，无nfs
 3  多用户模式  完全功能模式
 4  预留级别
 5  多用户级别 完全功能 图形界面
 6  重启 reboot

配置文件 /etc/inittab

初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysint

• 设置主机名称
• 设置欢迎信息
• 激活udev 和 selinux
• 挂载/etc/fstab 中定义的文件系统
• 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载
• 设置系统时钟；
• 激活lvm 以及软raid设备；
• 激活swap 设备
• 加载额外设备的驱动程序
• 清理操作

CentOS5

总结用户空间运行流程(sbin/inittab)

设置默认的运行级别 --> 运行系统的初始化脚本 --> 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--> 设置登录终端 -->启动图形终端

CentOS6

init 程序:upstart 但名称依然是/sbin/init

配置文件/etc/init/*.cnf（将配置文件切割成多个片段

/etc/inittab(仅配置运行级别)

CentOS7

init 程序：systemd 配置文件 /usr/lib/systemd/system/* /etc/systemd/system/*

兼容SysV脚本机制，建议使用systemctl 来控制服务

5. 启动总结

CentOS6

POST --> BOIS BOOT Sequence --> Boot Load --> kernel(RAMdisk) --> rootfs（只读） --> 加载/sbin/init --> /etc/inittab /etc/init/*.conf --> 设置默认运行级别 --> 运行 初始化脚本 --> 启动或者关闭对应运行级别的服务 --> 启动终端

6 grub

功能:

1. 提供菜单 并提交交互时接口

​ e: 编辑模式 用于编辑菜单

​ c: 命令模式 交互式接口

2）加载用户选择的内核或者操作系统

3） 为菜单提供保护机制