Linux引导过程与服务控制（有故障不怕，轻松帮你解决）

一、Linux操作系统引导过程

1、引导过程图解

                                         

2、引导过程详解

2.1  开机自检：检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱

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，因为操作系统一般都是装在硬盘内

总结：检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或光驱

2.2  MBR 引导：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序。

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。例如：GRUB等

总结：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序

2.3 GRUB 菜单：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以及路径位置。

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FRUB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

2.4 加载Linux内核：把内核和镜像文件系统加载到内存中。

Linux内核是一个预先编译好的特殊二进制文件，介于各自硬件资源与系统程序之间，复制资源分配与调度，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.e17.x86_64”）

总结：把内核和镜像文件加载到内存中

2.5 init 进程初始化：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行。

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

3、系统初始化进程

3.1 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，是所有进程的父进程；
init进程的PID（进程号）号永远为1.

3.2 Systemd

Systemd是Linux操作系统的一种init软件；（centos7的第一个进程是systemd,centos6以及之前的第一个进程是init）
CentOS 7中采用权限的Systemd（并行启动服务进程）启动方式，取代传统的SysVinit(串行执行shell脚本启动服务)；
CentOS 7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

 4  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
utomount   .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交换文件
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(用于实现类似cron的调度任务)
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
Target  .target  描述一组systemd的单元

补充知识：

套接字（socket）：实现网络编程进行数据传输的一种技术手段

传输层真正连接的是套接字，通过套接字将数据发送给特定的进程

传输层如何标识套接字

通过ip地址+端口号标识套接字，套接字绑定了主机端口号
ip地址对应相应主机
进程监控相应端口

注意：一台主机上一个端口号只能对应一个进程，一个进程可以监控多个端口

套接字=ip地址+端口号
ip地址及端口号会封装到传输层的数据（报文）中

5 运行级别所对应的Systemd 目标

运行级别  Systemd的target  说明
0 targe 关机状态，使用该级别时将会关闭主机
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
3 multi-user.target 字符界面的完整多用户模式，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。默认等同于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，使用该级别时将会重启主机

 

二、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、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

  • 准备添加另一块硬盘作为备份；

  • 应提前做好备份文件；

  • 以安装光盘引导进入急救模式；

  • 从备份文件中恢复。

4、修复MBR扇区的具体步骤（附具体操作及命令）

4.1 备份MBR扇区数据到其它磁盘( /dev/ sdb1)

mkdir /data
mount /dev/sdb /data
dd if=/dev/sda of=/data/mdr.mak bs=512 count=1

4.2 模拟破坏MBR引导扇区

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

4.3 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 /data

sh-4.2# mount /dev/ sdb1 /data
#挂载带有备份文件的分区

sh-4.2# dd if=/data/mbr.mak 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

5、实例操作

5.1 添加1块20G的硬盘，添加方法可参照博客磁盘管理与文件系统

5.2 对硬盘进行格式化，并挂载

5.3 备份MBR扇区数据到其他磁盘，并模拟破坏MBR扇区，覆盖所在磁盘，最后重启

5.4 引导界面进入急救模式，恢复MBR扇区数据

5.5 进入shell界面之后，将/dev/sdb挂载，将备份的MBR数据恢复到/dev/sda中，再重启

 

 

 三、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

GRUB配置文件：/boot/grub2/ grub. cfg

1、故障原因

MBR中的GRUB引导程序（1-446字节）遭到破坏
grub.cfg文件丢失，引导配置有误，文件位置/boot/grub2/grup.cfg

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修复（不推荐）
  • 进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.cfg
  • 急救模式向MBR扇区中重建grub程序

4、修复GRUB引导故障的具体步骤（附具体操作和命令）

 4.1 手动修复

 在页面中的grub >后面输入下列引导命令即可（在输入中不可复制，内核信息要在故障之前保存下来输入才可，此种方法耗费时间，笨拙，不建议）

grub> insmod xfs
grub> linux16 /vmlinuz-0-rescue-73d7ede256a74b0e975e69f22d862090 root=UUID=d069b243-6623-4983-8d61-3ec6956a4f2b ro rhgb quiet
grub> initrd16 /initramfs-0-rescue-73d7ede256a74b0e975e69f22d862090.img
grub> boot

4.2 进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf(此方法跟修复MBR扇区的方法相同，唯一的区别是bs=446,具体做法请参照上文中修复MBR的具体操作步骤，这里就不再赘述了)

创建新目录用以挂载备份磁盘，备份GRUB引导程序
mkdir /data
mount /dev/sdb /data/
dd if=/dev/sda of=/data/grup.bak bs=446 count=1

模拟对MBR中的GRUB引导程序的破坏，但不破坏分区表
 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 /data
sh-4.2# mount /dev/sdb1  /data/
sh-4.2# dd if=/data/grup.bak of=/dev/sda bs=446 count=1
sh-4.2# exit

4.3 向MBR扇区中重建grub程序

4.3.1 重建grub程序的具体操作步骤

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg                         #删除配置文件，模拟GRUB故障
chroot /mnt/sysimage                                   #进入急救模式，切换根环境
grub2-install /dev/sda                                   #重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（dev/sda）的MBR扇区
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg   #重新构建GRUB菜单的配置文件
exit                                                                    #退出根环境
exit/reboot                                                       #退出shell环境/重启

4.3.2 实例操作　

4.3.2.1 删除GRUB配置文件，模拟GRUB引导故障

 

 4.3.2.2 进入急救模式（两种方法可进入）

 第一种 在开机加载过程中按esc键可进入

第二种 进入电源选项中的从打开电源时进入固件中进行设置，修复完成后要把原来的界面再次进入电源选项中修改回来

 

 

 4.3.2.3 重新将GRUB引导程序安装到第一块磁盘/dev/sda的MBR扇区，然后重新构建GRUB菜单的配置文件；

 

 

 四、遗忘root用户密码

1、故障原因

• 遗忘root用户密码

2、 故障现象

• 无法进行需要root权限的管理操作
• 若没有其他可以账号，将无法登录系统

 3、解决思路

• 进入急救模式，重设密码

 4、具体操作步骤（附带命令）

chroot /mnt/Sysimage       #进入急救模式，加载光盘镜像，切换系统根环境
passwd root                        #重设root用户密码

5、实例操作

5.1 进入急救模式（方法同上，在此不赘述）

5.2 切换根环境，并重设密码

 五、系统服务控制

1  格式

systemctl 控制类型 服务名称

2 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

3  实例操作

补充知识：

active(running) 意思是服务正在运行
active（exited） 表示该服务执行一次就退出，不再执行其他程序
active（waiting） 处于等待的状态中，需要其他程序执行完成后可以去执行
inactive（dead） 未启动状态

六、Linux系统运行级别

1、 查看运行级别

1.1 runlevel命令

runlevel只能查看切换运行级别与当前运行级别

1.2 systemctl工具

systemctl get-default
systemctl能查看默认的运行级别

1.3 实例操作

 

2、临时切换运行级别

2.1  init命令

init的命令参数是运行级别所对应的数字

2.2 systemctl工具

systemctl的命令参数是具体的target

2.3 实例操作

3、设置永久运行级别

3.1 创建软连接方法：

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

3.2 直接修改：

systemctl set-default graphical.target

3.3 实例操作

3.3.1 利用软链接的方法修改

3.3.2 直接修改

4、优化启动过程

4.1 ntsysv工具（批量修改）

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
用于控制服务是否开机自启动

上下键选择，空格键选择开启或关闭，tab键切换确定或取消

4.1.1 实例操作

4.2 systemctl / chkconfig 工具（针对单个服务）

  • 不提供交互式、可视化窗口
  • 管理单个服务效率更高

4.2.1 systemctl 工具

4.2.1.1  查看系统服务的启动状态

systemctl is-enabled 服务名称

4.2.1.2 设置系统服务的启动状态

systemctl enable 服务名称 （开启开机自启动）

systemctl disable 服务名称 （关闭开机自启动）

4.2.1.3 实例操作
使用systemctl工具设置开启开机自动服务

使用systemctl工具设置关闭开机自动服务

4.2.2  chkconfig工具

4.2.2.1 格式：

chkconfig --list 服务名称

chkconfig --add 服务名称
chkconfig --level 级别列表 服务名 on/off      #开启或者关闭自启动服务  

4.2.2.2 实例操作

posted on 2021-06-23 11:33  笑洋仟  阅读(253)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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