系统的引导过程与服务控制

 

一：Linux 操作系统的引导，及systemd单元

1.1 引导过程

（1 ），开机自检

开机后，将根据主板BIOS 中的设置对硬件进行检测，如cpu，内存，显卡，等设备，检测第一个引导系统的设备，可以是硬盘，光驱，U盘，网络引。

 

（2），MBR 引导

当从本机硬盘中启动系统时，根据第一个硬盘的第一个扇区里的MBR设置调用GRUB启动菜单。centOS7 使用GRUB2 启动引导器

 

（3），GRUB菜单

GRUB引导程序读取GRUB的配置文件 /boot/grub2/grub.cfg，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

将内核和镜像文件系统 加载到内存中 。CentOS 7 默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17.x86 64"

 

（5），init  进程初始化

加载硬件驱动程序，内核将init 进程加载到内存中运行。init程序是在/sbin/init 中。CentOS 7 中为Systemd 

 

 1.2 系统初始化进程

1.2.1 init 进程

• 由Linux内核加载运行/sbin/init 程序
• init 进程是系统中的第一个进程 ，是所有进程的父进程
• init 进程的 PID 号永远是为1

 

1.2.2 Systemd (也被称为上帝进程）

• Systemd 是Linux 操作系统的一种init 软件
• Centos 7 中采用全新的Systemd 启动方式 ，取代传统的SysVint
• 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she11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。

 用 pstree 命令 可以查看到 进程树 

用 ps -aux 可以查看到PID号

 

 

 

 在CentOS 7 中，查看 /sbin/init  可以发现是一个指向 /lib/systemd/systemd 的软链接

 

 1.3  systemd 单元类型

单元：

在systemd,一个单元指的是让系统知道如何进行操作和管理的资源。这是systemd知道如何去处理的主要对象。这些资源使用叫作单元文件的配置文件来定义。

单元类型： 

systemd根据他们描述的资源类型来分类单元。最简单的确定单元类型的方式是使用它们的类型后缀，其被附加在资源名后面

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	描述一个文件的挂载点
Automount	.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

 

二： Linux 系统的运行级别

2.1 运行级别

CentOS 7 的 /etc/rc.d 目录下有7个 rc0-6.d 的目录，对应系统的7个运行级别（0-6）

0： 系统停机（关机）模式，系统默认运行级别不能设置为0，否则不能正常启动，一开机就自动关机。

1：单用户模式，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆，就像Windows下的安全模式登录。

2：多用户模式，没有NFS网络支持。

3：完整的多用户文本模式，有NFS，登陆后进入控制台命令行模式。

4：系统未使用，保留一般不用，在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电脑的电池用尽时，可以切换到这个模式来做一些设置。

5：图形化模式，登陆后进入图形GUI模式或GNOME、KDE图形化界面，如X Window系统。

6：重启模式，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动，就会一直开机重启开机重启。

 

 

init  运行级别

此命令可以快速切换系统的运行级别

 

2.2 查看运行级别

2.2.1 runlevel 命令

runlevel  命令可以查看到之前一次的运行级别和当前的运行级别

[root@localhost ~]# runlevel
N 5                                   #N 为null ，表示运行级别尚未改变。 5 为当前的运行级别

[root@localhost ~]# runlevel
5 3                                   # 5 表示上一次的运行级别为 5 ， 当前的运行级别为 3

 

2.2.2 who 命令

who -r 命令 可以查看到当前和上一次的运行级别

[root@localhost ~]# who -r
         运行级别 3 2021-06-22 19:46                   最近=5      #当前的运行级别是5 ，上一次的是3

 

2.2.3 systemctl 工具

systemctl 可以查看到默认的运行级别

[root@localhost ~]# systemctl get-default    #查看当前的默认运行级别
graphical.target                             #这个默认运行级别是 5 图形化模式            

 

2.3 切换运行级别

2.3.1 临时切换运行级别

（1） 使用init 命令

init 命令后面跟上运行级别，可以快速切换

[root@localhost ~]# runlevel
5 3 
[root@localhost ~]# init 5       #切换到 5 运行级别
[root@localhost ~]# runlevel
3 5

 

（2） systemctl 命令

systemctl isolate  systemd的target

运行级别与systemd 的target对应

运行级别	Systemd的target	说明
0	target(poweroff.target)	系统停机（关机）模式，系统默认运行级别不能设置为0，否则不能正常启动，一开机就自动关机。
1	rescue.target	单用户模式，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆，就像Windows下的安全模式登录。
2	multi-user.target	多用户模式，没有NFS网络支持。
3	multi-user.target	完整的多用户文本模式，有NFS，登陆后进入控制台命令行模式。
4	multi-user.target	系统未使用，保留一般不用，在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电脑的电池用尽时，可以切换到这个模式来做一些设置。
5	graphical.target	图形化模式，登陆后进入图形GUI模式或GNOME、KDE图形化界面，如X Window系统。
6	reboot.target	重启模式，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动，就会一直开机重启开机重启。

[root@localhost ~]# runlevel
3 5
[root@localhost ~]# systemctl isolate multi-user.target          #切换到运行级别3
[root@localhost ~]# runlevel
5 3
[root@localhost ~]# systemctl isolate poweroff.target             #切换到运行级别0 （关机）
Connection closing...Socket close.

 

 

2.3.2  设置默认运行级别与永久切换运行级别

(1)   systemctl    set-default    systemd的target

[root@localhost ~]# systemctl set-default  multi-user.target      #设置默认运行级别
Removed symlink /etc/systemd/system/default.target.
Created symlink from /etc/systemd/system/default.target to /usr/lib/systemd/system/multi-user.target.
[root@localhost ~]# systemctl get-default      #查看默认运行级别
multi-user.target

 

 

2  ln -fs /lib/systemd/system/运行级别target标签   /etc/systemd/system/default.target

查看默认运行级别，实际是查看软连接文件  /etc/systemd/system/default.target  。所以，可以通过修改该软连接的源文件，来修改默认运行级别

 

[root@localhost ~]# ll /etc/systemd/system/default.target      
lrwxrwxrwx. 1 root root 41 6月  23 19:04 /etc/systemd/system/default.target -> /usr/lib/systemd/system/multi-user.target

[root@localhost ~]# ls /lib/systemd/system/multi-user.target
/lib/systemd/system/multi-user.target
[root@localhost ~]# ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target  /etc/systemd/system/default.target   
#将/etc/systemd/system/default.target 强制做成 /lib/systemd/system/multi-user.target  的软连接。 
[root@localhost ~]# systemctl get-default 
multi-user.target                     #默认运行级别是 3 multi-user.target 

 

 

三：优化启动过程

3.1 ntsysv 工具

（1）特点：

• 该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
• 用于控制服务是否开机自启动

 

（2） 使用

命令行使用  ntsysv 命令进入

 

 ntsysv 工具操作：

* 号表示启用自启

空格打上 *  或者 取消* 

tab 键切换光标 到  【确定】 【取消】 或者切换回选项操作

 

3. 2  systemctl/chkconfig 命令

systemctl 不提供交互式，可视化窗口

管理单个服务效率更高

用于CentOs 7 版本

systemctl 可以用 enable 和disable  开启和关闭 服务的自动启动

用 is-enabled 查看 服务是否设置了开机自启

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd    #查看httpd 服务是否设置了开机自启
disabled                                          #httpd 没有设置开机自启

[root@localhost ~]# systemctl enable  httpd      #设置httpd开机自启
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd
enabled

[root@localhost ~]# systemctl disable  httpd      #关闭 httpd 的开机自启
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.
[root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd
disabled

 

 补充：

systemctl  [选项]  命令  服务

常用选项

--after     #在某个服务之后启动

--before   #在某个服务之前启动

#一般用于存在依赖关系的服务。

 

常用命令：

start： 立刻启动后面接的服务。

stop：立刻关闭后面接的服务。

restart：立刻重新启动后面接的 服务，就是先 stop 再 start 的意思。

reload：不关闭 服务 的情况下，重新载入配置文件，让设置生效。

enable：设置服务开机自启

disable：关闭服务开机自启。

status ： 查看服务的状态，会列出有没有正在执行、开机时是否启动等信息。

is-active： 查看服务是否在运行

is-enabled：查看服务是否开机自启。

mask：注销服务，注销之后就无法启动服务了

unmask：取消对服务的注销

[root@promote ~]# systemctl stop httpd                  #停止httpd 服务
[root@promote ~]# systemctl is-active httpd.service     #查看httpd 服务是否启用     
unknown

[root@promote ~]# systemctl start httpd                 #开启httpd 服务
[root@promote ~]# systemctl is-active httpd             #查看httpd 服务是否启用
active                                                  #已启用

[root@promote ~]# systemctl restart httpd               #重启httpd服务
[root@promote ~]# systemctl  status  httpd              #查看httpd 服务的状态
● httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; disabled; vendor preset: disabled)  ##disabled 表示此服务没有开机自启
   Active: active (running) since 三 2021-06-23 23:05:31 CST; 7s ago                          ##active （running） 表示此服务已启用
     Docs: man:httpd(8)
           man:apachectl(8)
  Process: 1960 ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID} (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 1966 (httpd)                           #主进程号
   Status: "Processing requests..."
   CGroup: /system.slice/httpd.service
           ├─1966 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─1967 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─1968 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─1969 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─1970 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           └─1971 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

6月 23 23:05:31 promote.ldns.rate.local systemd[1]: Starting The Apache HTTP ...
6月 23 23:05:31 promote.ldns.rate.local systemd[1]: Started The Apache HTTP S...       #服务日志
Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.


[root@promote ~]# systemctl  reload httpd.service         #重新加载httpd 服务的配置文件

[root@promote ~]# systemctl enable httpd.service          #设置httpd 服务开机自启
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.      
[root@promote ~]# systemctl is-enabled httpd.service     #查看httpd 服务是否开机自启 
enabled

[root@promote ~]# systemctl disable  httpd.service         #设置httpd 服务 不开机自启      
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.

[root@promote ~]# systemctl mask httpd                      #注销httpd 服务
Created symlink from /etc/systemd/system/httpd.service to /dev/null.
[root@promote ~]# systemctl  restart httpd                  #重启httpd 服务
Failed to restart httpd.service: Unit is masked.            #注销后，重启失败
[root@promote ~]# systemctl unmask httpd                    #解除httpd 服务的注销
Removed symlink /etc/systemd/system/httpd.service.
[root@promote ~]# systemctl restart httpd                   #成功重启httpd 服务
[root@promote ~]#