引导过程与服务器控制

一、引导过程

 1.开机自检

服务器主机开机以后，将根据主板 BIOS 中的设置对 CPU（Central Processing Unit， 中央处理器）、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

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.MBR引导

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（Master Boot Record， 

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（如 GRUB）
总结：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序

3.GRUB菜单

对于Linux操作系统来说，GRUB（GRand Unified Bootloader，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GRUB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。需要注意的是，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 

4.加载内核

Linux内核是一个预先编译好的特殊二进制文件，介于各种硬件资源与系统程序之间， 负责资源分配与调度。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。在 CentOS 系统中，默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64”
总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中

5.init进程初始化

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进程负责完成一系列的系统初始化过程，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

6.简述

开机自检：检测出第一个能够引导系统的设备
MBR引导：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序
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和路径位置
加载Linux内核：把内核和镜像文件系统加载到内存中
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

二、系统初始化进程

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
init进程的PID(进程标记)号永远为1

1.1.Centos 6 引导过程（init进程） 

1. 加载BIOS的硬件信息，获取第一个启动设备

2. 读取第一个启动设备MBR的引导加载程序(grub)的启动信息

3. 加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并尝试驱动所有的硬件设备

4. 核心执行init程序，并获取默认的运行信息

5. init程序执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件，重新挂载根文件系统

6. 启动核心的外挂模块

7. init执行运行的各个批处理文件(scripts)

8. init执行/etc/rc.d/rc.local

9. 执行/bin/login程序，等待用户登录

10. 登录之后开始以Shell控制主机

2.Systemd

Systemd是Linux操作系统的一种init软件
Centos7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
CentOS7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

2.1.Centos 7 引导过程（systemd进程） 

1.UEFi 或 BIOS 初始化，运行 POST 开机自检
2.选择启动设备
3.引导装载程序, centos7 是 grub2
4.加载装载程序的配置文件：/etc/grub.d/（根据此目录下文件设置 grub.cfg）
   /etc/default/grub（根据此文件设置 grub.cfg） /boot/grub2/grub.cfg
5.加载内核选项
6.加载 initramfs 初始化伪文件系统
（虚拟文件系统，/boot/initramfs 能通过 boot loader 加载到内存中。用于提供启动过程中的     重要内核模块。）
7.内核初始化，centos7 使用 systemd 代替 init
8.执行 initrd.target 所有单元，包括挂载/etc/fstab
9.从 initramfs 根文件系统切换到磁盘根目录
10.systemd 执行默认 target 配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
11.systemd 执行 sysinit.target 初始化系统及 basic.target 准备操作系统
12.systemd 启动 multi-user.target 下的本机与服务器服务  init 3
13.systemd 执行 multi-user.target 下的/etc/rc.d/rc.local
14.systemd 执行 multi-user.target 下的 getty.target 及登录服务
15.systemd 执行 graphical 需要的服务   init 5

2.2.Systemd单元类型

2.3.运行级别对应的Systemd目标

三、模拟故障及修复

1. 修复MBR扇区故障

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
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
解决思路：
       应提前作好备份文件
       以安装光盘引导进入急救模式
       从备份文件中恢复

MBR位于第一块硬盘( /dev/sda) 的第一个物理扇区处，总共512字节

mkfs.xfs /dev/sdb1   格式化

mount /dev/sdb1 /backup      挂载

dd if=/dev/sda  of=/backup/sda.bak bs=512 count=1  将sda中的文件备份到backup下的sda.bak

模拟故障

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

init 6   重启

选择  Troubleshooting  

进入  Rescue a centos system    ##急救模式

写入1进入”安全模式“   回车

创建一个用来挂载目录

mkdir  /tempdir  

将之前备份的盘挂载到sda.bak上

mount /dev/sdb1 /tempdir

将备份的完整的MBR引导数据覆盖到sda

dd if=/tempdir/sda.bak of=/dev/sda

退出安全模式，系统将会重启

exit

2.修复GRUB引导故障

故障原因：
       MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
       grub.conf文件丢失、引导配置有误
故障现象：
       系统引导停滞，显示“grub>”提示符
解决思路：
       尝试手动输入引导命令
       进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf
       向 MBR 扇区中重建grub程序

模拟故障1

dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1

创建一个用来挂载目录

mkdir  /backupdir  

将之前备份的盘挂载到grub.bak上

mount /dev/sdb1 /backupdir

将备份的完整的MBR引导数据覆盖到sda

dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda

退出安全模式，系统将会重启

exit

模拟故障2

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg

exit   退出
进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境
chroot /mnt/sysimage
重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区，如果有多个分区可省略
grub2-install /dev/sda
重新构建GRUB菜单的配置文件
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
退出chroot环境，并重启
exit
reboot

3.遗忘root用户密码

故障原因：
       遗忘root用户的密码
故障现象：
       无法进行需要root权限的管理操作
       若没有其他可用帐号，将无法登录系统
解决思路：
       进入急救模式，重设密码

第一种：进入急救模式修改密码 

 第二种：进入单用户模式修改root密码为例
重启开机按esc，第一行按e在启动GRUB菜单中选择编辑选项，按键 "e" 进入编辑;
编辑修改：大约在第16行找到 "ro" 将 "ro" 修改为 " rw init=/sysroot/bin/bash "；
按Ctrl+X重启，输入命令进入系统
sh-4.2#chroot /sysroot
字符集修改
###修改前可修改字符集：
sh-4.2#LANG=en_US.UTF-8
###重置root密码
sh-4.2# passwd root
#退出chroot环境，并重启
bash-4.2# exit
sh-4.2# init 6

四、系统服务控制

systemctl  控制类型  服务名称

五、Linux系统的运行级别

查看运行级别
       runlevel命令
       systemctl工具
口临时切换运行级别
       init命令
       osystemctl工具

（init的命令参数是运行级别所对应的数字systemctl的命令参数是具体的target）

显示结果中的两个字符分别表示切换前的目标、当前的目标。若之前尚未切换过运行级别，则第 1 列将显示“N”
[root@localhost ~]# runlevel 
3 5

查看系统默认的运行级别
systemctl get -default     #查看当前模式

设置永久运行级别
1n -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
systemctl set -default multi-user.target

切换为字符模式
systemctl isolate multi-user.target  或 init 3
systemctl isolate graphical.target   或 init 5

扩展
永久修改主机名
hostnamectl set-hostname newname
查看主机名的状态
hostnamectl status
设置系统语言为中文
localectl set-locale LANG=zh_CN.UTF-8
查看当前系统使用的语言
localectl [status ]

六、优化启动过程

使用systemctl工具与ntsysv的功能类似，但是systemctl不提供交互式的操作界面，它用于查询或设置系统服务的默认启动状态。当需要设置某一个服务在当前运行目标中的默认启动状态时，使用systemctl工具会更有效率。使用systemctl工具控制服务开机启停的命令格式如下：

systemctl 控制选项 服务名称 常用的选项有三种： 

 -enable：开机自动启动
 -disable：开机自动关闭
 -is-enable：查看开机启动状态

systemctl list-units --type=service       查看所有已经激活的系统服务 

systemctl list-unit-files |grep enabled  查看所有开机自启动的服务器

 七、扩展

chkconfig --list [服务名称]     ##查看服务列表

chkconfig --add 服务名称
chkconfig --level 级别列表服务名on/off
chkconfig --add httpd
chkconfig --level 35 httpd on

--level x：x为运行级别。默认情况下，on和off开关只对运行级2，3，4，5有效，reset可以对所有运行级有效

on、off、reset：用于改变service的启动信息。 on表示开启，off表示关闭，reset表示重置