Linux自学笔记——Centos启动流程

Posted 2020-10-05

 

 

      Centos启动流程大概为：POST --> Boot Sequence(Bios)--> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs (readonly)-->switchroot --> /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 --> 启动终端。

1.     POST，加电自检

POST，Power OnSelf Test，它首先对每一个设备进行检查。完成后会寻找存有引导记录的设备，找到之后读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，并由引导记录来完成系统的顺利启动。

2.     Boot Sequence（Bios）

在系统启动之前不知道计算机的系统在哪里，所以在计算机的bios上定义的设备启动顺序，它会安照设备的启动顺序去查找引导加载器。

3.     Boot Loader（MBR）

Boot loader，引导加载器，用来引导系统的启动，它把用户选定的内核加入内存空间中，把控制权交给内核。

Windows：ntloader

Linux：

LILO：LInux LOader

GRUB：GRand Uninform Bootloader

      GRUB 0.X:Grub Legacy

      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到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权移交给内核；

 

MBR：Master Boot Record 主引导记录

512bytes：

      446bytes：bootloader

      64bytes：fat

      2bytes：55AA

GRUB：

Bootloader：1st stage

Partition：filesystem driver，1_5stage

Partition：/boot/grub, 2nd stage

4.     Kernel

在Grub中选定内核进入，内核会对自身初始化：

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ramdisk加载驱动）

以只读方式挂在根文件系统；

运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

init程序的类型：

centos 5：SysV init

      配置文件：/etc/inittab

Centos 6: Upstart，但依然为/sbin/init

      配置文件：/etc/inittab：在centos6中，/etc/inittab中的只是部分配置文件，

     

      它的大多数配置文件都再init目录中:/etc/init/*.conf;注意：*.conf为upstart风格的配置文件；

     

Centso 7：Systemd

      配置文件：一部分在/usr/lib/systemd/system/目录下,

     

     另外也有在/etc/system/system目录下：

       

    Systemd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]

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

             工具程序：mkinitrd

       Centos6,7：initramfs

             工具程序：dracut，mkinitrd

5.     /sbin/init：

Centos 6：Upstart，centos 6兼容了centos 5的init

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），root用户，无需认证；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，完全功能模式；文本界面；

      4：预留级别；目前无特别使用目的，但习惯以同3级别功能使用；

      5：多用户模式，完全功能模式，图形界面；

      6：重启，reboot；

默认级别：3,5

级别切换：init #

级别查看：

      #who –r

      #runlevel

     

6.     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服务；

            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：   设定系统默认运行级别为3级别；

            si：：sysinit：/etc/rc.d/rc.sysinit    设置系统初始化方式为运行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本；

           

            10：0：wait：/etc/rc.d/rc 0

            11：1：wait：/etc/rc.d/rc 1

            ……

            16：6：wait：/etc/rc.d/rc 6

                  意味着去启动或关闭相对应级别的/etc/rc.d/rc#.d/目录下的服务脚本所控制服务；

K*：要停止的服务；K##*，优先级，数字越小，越是优先关闭；依赖的服务先关闭，而后关闭的服务是被依赖的；

S*：要启动的服务；S##*，优先级，数字越小，越是优先启动；被依赖的服务先启动，而依赖的服务后启动；

           

      rc脚本：接受一个运行级别数字为参数；

           

    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

7.     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以及软raid设备；

9）激活swap设备；

10）加载额外设备的驱动程序；

11）清理操作；

8.     启动服务；

    /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}

chkconfig命令：管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态；

查看：chkconfig --list [name]

      查看全部服务在各级别下的状态：

      

      查看指定服务在各级别下的状态：

     

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 NN NN

            #description:

删除：chkconfig --del name

修改指定的链接类型：

      chkconfig [--level LEVELS] name<on|off|reset>

            --level LEVELS：指定要控制的级别；默认为2345；

     

NOTE:正常级别下，最后一个启动项的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本，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机自动运行时，直接放置于此脚本文件中即可。

9.     设置登录终端：

tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingettytty1

... ...

tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingettytty6

（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；

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/etc/rc.d/rc.sysinit,完成系统的初始化；

关闭对应级别下的需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务；

设置登录终端