Linux-系统启动和内核管理
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux-系统启动和内核管理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本章内容
CentOS 5和6的启动流程
服务管理
Grub管理
自制Linux
启动排错
编译安装内核
CentOS7启动流程
Unit介绍
服务管理和查看
启动排错
破解口令
修复grub2
Linux组成
Linux: kernel+rootfs
kernel: 进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能
rootfs:程序和glibc
库：函数集合, function, 调用接口（头文件负责描述）
过程调用：procedure，无返回值
函数调用：function
程序：二进制执行文件
内核设计流派：
单内核(monolithic kernel)：Linux
把所有功能集成于同一个程序
微内核(micro kernel)：Windows, Solaris
每种功能使用一个单独子系统实现
内核
Linux内核特点：
支持模块化：.ko（内核对象）
如：文件系统，硬件驱动，网络协议等
例如/usr/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko.x
支持内核模块的动态装载和卸载
组成部分：
核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
ramdisk：辅助的伪根系统
CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img
rd意思是ramdisk
ramfs意思是ramfilesystem
模块文件：/lib/modules/VERSION-release
实验：
centos6,7上/boot/initramfs-2.6.32-696.e16.x86_64.img损坏的修复
重启机器，从光盘引导，进救援模式
chroot /mnt/sysimage
mkinitrd /boot/initramfs-`uname -r`.img `uname -r`
sync
sync
sync
exit
exit
reboot
实验：
centos6,7上/boot/vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64修复
重启机器，从光盘引导，进救援模式
chroot /mnt/sysimage
ls /run/install/repo/isolinux/
cp /run/install/repo/isolinux/vmlinuz /mnt/sysimage/boot/vmlinuz-`uname -r`
sync
sync
sync
exit
exit
reboot
CentOS6启动流程
CentOS6启动流程
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
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
启动流程
POST：Power-On-Self-Test，加电自检，是BIOS功能的一个主要部分。负责完成对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘、CD-ROM光驱等硬件情况的检测。
ROM：BIOS，Basic Input and Output System，保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置、开机加电自检程序和系统启动自举程序等。
RAM：CMOS互补金属氧化物半导体，保存各项参数的设定
按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备为本次启动设备
bootloader: 引导加载器，引导程序
windows: ntloader，仅是启动OS
Linux：功能丰富，提供菜单，允许用户选择要启动系统或不同的内核版本；把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核
LILO：LInux LOader
GRUB: GRand Unified Bootloader
GRUB 0.X: GRUB Legacy， GRUB2
MBR:
446: bootloader, 64: 分区表, 2: 55AA
GRUB:
primary boot loader : 1st stage，1.5 stage
secondary boot loader ：2nd stage，分区文件
kernel：
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（借助于ramdisk加载驱动）
以只读方式挂载根文件系统
运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init
ramdisk：
内核中的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问，并加载相应的硬件驱动
ramdisk --> ramfs 提高速度
CentOS 5: initrd
工具程序：mkinitrd
CentOS 6，7: initramfs
工具程序：mkinitrd, dracut
系统初始化：
POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) --> init（systemd）
ramdisk管理
ramdisk文件的制作：
(1) mkinitrd命令
为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件
mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
(2) dracut命令
为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件
dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
系统启动流程
init程序的类型：
SysV: init, CentOS 5之前
配置文件：/etc/inittab
Upstart: init,CentOS 6
配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf
Systemd：systemd, CentOS 7
配置文件：/usr/lib/systemd/system
/etc/systemd/system
启动流程
/sbin/init CentOS6之前
运行级别：为系统运行或维护等目的而设定；0-6：7个级别
0：关机
1：单用户模式(root自动登录), single, 维护模式
2: 多用户模式，启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式
3：多用户模式，正常模式；文本界面
4：预留级别；可同3级别
5：多用户模式，正常模式；图形界面
6：重启
默认级别： 3, 5
切换级别：init #
查看级别：runlevel ; who -r
init初始化
init读取其初始化文件：/etc/inittab
初始运行级别(RUN LEVEL)
系统初始化脚本
对应运行级别的脚本目录
捕获某个关键字顺序
定义UPS电源终端/恢复脚本
在虚拟控制台生成getty
在运行级别5初始化X
CentOS 5的inittab文件
配置文件：/etc/inittab
每一行定义一种action以及与之对应的process
id:runlevel:action:process
action:
wait: 切换至此级别运行一次
respawn：此process终止，就重新启动之
initdefault：设定默认运行级别；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
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
id:3:initdefault:
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1...
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
CentOS 6 /etc/inittab和相关文件
/etc/inittab
设置系统默认的运行级别
id:3:initdefault:
示例：
破解CentOS5和6的root口令
/etc/init/control-alt-delete.conf
/etc/init/tty.conf
/etc/init/start-ttys.conf
/etc/init/rc.conf
/etc/init/prefdm.conf
启动流程
/etc/rc.d/rc.sysinit: 系统初始化脚本
(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) 激活swap设备
(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
(9) 激活lvm及software raid设备
(10) 加载额外设备的驱动程序
(11) 清理操作
说明：rc N --> 意味着读取/etc/rc.d/rcN.d/
K*: K##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为依赖到别的服务
S*: S##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为被依赖到的服务
for srv in /etc/rc.d/rcN.d/K*; do
$srv stop
done
for srv in /etc/rc.d/rcN.d/S*; do
$srv start
done
chkconfig命令
chkconfig命令
查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形：
chkconfig [--list] [name]
添加：
SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)
chkconfig --add name
#!/bin/bash
#LLLL 表示初始在哪个级别下启动，-表示都不启动
# chkconfig: LLLL nn nn
删除：
chkconfig --del name
修改指定的链接类型
chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>
--level LLLL: 指定要设置的级别；省略时表示2345
ntsysv命令
作业：一键编译安装httpd后定义httpd为服务
/etc/rc*.d/S99local这个脚本是兜底用的，一般最后启动，如果想让某程序开机自动启动，可写入/etc/(rc.d/)rc.local中
service --status-all可查看所有服务的状态
xinetd管理的服务
service 命令：手动管理服务
service 服务 start|stop|restart
service --status-all
瞬态（Transient）服务被xinetd进程所管理
进入的请求首先被xinetd代理
配置文件：/etc/xinetd.conf、/etc/xinetd.d/<service>
与libwrap.so文件链接
用chkconfig控制的服务：
chkconfig tftp on
启动流程
注意：正常级别下，最后启动一个服务S99local没有链接至/etc/rc.d/init.d一个服务脚本，而是指向了/etc/rc.d/rc.local脚本
不便或不需写为服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d/目录，且又想开机时自动运行的命令，可直接放置于/etc/rc.d/rc.local文件中
?/etc/rc.d/rc.local在指定运行级别脚本后运行
?可以根据情况，进行自定义修改
CentOS 7中也可以用rc.local，不过要加chmod +x权限
1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2
...
6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
mingetty会自动调用login程序
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon
启动过程
总结：/sbin/init --> (/etc/inittab) --> 设置默认运行级别 --> 运行系统初始脚本、完成系统初始化 --> (关闭对应下需要关闭的服务)启动需要启动服务 --> 设置登录终端
CentOS 6 init程序为: upstart, 其配置文件：
/etc/inittab, /etc/init/*.conf，配置文件的语法 遵循 upstart配置文件语法格式，和CentOS5不同
grub legacy
CentOS 6启动流程：
POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本rc.sysinit --> 关闭或启动对应级别的服务 --> 启动终端
grub: GRand Unified Bootloader
grub 0.97: grub legacy
grub 2.x: grub2
grub legacy:
stage1: mbr
stage1_5: mbr之后的扇区，让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统
stage2：磁盘分区(/boot/grub/)
grub安装
安装grub：
(1) grub-install
安装grub stage1和stage1_5到/dev/DISK磁盘上，并复制GRUB相关文件到 DIR/boot目录下
grub-install --root-directory=DIR /dev/DISK
(2) grub
grub> root (hd#,#)
grub> setup (hd#)
实验：
grub的1阶段，1.5阶段和2阶段分别破坏后修复
1、破坏grub的1阶段
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
重启后现象如下，提示找不到系统了
恢复方法：
1）重启系统，从光盘引导，选第3项，进入救援模式 
2）选语言，默认的English就行
3）选键盘，默认的美式键盘us就行
4）是否启动网络端口，这里不需要用到网络，选No
5）选Continue，让硬盘系统自动挂载到/mnt/sysimage目录下
6）选OK
7）选OK
8）选默认的第1项shell，OK，进入bash-4.1#提示符
9）在提示符下输以下命令
chroot /mnt/sysimage 切换根目录，换根前后可以df对比一下，发现根目录已切换
grub-install /dev/sda 修复grub
exit 修复完成，exit退出
exit
reboot 重启后恢复
2、破坏grub的1.5阶段
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=13824 count=1 seek=512
重启后现象如下
恢复方法与破坏1阶段的恢复方法完全一样，进入救援模式：
chroot /mnt/sysimage
grub-install /dev/sda
exit
exit
reboot重启后恢复
3、破坏grub的2阶段
rm -rf /boot/grub/*
重启后现象如下
恢复方法：重启进入救援模式
chroot /mnt/sysimage
grub-install /dev/sda
vim /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=3
title CentOS 6 (2.6.32-696.el6.x86_64)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 ro root=/dev/sda2
initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img
exit
exit
reboot重启后恢复
注意：kernel这行的root=/dev/sda2写根所在的分区，可以写UUID，即root=UUID=根分区的UUID
实验：
删除/boot/*并恢复：
rm -rf /boot/*
重启后现象如下
进入救援模式
方法1：
chroot /mnt/sysimage
mkdir /mnt/cdrom
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
cp /mnt/boot/vmlinuz /boot/
mkinitrd initramfs-`uname -r`.img `uname -r`
grub-install /dev/sda
vim /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=5
title linux
kernel /vmlinuz-:r!uname -r root=/dev/sda2 ro selinux=0
initrd /initramfs-:r!uname -r.img
方法2：
mkdir /mnt/cdrom
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/kernel-VERSION.rpm --root=/mnt/sysimage --force
ls /mnt/sysimage/boot
chroot /mnt/sysimage
grub-install /dev/sda
vi /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=3
title linux
kernel /vmlinuz-$(uname -r) root=/dev/sda2
initrd /initramfs-$(uname-r).img
实验：
删除/boot/*和/etc/fstab并恢复
重启后画面如下
进救援模式，发现硬盘的根分区已无法自动挂载到/mnt/sysimage上，如下图
恢复方法是手动找到/分区并挂载，手写/etc/fstab
vim /etc/fstab
/dev/sda1 /boot ext4 defaults 0 0
/dev/sda2 / ext4 defaults 0 0
/dev/sda3 /data ext4 defaults 0 0
/dev/sda5 swap swap defaults 0 0
这个根据自己机子的情况来写就行
再重启后进入救援模式，发现根分区可以自动挂载到/mnt/sysimage目录上了，接下来再按上边的方法修复/boot目录就行
实验：lvm环境下的rm -rf /etc/fstab /boot/*，恢复之
进救援模式
mkdir /mnt/rootfs
vgchange -ay 使逻辑卷从inactive状态变为active
mount /dev/VolGroup/lv_root /mnt/rootfs
之后步骤同上
实验：rm -f /sbin/init，恢复之
现象：内核能起来，有个能输东西的提示符，系统起不来
方法1：进救援模式，手配一个地址，让网络能通，然后用scp从别的机器上拷过来
方法2：rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/upstart-XXX --root=/mnt/sysimage --force
或rpm2cpio /mnt/cdrom/Packages/upstart-XXX | cpio -idv ./sbin/init解包出来，然后cp ./sbin/init /mnt/sysimage/sbin/
实验：CentOS 6下/boot/grub下的文件，如果没有修复过grub，那么除了grub.conf和splash.xpm.gz，那么没有其他的文件也能启动，但是如果用grub-install /dev/sda或者grub命令修复过，那么其他的文件也是需要的
实验：
更改启动时的背景图片splash.xpm.gz
grub legacy
配置文件：/boot/grub/grub.conf <-- /etc/grub.conf
stage2及内核等通常放置于一个基本磁盘分区
功用：
(1) 提供启动菜单、并提供交互式接口
a：内核参数
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操作系统
允许传递参数给内核
可隐藏启动菜单
(3) 为菜单提供了保护机制
为编辑启动菜单进行认证
为启用内核或操作系统进行认证
grub的命令行接口
help: 获取帮助列表
help KEYWORD: 详细帮助信息
find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：
root (hd#,#)
kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 设定本次启动时用到的内核文件；额外还可添加许多内核支持使用的cmdline参数
例如：max_loop=100 selinux=0 init=/path/to/init
initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 设定为选定的内核提供额外文件的ramdisk
boot: 引导启动选定的内核
cat /proc/cmdline 内核参数
内核参数文档:/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.32/Documentation/kernel-parameters.txt
识别硬盘设备
(hd#,#)
hd#: 磁盘编号，用数字表示；从0开始编号
#: 分区编号，用数字表示; 从0开始编号
(hd0,0) 第一块硬盘，第一个分区
手动在grub命令行接口启动系统
grub> root (hd#,#)
grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE
grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
grub> boot
grub legacy配置文件
配置文件：/boot/grub/grub.conf
default=#: 设定默认启动的菜单项；落单项(title)编号从0开始
timeout=#：指定菜单项等待选项选择的时长
splashimage=(hd#,#)/PATH/XPM_FILE：菜单背景图片文件路径
password [--md5] STRING: 启动菜单编辑认证
hiddenmenu：隐藏菜单
title TITLE：定义菜单项“标题”, 可出现多次
root (hd#,#)：查找stage2及kernel文件所在设备分区；为grub的根
kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]：启动的内核
initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 内核匹配的ramfs文件
password [--md5|--encrypted ] STRING: 启动选定的内核或操作系统时进行认证
grub加密
生成grub口令
grub-md5-crypt（md5算法，在grub.conf里写的格式是password --md5 ）
grub-crypt（sha512算法，在grub.conf里写的格式是password --encrypted）
破解root口令：
启动系统时，设置其运行级别1
进入单用户模式：
(1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title，而后使用e命令)
(2) 在选定的kernel后附加
1, s, S或single都可以
(3) 在kernel所在行，键入“b”命令
grub-crypt采用的是sha512算法，在grub.conf里写的格式是password --encrypted passwd
自制linux系统
分区并创建文件系统
fdisk /dev/sdb
分两个必要的分区
/dev/sdb1对应/boot /dev/sdb2对应根 /
mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkfs.ext4 /dev/sdb2
挂载boot
mkdir /mnt/boot 子目录必须为boot
mount /dev/sdb1 /mnt/boot
安装grub
grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb
恢复内核和initramfs文件
cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 /mnt/boot/
cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img /mnt/boot
建立grub.conf
vim /mnt/boot/grub.conf
title wanglinux
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img
chroot /mnt/sysroot
创建一级目录
mkdir /mnt/sysroot
mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot
mkdir -pv /mnt/sysroot/{etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,sys,proc,opt,home,root,boot,dev,mnt,media}
复制bash和相关库文件
复制相关命令及相关库文件
如：ifconfig,insmod,ping,mount,ls,cat,df,lsblk,blkid等
modinfo e1000，查看网卡驱动所在目录，然后把网卡驱动拷过去
机器起来后，insmod /lib/e1000.ko加载网卡驱动，测试能ping通
实验：自制linux，启动自动配置IP
救援环境
在根文件系统无法使用时需要，如/bin/mount删除
对系统没有特殊要求
从光盘引导（boot.iso或者安装光盘#1）
从USB盘（由boot.iso制作）引导
文件系统重组
Anaconda将会询问是否应该挂载文件系统
/mnt/sysimage/*
/mnt/stage2
$PATH包括硬盘的目录
文件系统节点
提供系统特定的设备文件
mknod了解major/minor
系统配置文件丢失修复
系统在引导期间，很重要的一个过程就是init进程读取其配置文件/etc/inittab，启动系统基本服务程序及默认运行级别的服务程序完成系统引导，如果/etc/inittab误删除或修改错误，Linux将无法正常启动。此时，只有通过救援模式才可以解决此类问题。
?有备份文件的回复方法
?没有备份文件的恢复办法
有备份文件的恢复办法：
进入救援模式，执行chroot命令后，如果有此文件的备份（强烈建议系统中的重要数据目录，如/etc、/boot等要进行备份），直接将备份文件拷贝回去，退出重启即可。如果是配置文件修改错误，如比较典型的/boot/grub/grub.conf及/etc/passwd的文件修改错误，也可以直接修正恢复。假设有备份文件/etc/inittab.bak，则在救援模式下执行：
chroot /mnt/sysimage
cp /etc/inittab.bak /etc/inittab
没有备份文件的恢复办法
如果一些配置文件丢失或软件误删除，且无备份，可以通过重新安装软件包来恢复，首先查找到/etc/inittab属于哪一个RPM包
chroot /mnt/sysimage
rpm -qf /etc/inittab
initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64
exit 退出chroot模式
挂载存放RPM包的安装光盘（在救援模式下，光盘通常挂载在/mnt/source目录下）
mount /dev/sr0 /mnt/source
CentOS6系统的RPM包存放在光盘Package目录下，要修复的硬盘系统的根目录在/mnt/sysimage下，需要使用--root选项指定其位置。覆盖安装/etc/inittab文件所在的RPM包：
rpm -ivh --replacepkgs | force /mnt/source/Packages/
initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm
其中的rpm命令选项“--replacepkgs”表示覆盖安装，执行完成后，即已经恢复了此文件
如果想只提取RPM包中的/etc/inittab文件进行恢复，可以在进入救援模式后，执行命令：
rpm2cpio /mnt/source/Packages/initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm| cpio -idv ./etc/inittab
cp etc/inittab /mnt/sysimage/etc
注意此命令执行时不能将文件直接恢复至/etc目录，只能提取到当前目录下，且恢复的文件名称所在路径要写完整的路径。提取文件成功后，将其复制到根分区所在的/mnt/sysimage目录下相应位置即可
/proc目录
/proc目录：
内核把自己内部状态信息及统计信息，以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出
参数：只读：输出信息
可写：可接受用户指定“新值”来实现对内核某功
能或特性的配置
/proc/sys
(1) sysctl命令用于查看或设定此目录中诸多参数
sysctl -w path.to.parameter=VALUE
sysctl -w kernel.hostname=mail.magedu.com
(2) echo命令通过重定向方式也可以修改大多数参数的值
echo "VALUE" > /proc/sys/path/to/parameter
echo “websrv” > /proc/sys/kernel/hostname
sysctl命令
sysctl命令：
默认配置文件：/etc/sysctl.conf
(1) 设置某参数
sysctl -w parameter=VALUE
sysctl -w net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=0：禁ping
(2) 通过读取配置文件设置参数
sysctl -p [/path/to/conf_file]
(3) 查看所有生效参数
sysctl -a
常用的几个参数：
net.ipv4.ip_forward 允许包转发
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all 禁ping
vm.drop_caches 清除缓存
其他一些参数
net.ipv4.ip_default_ttl = 64：默认TTL值
kernel.shmmax = 68719476736：共享内存的段大小(bytes)，因为Oracle数据库对内存的需求是比较大的，我们希望充分地利用内存空间，这个参数可以相应地调大
net.ipv4.tcp_syn_retries = 5：TCP的syn同步的重试次数，如果想提高成功率，这个值可以相应调大
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 60：TCP的fin挥手包超时时间，这个值调小有利于高并发
net.ipv4.tcp_syncookies = 1：如果发现syn连接过多的话，会尝试用cookie进行处理，防止syn攻击，默认是开启的，建议开启
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets timeout = 65536：timeout状态的TCP连接的最大数量，可以调小，例如调成6000，节约服务器资源，从而能响应更多的用户请求
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 512：TCP最大的syn等待队列，可调大，比如调成5120，提高并发响应量
net.ipv4.ip_local_port_range = 32768 60999：表示对外连接的客户端端口范围，最小值的32768可调小一些，比如调成10000，以增加可用端口号，常用于代理服务器
time cmd 计算命令cmd所花的时间
/sys目录
/sys目录：
sysfs：为用户使用的伪文件系统，输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息，也有内核对硬件特性的设定信息；有些参数是可以修改的，用于调整硬件工作特性
udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需要设备文件，udev是运行用户空间程序
专用工具：udevadmin, hotplug
udev为设备创建设备文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目录下
内核编译
单内核体系设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点，为内核引入模块化机制
内核组成部分：
kernel: 内核核心，一般为bzImage，通常在/boot目录下，名称为vmlinuz-VERSION-RELEASE
kernel object: 内核对象，一般放置于
/lib/modules/VERSION-RELEASE/
[ ]: N（不安装）
[M]: M（以模块的形式安装）
[*]: Y（集成于内核中）
辅助文件：ramdisk
initrd
initramfs
内核版本
运行中的内核：
uname命令：
uname - print system information
uname [OPTION]...
-n: 显示节点名称
-r: 显示VERSION-RELEASE
-a:显示所有信息
内核模块命令
lsmod命令：
显示由核心已经装载的内核模块
显示的内容来自于: /proc/modules文件
modinfo命令：
显示模块的详细描述信息
modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename... ]
-n: 只显示模块文件路径
-p: 显示模块参数
-a: author
-d: description
-l: license
lsmod |grep xfs;modinfo xfs
内核模块管理
modprobe命令：
装载或卸载内核模块
modprobe [ -C config-file ] [ modulename ] [ module parame-ters... ]
配置文件：/etc/modprobe.conf, /etc/modprobe.d/*.conf
modprobe [ -r ] modulename…
depmod命令：
内核模块依赖关系文件及系统信息映射文件的生成工具
装载或卸载内核模块：
insmod命令：指定模块文件，不自动解决依赖模块
insmod [ filename ] [ module options... ]
insmod `modinfo -n exportfs`
lnsmod `modinfo -n xfs`
rmmod命令：卸载模块
rmmod [ modulename ]
rmmod xfs
rmmod exportfs
编译内核
前提：
(1) 准备好开发环境
(2) 获取目标主机上硬件设备的相关信息
(3) 获取目标主机系统功能的相关信息
例如:需要启用相应的文件系统
(4) 获取内核源代码包
www.kernel.org
开发环境准备
包组(CentOS 6)：
Server Platform Development
Development Tools
目标主机硬件设备相关信息：
CPU：
cat /proc/cpuinfo
x86info -a
lscpu
硬件设备
PCI设备：
lspci
-v
-vv
lsusb
-v
-vv
lsblk 块设备
了解全部硬件设备信息
hal-device:CentOS6
内核编译安装系统
安装开发包组
下载源码文件
.config：准备文本配置文件
make menuconfig：配置内核选项
make [-j #]
make modules_install：安装模块
make install ：安装内核相关文件
安装bzImage为/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
生成initramfs文件
编辑grub的配置文件
编译安装内核示例
tar xf linux-3.10.67.tar.xz -C /usr/src
cd /usr/src
ln -sv linux-3.10.67 linux
cd /usr/src/linux
cp /boot/config-$(uname -r) ./.config
make help
make menuconfig
make -j 2
make modules_install
make install
reboot
编译内核
(1) 配置内核选项
支持“更新”模式进行配置：make help
(a) make config：基于命令行以遍历的方式去配置内核中可配置的每个选项
(b) make menuconfig：基于curses的文本窗口界面
(c) make gconfig：基于GTK (GNOME）环境窗口界面
(d) make xconfig：基于QT(KDE)环境的窗口界面
支持“全新配置”模式进行配置
(a) make defconfig：基于内核为目标平台提供的“默认”配置进行配置
(b) make allyesconfig: 所有选项均回答为“yes“
(c) make allnoconfig: 所有选项均回答为“no“
make menuconfig可以配置支持ntfs格式，在进入menuconfig后选File systems ---> DOS/FAT/NT Filesystems ---> NTFS file system support，把这项和其下的NTFS write support都点上，不过点上了也不一定支持写功能。
用epel源安装ntfs-3g可支持ntfs文件系统写功能，安装ntfsprogs可支持mkfs.ntfs
(2) 编译
全编译:make [-j #]
编译内核的一部分功能：
(a) 只编译某子目录中的相关代码
cd /usr/src/linux
make dir/
(b) 只编译一个特定的模块
cd /usr/src/linux
make dir/file.ko
例如：只为e1000编译驱动：
make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko
如何交叉编译内核：
编译的目标平台与当前平台不相同
make ARCH=arch_name
要获取特定目标平台的使用帮助
make ARCH=arch_name help
make ARCH=arm help
内核编译
在已经执行过编译操作的内核源码树做重新编译
需要事先清理操作：
make clean：清理大多数编译生成的文件，但会保留config文件等
make mrproper: 清理所有编译生成的文件、config及某些备份文件
make distclean：mrproper、patches以及编辑器备份文件
卸载内核
删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码
删除/boot目录下启动的内核和内核映像文件
更改grub的配置文件，删除不需要的内核启动列表
练习
1、破解root口令，并为grub设置保护功能
2、破坏本机grub stage1，而后在救援模式下修复之
3、删除vmlinuz和initramfs文件后无法启动,两种方法恢复之
4、增加新硬盘，在其上制作能单独运行kernel和bash的系统
5、在U盘上定制linux，使其可启动系统，并具有网络功能
6、删除/etc/fstab和/boot目录的所有文件，并恢复之
7、编译安装kernel，启用支持ntfs文件系统功能
练习的答案上边都做过了，可以往上翻一翻
systemd
POST --> Boot Sequence --> Bootloader --> kernel + initramfs(initrd) --> rootfs --> /sbin/init
init: CentOS 5: SysV init
CentOS 6: Upstart
CentOS 7: Systemd
Systemd：系统启动和服务器守护进程管理器，负责在系统启动或运行时，激活系统资源，服务器进程和其它进程
Systemd新特性：
系统引导时实现服务并行启动
按需启动守护进程
自动化的服务依赖关系管理
同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务
系统状态快照
核心概念：unit
unit表示不同类型的systemd对象，通过配置文件进行标识和配置；文件中主要包含了系统服务、监听socket、保存的系统快照以及其它与init相关的信息
配置文件：
/usr/lib/systemd/system:每个服务最主要的启动脚本设置，类似于之前的/etc/init.d/
/run/systemd/system：系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行
/etc/systemd/system：管理员建立的执行脚本，类似于/etc/rc.d/rcN.d/Sxx类的功能，比上面目录优先运行
Unit类型
Systemctl -t help 查看unit类型
Service unit: 文件扩展名为.service, 用于定义系统服务（用得最多）
Target unit: 文件扩展名为.target，用于模拟实现运行级别
Device unit: .device, 用于定义内核识别的设备
Mount unit: .mount, 定义文件系统挂载点
Socket unit: .socket, 用于标识进程间通信用的socket文件，也可在系统启动时，延迟启动服务，实现按需启动
Snapshot unit: .snapshot, 管理系统快照
Swap unit: .swap, 用于标识swap设备
Automount unit: .automount，文件系统的自动挂载点
Path unit: .path，用于定义文件系统中的一个文件或目录使用,常用于当文件系统变化时，延迟激活服务，如：spool 目录
特性
关键特性：
基于socket的激活机制：socket与服务程序分离
基于d-bus的激活机制：
基于device的激活机制：
基于path的激活机制：
系统快照：保存各unit的当前状态信息于持久存储设备中
向后兼容sysv init脚本
不兼容：
systemctl命令固定不变，不可扩展
非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信和控制
管理服务
管理系统服务：
CentOS 7: service unit
注意：能兼容早期的服务脚本
命令：systemctl COMMAND name.service
启动：service name start ==> systemctl start name.service
停止：service name stop ==> systemctl stop name.service
重启：service name restart ==> systemctl restart name.service
状态：service name status ==> systemctl status name.service
条件式重启：已启动才重启，否则不做操作
service name condrestart ==> systemctl try-restart name.service
重载或重启服务：先加载，再启动
systemctl reload-or-restart name.service
重载或条件式重启服务：
systemctl reload-or-try-restart name.service
禁止自动和手动启动：
systemctl mask name.service
取消禁止：
systemctl unmask name.service
[[email protected] ~]#systemctl mask atd
Created symlink from /etc/systemd/system/atd.service to /dev/null
[[email protected] ~]#systemctl start atd
Failed to start atd.service: Unit is masked.
[[email protected] ~]#systemctl unmask atd
Removed symlink /etc/systemd/system/atd.service.
服务查看
查看某服务当前激活与否的状态：
systemctl is-active name.service（能影响$?变量，作条件判断）
查看所有已经激活的服务：
systemctl list-units --type|-t service
查看所有服务：
systemctl list-units --type service --all|-a
chkconfig命令的对应关系：
设定某服务开机自启：
chkconfig name on ==> systemctl enable name.service
设定某服务开机禁止启动：
chkconfig name off ==> systemctl disable name.service
查看所有服务的开机自启状态：
chkconfig --list ==> systemctl list-unit-files --type service
用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用
chkconfig sshd -list ==>
ls /etc/systemd/system/*.wants/sshd.service
查看服务是否开机自启：
systemctl is-enabled name.service
其它命令：
查看服务的依赖关系：
systemctl list-dependencies name.service
杀掉进程：
systemctl kill unitname
服务状态
systemctl list-unit-files --type service --all显示状态
loaded:Unit配置文件已处理
active(running):一次或多次持续处理的运行
active(exited):成功完成一次性的配置
active(waiting):运行中，等待一个事件
inactive:不运行
enabled:开机启动
disabled:开机不启动
static:开机不启动，但可被另一个启用的服务激活
例：nfs服务依赖于rpcbind服务，在CentOS 7上启动nfs-server会自动启动rpcbind，但CentOS 6上启动nfs要手动启动rpcbind
systemctl命令示例
显示所有单元状态
systemctl 或 systemctl list-units
只显示服务单元的状态
systemctl --type=service
显示sshd服务单元
systemctl -l status sshd.service
验证sshd服务当前是否活动
systemctl is-active sshd
启动，停止和重启sshd服务
systemctl start sshd.service
systemctl stop sshd.service
systemctl restart sshd.service
systemctl 命令示例
例：systemd代替telnet-server来监听23端口，当有telnet连接时，telnet-server才启动
重新加载配置
systemctl reload sshd.service
列出活动状态的所有服务单元
systemctl list-units --type=service
列出所有服务单元
systemctl list-units --type=service --all
查看服务单元的启用和禁用状态
systemctl list-unit-files --type=service
列出失败的服务
systemctl --failed --type=service
列出依赖的单元
systemctl list-dependencies sshd
验证sshd服务是否开机启动
systemctl is-enabled sshd
禁用network，使之不能自动启动,但手动可以
systemctl disable network
启用network
systemctl enable network
禁用network，使之不能手动或自动启动
systemctl mask network
启用network
systemctl unmask network
service unit文件格式
/etc/systemd/system：系统管理员和用户使用/usr/lib/systemd/system：发行版打包者使用
以 “#” 开头的行后面的内容会被认为是注释
相关布尔值，1、yes、on、true 都是开启，0、no、off、false 都是关闭
时间单位默认是秒，所以要用毫秒（ms）分钟（m）等须显式说明
service unit file文件通常由三部分组成：
?[Unit]：定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等
?[Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型
?[Install]：定义由“systemctl enable”以及"systemctl disable“命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项
Unit段的常用选项：
Description：描述信息
After：定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚于哪些unit启动，其功能与Before相反
Requires：依赖到的其它units，强依赖，被依赖的units无法激活时，当前unit也无法激活
Wants：依赖到的其它units，弱依赖
Conflicts：定义units间的冲突关系
Service段的常用选项：
Type：定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型
?simple：默认值，这个daemon主要由ExecStart接的指令串来启动，启动后常驻于内存中
?forking：由ExecStart启动的程序透过spawns延伸出其他子程序来作为此daemon的主要服务。原生父程序在启动结束后就会终止
?oneshot：与simple类似，不过这个程序在工作完毕后就结束了，不会常驻在内存中
?dbus：与simple类似，但这个daemon必须要在取得一个D-Bus的名称后，才会继续运作.因此通常也要同时设定BusNname= 才行
?notify：在启动完成后会发送一个通知消息。还需要配合 NotifyAccess 来让 Systemd 接收消息
?idle：与simple类似，要执行这个daemon必须要所有的工作都顺利执行完毕后才会执行。这类的daemon通常是开机到最后才执行即可的服务
?
EnvironmentFile：环境配置文件
ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径
ExecStartPre： ExecStart前运行
ExecStartPost： ExecStart后运行
ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本
Restart：当设定Restart=1 时，则当次daemon服务意外终止后，会再次自动启动此服务
Install段的常用选项：
?Alias：别名，可使用systemctl command Alias.service
?RequiredBy：被哪些units所依赖，强依赖
?WantedBy：被哪些units所依赖，弱依赖
?Also：安装本服务的时候还要安装别的相关服务
注意：对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启
systemctl daemon-reload
服务Unit文件示例：
vim /etc/systemd/system/bak.service
[Unit]
Description=backup /etc
Requires=atd.service
[Service]
Type=simple
ExecStart=/bin/bash -c "echo /testdir/bak.sh|at now"
[Install]
WantedBy=multi-user.target
systemctl daemon-reload
systemctl start bak
运行级别
target units：
unit配置文件：.target
ls /usr/lib/systemd/system/*.target
systemctl list-unit-files --type target --all
运行级别：
0 ==> runlevel0.target, poweroff.target
1 ==> runlevel1.target, rescue.target
2 ==> runlevel2.target, multi-user.target
3 ==> runlevel3.target, multi-user.target
4 ==> runlevel4.target, multi-user.target
5 ==> runlevel5.target, graphical.target
6 ==> runlevel6.target, reboot.target
查看依赖性：
systemctl list-dependencies graphical.target
级别切换：init N ==> systemctl isolate name.target
systemctl isolate multi-user.target
注：只有/lib/systemd/system/*.target文件中AllowIsolate=yes 才能切换(修改文件需执行systemctl daemon-reload才能生效)
查看target：
runlevel ; who -r
systemctl list-units --type target
获取默认运行级别：
/etc/inittab ==> systemctl get-default
修改默认级别：
/etc/inittab ==> systemctl set-default name.target
systemctl set-default multi-user.target
ls -l /etc/systemd/system/default.target
其它命令
切换至紧急救援模式：
systemctl rescue
切换至emergency模式：
systemctl emergency
其它常用命令：
传统命令init，poweroff，halt，reboot都成为
systemctl的软链接
关机：systemctl halt、systemctl poweroff
重启：systemctl reboot
挂起：systemctl suspend
休眠：systemctl hibernate
休眠并挂起：systemctl hybrid-sleep
CentOS7引导顺序
UEFi或BIOS初始化，运行POST开机自检
选择启动设备
引导装载程序, centos7是grub2
加载装载程序的配置文件：/etc/grub.d/ /etc/default/grub /boot/grub2/grub.cfg
加载initramfs驱动模块
加载内核选项
内核初始化，centos7使用systemd代替init
执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab
从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录
systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统
systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务
systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local
Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务
systemd执行graphical需要的服务
设置内核参数
设置内核参数，只影响当次启动
启动时，在linux16行后添加systemd.unit=desired.target
systemd.unit=emergency.target
systemd.unit=rescue.target
rescue.target 比emergency 支持更多的功能，例如日志等
systemctl default 进入默认target
启动排错
文件系统损坏
先尝试自动修复，失败则进入emergency shell
，提示用户修复
在/etc/fstab不存在对应的设备和UUID
等一段时间，如不可用，进入emergency shell
在/etc/fstab不存在对应挂载点
systemd 尝试创建挂载点，否则提示进入emergency shell.
在/etc/fstab不正确的挂载选项
提示进入emergency shell
破解CentOS7的root口令方法一
启动时任意键暂停启动
按e键进入编辑模式
将光标移动linux16开始的行，添加内核参数rd.break
按ctrl-x启动
mount -o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot
passwd root
touch /.autorelabel
exit
reboot
破解CentOS7的root口令方法二
启动时任意键暂停启动
按e键进入编辑模式
将光标移动linux16开始的行，改为rw init=/sysroot/bin/sh
按ctrl-x启动
chroot /sysroot
passwd root
touch /.autorelabel
exit
reboot
修复GRUB2
GRUB“the Grand Unified Bootloader”
引导提示时可以使用命令行界面
可从文件系统引导
主要配置文件 /boot/grub2/grub.cfg
修复配置文件
grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg
修复grub
grub2-install /dev/sda BIOS环境
grub2-install UEFI环境
调整默认启动内核
vim /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=0
例：vim /etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX这行加一项net.ifnames=0
grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg
这样系统启动以后默认网卡名就是eth*模式
例：rm -rf /boot/grub2/*后恢复
重启进救援模式
chroot /mnt/sysimage
grub2-install /dev/sda
grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg
如果不生成grub.cfg的话，重启会进到grub> 提示符，然后输：
insmod xfs
set root=(hd0,1)
linux16 /vmlinux(tab补齐) root=/dev/sda2 selinux=0
initrd16 /initramfs(tab补齐)
boot
练习
1、CentOS 7上rm -rf /boot/*后修复
答：重启后现象如下
恢复方法：进救援模式
chroot /mnt/sysimage
mkdir /mnt/cdrom
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/kernel-VERSION.rpm --force
grub2-install /dev/sda
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
sync
sync
sync
exit
exit
reboot
2、为编译安装的httpd服务，实现service unit文件
vim /etc/systemd/system/httpd.service
[Unit]
Description=The Apache HTTP Server
After=network.target
[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/data/apache/conf/httpd.conf
ExecStart=/data/apache/bin/apachectl
ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID}
[Install]
WantedBy=multi-user.target
:wq
systemctl daemon-reload
systemctl start httpd
3、破解centos7 口令
答：两种方法见上
4、修改默认的启动内核为新编译内核
答：vim /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=1（新编译的内核号）
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
5、启动时临时禁用SELinux
启动系统到选择内核界面时按e，在linux16后添加selinux=0，按Ctrl-x启动
6、启动时进入emergency模式
启动系统到选择内核界面时按e，在linux16后添加systemd.unit=emergency.target，按Ctrl-x启动
7、卸载编译安装的新内核
删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码
删除/boot目录下启动的内核和内核映像文件
更改grub的配置文件，删除不需要的内核启动列表
以上是关于Linux-系统启动和内核管理的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章