CentoOS 系统的启动流程

Posted 2021-01-13

简介：

   作为一个Linux运维工程师，必须要熟悉Linux系统的启动流程，才能在Linux系统出现故障时及时地发现问题，解决问题；下面将为大家介绍一下CentOS系统的系统启动流程。

CentOS启动流程

  根据上图所示，centos系统总体可分为5个阶段：POST加电自检—BOOT启动引导阶段—Grub启动引导阶段—Kernel初始化阶段—进程引导阶段(init)。

一． POST加电自检
此阶段是所有操作系统都必须的阶段，就是设备开机，主板硬件检测的阶段，

二． BOOT启动引导阶段
当硬件自检没有问题之后，Bios会按照次序查找各个引导设备，第一次有引导程序的设备，即为本次启动要用到的设备，一般为磁盘的第一个扇区，上面有MBR的系统引导加载器，MBR为用户提供了一个菜单，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载到RAM中的特定空间中，进行解压、展开，而后把系统控制权移交给内核。
而MBR的引导程序可分为三个部分，前446个字节为BootLoader的引导程序，复制引导启动操作系统；中间的64个字节为分区表，每16自己标识一个分区，一共只能有4个分区，分别为3个主分区和1个拓展分区；最后的2个自己为MBR区域的有效性标识，一般标识为55AA即有效

三． Grub启动引导阶段
GRUB(GRand Unified Bootloader简称“GRUB”）是一个来自GNU项目的多操作系统 启动程序。GRUB是多启动规范的实现，它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统，并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。GRUB可用于选择操作系统分区上的不同内核，也可用于向这些内核传递启动参数。
GRUB可分为两个版本，grub 0.x称为grub legacy；grub 1.x称为grub2。CentOS 6之前的系统一般为grub legacy，配置文件的路径为/boot/grub/grub.conf或/etc/grub.conf，CentOS 7 为grub2，配置文件的路径为/boot/grub2/gurb2.cfg或者/etc/grub2.cfg

 Grub的引导可以分为三步：
    Stage 1：mbr引导
    Stage 1_5：mbr之后的扇区，让stage1中BootLoader能识别stage2所在分区上的文件系统
    Stage 2：将主引导程序载入磁盘分区中(CentOS 6 /boot/grub/，CentOS 7 /boot/grub2)

四． Kernel初始化阶段
当系统读取到grub.conf文件中的内核启动参数后，内核随即进入内核初始化启动阶段。内核初始化进程分为四个步骤进行，首先内核会探测可识别到的所有硬件设备；接着为硬件设备加载硬件驱动程序，加载硬件驱动时，内核需要借助伪文件系统ramdisk进行加载驱动；当硬件驱动加载完成后，内核会以只读的方式挂载一个根文件系统，并且移交根文件系统给正常的系统；然后运行用户空间的第一个程序：/sbin/init，至此，内核的初始化阶段就完成了。

五． 进程引导阶段
在内核启动用户空间的第一个程序/sbin/init之后，init将全面接管centos系统，init也是所有其他进程的父进程；
Init程序在centos系统的不同版本中各不一样，在centos 5中，init程序是SysV init，其配置文件为/etc/inittab；在centos 6中，init程序是upstart，其配置文件为/etc/init/&.conf，而/etc/inittab文件仅用于定义默认运行级别；在centos 7中，init程序是systemctl，其配置文件为/usr/lib/system/或/etc/system/system/。

Init引导阶段可分为四个部分，1.设置默认运行级别；2.运行系统初始化脚本，完成系统初始化；3.关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要启动的服务；4.设置登录终端（如需启动图形界面，则启动图形界面）

1.设置默认运行级别
Centos系统的运行级别是为了系统运行或维护等目的设定的运行机制，分为7个级别，分别是
0：关机，shutdown
1：单用户模式(single user),登录用户为root用户，无须认证，为维护模式
2：多用户模式(multi user),会启动网络功能，但不会启动NFS，为维护模式
3：多用户模式(multi user),完全功能模式，文件界面
4：预留级别，目前无特别适用目的，但习惯以同3级别功能使用
5：多用户模式(multi user),完全功能模式，图形界面
6：重启，reboot
级别3和5是centos系统的默认级别，如需要进行级别切换，可以使用init+#，进行级别切 换，如需查看当前所在的运行级别可以使用who -r或runlevel命令查看

2.运行系统初始化脚本
系统初始化的脚本为/etc/rc.d/rc.sysinit脚本，脚本执行后会设置下列信息
(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

3. 关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要启动的服务
   当系统选择了启动的运行级别#后，init进程会在/etc/rc.d/rc#.d/运行对应的服务脚本，关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要启动的服务。
   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

4.设置登录终端（如需启动图形界面，则启动图形界面）
当init进程启动完对应级别下需要启动的服务后，将进入系统启动进程的最后一步，就是设置登录终端，如需要启动图形界面的，则启动图形界面，当登录终端启动完成后，centos系统的启动流程就完成了，输入正确的用户名跟密码后将可以正常使用centos系统。

以上为本人对于Centos系统启动流程的一些总结理解，如有不当之处，希望各位大神多多指导，感谢每位朋友的阅读。