CentOS 5,6 系统启动流程详解

Posted 2020-08-09

  一、linux 组成介绍

         1.linux 组成：

             Linux: kernel+rootfs（根文件系统）

                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

         2.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

        

        3. 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

                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 (出厂时，直接从光盘中拷贝而得)

                ramdisk：辅助的伪根系统

                (包含各类驱动，以供启动时加载真正的根文件系统)

                /boot/initramfs-######.img   （系统安装之时才会生成）

            

                     

      =============================================================================================================

            

        centos 6.8-initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img  简析：

                   

            （initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img 以gzip格式压缩，解压时候，需要在尾部添加.gz后缀）

            解压后：

                    

            使用cpio 解压： (  cpio -id < initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img.cpio)

                   

            initramfs 作为临时伪根文件系统，有类似于根的各类所需文件、驱动，可供启动时候加载真正的根文件系统

      ==============================================================================================================

            

        

            CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img

                    修复：

                    救援模式下，

                    chroot /mnt/sysimage

                    cd /boot

                    mkinitrd initrd-`uname -r`.img  `uname -r`     (centos5 )

                    （第二个uname -r ，是作为initrd 的参数）

                    exit 

            CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img

                    修复： （centos 6 ）

                    救援模式下，

                    chroot /mnt/sysimage

                    cd /boot

                    mkinitrd initramfs-`uname -r`.img  `uname -r`    (centos6)

                    exit 

           

            （ centos 7 需要进入grub 修复：）

            模块文件： /lib/modules/VERSION-release

                命令补充：   lsmod 查看加载的模块;

                        moinfo 查看指定模块信息

                        modprobe 加载模块;

                        rmmod  / modprobe -r  卸载模块

            

       ===============================================================================================================

二、linux 系统启动流程详解：

         1. Centos  6  启动流程

              

           

         2. 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，（加载initramfs.img）并尝

                    试驱动所有的硬件设备。

                    4.核型执行init程序并获取运行信息。

                    5.Init执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件。

                    6.启动核心的外挂模块(/etc/modprobe.conf)。

                    7.Init执行运行的各个批处理文件(scripts).

                    8.Init执行/etc/rc.d/rc.local. （出现登陆界面）

                    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。

            

        3.  启动流程详解：

             系统整体初始化流程：

                POST –> BootSequence (BIOS) –>

                Bootloader(MBR) –>（进入/boot） kernel(ramdisk) –> rootfs(只读) —

                > init（ systemd）

             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 （MBR第一个扇区）

                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（早期）

                    GRUB: GRand Unified Bootloader

                    GRUB 0.X: GRUB Legacy， GRUB2

             MBR:

                446: bootloader, 64: 分区表, 2: 55AA

                （446字节内可寻找到bootloader所在盘区）

             GRUB:（grub 目录下，存放着各阶段的备份文件）

                    primary boot loader :

                        1st stage–》 加载bootloader

                        1.5 stage–> 进入/boot目录，加载vmlinux,initramfs

    

                    secondary boot loader ：

                        2nd stage， 读取分区根文件系统

             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（可能借助于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

           4.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

                 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

                    ramdisk –> ramfs 提高速度

                    CentOS 5: initrd, 工具程序： mkinitrd

                    CentOS 6: initramfs， 工具程序： mkinitrd,  dracut(实际调用文件)

         5. 运行级别

                 运行级别配置路径： /sbin/init   （CentOS 5 ）

                    （/etc/inittab 下可以定义默认启动界面A）

                 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

             6.init 初始化过程详解

                1) init 初始化流程：

                    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

                2) CentOS5的inittab文件详解：

                     配置文件路径： /etc/inittab

            ———————————————————————————-

            Centos 5.4 —–/etc/inittab:

            # inittab       This file describes how the INIT process should set up

            #               the system in a certain run-level.

            #

            # Author:       Miquel van Smoorenburg, <[email protected]>

            #               Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes

            #

            # Default runlevel. The runlevels used by RHS are:

            #   0 – halt (Do NOT set initdefault to this)

            #   1 – Single user mode

            #   2 – Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

            #   3 – Full multiuser mode

            #   4 – unused

            #   5 – X11

            #   6 – reboot (Do NOT set initdefault to this)

            #

            id:5:initdefault:

            # System initialization.

            si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

            l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

            l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1

            l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2

            l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3

            l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4

            l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

            l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

            # Trap CTRL-ALT-DELETE

            ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

            # When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes

            # of power left.  Schedule a shutdown for 2 minutes from now.

            # This does, of course, assume you have powerd installed and your

            # UPS connected and working correctly.

            pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"

            # If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.

            pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown

            Cancelled"

            # Run gettys in standard runlevels

            1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1

            2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2

            3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3

            4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4

            5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5

            6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

            # Run xdm in runlevel 5

            x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

            ———————————————————————————

           

            centos 6—–/etc/inittab：

            # Default runlevel. The runlevels used are:

            #   0 – halt (Do NOT set initdefault to this)

            #   1 – Single user mode

            #   2 – Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

            #   3 – Full multiuser mode

            #   4 – unused

            #   5 – X11

            #   6 – reboot (Do NOT set initdefault to this)

            #

            id:5:initdefault:

            ——————————————————————————————

             每一行定义一种action以及与之对应的process

            id:runlevel:action:process

            id：它是每个登记项的标识符，用于唯一标识每个登记项，不能重复

            runlevels：系统的运行级别，表示process的action要在哪个级别下运行，该段中可以定义多个运行级别，

                  各级别之间直接写不用分隔符；如果为空，表示在所有的运行级别运行。Linux的运行级别有：

                        0：表示关机

                        1：表示单用户模式，在这个模式中，用户登录不需要密码，默认网卡驱动是不被

                        加载，一些服务不能用。

                        2：表示多用户模式，NFS服务不开启

                        3，表示命令行模式

                        4，这个模式保留未用

                        5，表示图形用户模式

                        6，表示重启系统

            action：表示对应登记项的process在一定条件下所要执行的动作。

                具体动作有：

                     respawn：当process终止后马上启动一个新的

                wait：当进入指定的runlevels后process才会启动一次，并且到离开这个

                runlevels终止

                initdefault：设定默认的运行级别，即我们开机之后默认进入的运行级别，

                        不能是0,6

                sysinit：系统初始化，只有系统开机或重新启动的时候，

                        这个process才会被执行一次

                 powerwait：当init接收到电源失败信号的时候执行相应的process，

                     并且如果init有进程在运行，会等待这个进程完成之后，再执行相应的process

                            powerfail：当init接收到电源失败信号的时候执行相应的process，并且如果

                      init有进程在运行，不会等待这个进程完成，它会直接执行相应的process

                powerokwait：电源已经故障，但是在等待执行对应操作的时候突然来电了就执行对应

                        的process

                powerfailnow：当电源故障并且init被通知UPS电源已经快耗尽执行相对应的process

                ctrlaltdel：当用户按下ctrl+alt+del这个组合键的时候执行对应的process

                boot：只有在引导过程中，才执行该进程，但不等待该进程的结束；当该进程死亡时，

                    也不重新启动该进程

                bootwait：只有在引导过程中，才执行该进程，并等待进程的结束；当该进程死亡时，

                    也不重新启动该进程

                off：如果process正在运行，那么就发出一个警告信号，等待20秒后，

                    再通过杀死信号强行终止该process。如果process并不存在那么就忽略该登记项

                once：启动相应的进程，但不等待该进程结束便继续处理/etc/inittab文件中的下一个

                    登记项；当该进程死亡时，init也不重新启动该进程

             process：表示启动哪个程序或脚本或执行哪个命令等

            —————————————————————————————–

            centos 5.4 –/etc/inittab内容示例：

            id:3:initdefault:                     # 定义默认运行级别

            si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit   # 系统初始化脚本

            l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0        #  对应不同运行级别的启动脚本

            l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1…

            l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

            ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now  #定义快捷键操作

            # 按下快捷键3秒后重启系统

            ——————————————————————————————

              3)  CentOS6 /etc/inittab和相关文件

             （CentOS6中，已经不再定义其他内容，进有默认开机启动流程，转用下列脚本来完成

              原有执行操作）

                 /etc/inittab

                    设置系统默认的运行级别

                    id:3:initdefaut:

                    /etc/init/control-alt-delete.conf    # 定义快捷键操作

                    /etc/init/tty.conf   #tty 终端配置脚本

                    /etc/init/start-ttys.conf       #登录脚本

                    /etc/init/rc.conf #运行级别配置脚本

                    /etc/init/prefdm.conf     #定义级别5中的图形界面启动的脚本

               4) /etc/rc.d/rc.sysinit

                    /etc/rc.d/rc.sysinit: 在所有运行级别下，init 依赖/rc.sysinit 进行系统初始化

                    作用：

                    (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

            5）rc 脚本

                 说明： rc N –> 意味着读取/etc/rc.d/rcN.d/下脚本

                    （服务若在指定模式下为开启，在对应级别的rc#.d 中，为S开头，反之为K开头）

                    （K/S后以字符顺序排列）

                    (目录下全部文件均为软链接，源为init.d下的对应脚本)

                    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

                    s|k 开头脚本内容示例：

                    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

      =================================================================================================================================

    三、chkconfig命令

                chkconfig命令

                （设置开启 | 关闭状态后，会在对应级别中生成 s| k 开头的服务文件）

                查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形：

                chkconfig [–list] [name]

             添加：（可添加自编服务脚本）

                1.SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)

                （无需在结尾添加.sh）

                2.服务脚本内容示例：

                           

                    #!/bin/bash

                    # chkconfig: LLLL nn mm

                    #LLLL 表示初始在哪个级别下启动， -表示都不启动

                     nn : 启动顺序号（建议自编服务号为较大数字）

                    mm : 关闭时的顺序号

                3.chmod +x …..

                4.chkconfig –add service_name

                5.service ## start 即可测试添加服务脚本

             删除：

                chkconfig –del name

            

             修改指定的链接类型

                chkconfig [–level levels] service_name <on|off|reset>

                –level LLLL: 指定要设置的级别；省略时表示2345

                eg：

                chkconfig –level 5 atd on | off

             ntsysv命令 ：（交互式服务调整，一次只能进入一个模式，默认为当前模式）

                    –level=#  可进入指定模式下调整

                    

   =====================================================================================================================================

   四、xinetd管理服务与自定义服务

           （xinetd: 超级守护进程 ， 7已经取消，仅在5、6中还存在）

            配置文件： /etc/xinetd.conf

            瞬态（ Transient）服务（非独立服务，不可独立工作）被xinetd进程所管理：

                启动|关闭：  由xinetd 检查chkconfig中对应服务配置，管理其自启动状态

                工作（监听）：  依赖于xinetd运行，对应服务的请求，首先被xinetd代理监听，

                        xinetd收到请求才唤醒对应服务

            chkconfig –list 中 xinetd 管理的瞬态服务项目：

                         

                修改服务自启动：/etc/xinetd.d/<service>：

                修改disable 即可

                        

                或者使用chkconfig 开启也可以。

                与libwrap.so文件链接

                用chkconfig控制的服务：

                    chkconfig tftp on

            service 命令：手动管理服务

                service 服务 start|stop|restart

                service –status-all

   ==========================================================================================================================================

    五、/etc/rc.d/rc.local脚本

             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 5—tty 终端配置(/etc/inittab中的内容)

                 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

          

    六、破解root口令

            启动菜单–》 按“a”–> 输入： 1|S |s |single –>进入单用户模式（root） ，此模式下，直接以root身份登录，

            且无需输入密码，使用passwd命令即可修改密码