CentOS 6 系统启动流程

Posted 2020-10-04

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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CentOS 6 系统启动流程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、Linux系统简介

⒈ Linux组成: kernel+rootfs
①kernel主要功能: 进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能
②rootfs: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

⒉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

⒊Linux内核特点：
①支持模块化： .ko（内核对象）
如：文件系统，硬件驱动，网络协议等
②支持内核模块的动态装载和卸载
③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

模块文件： /lib/modules/VERSION-release

二、CentOS 6 启动流程

CentOS6启动简要流程框架：

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

启动流程介绍：

POST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。
加载MBR，MBR组成：446: bootloader, 64: 分区表, 2: 55AA，bootloader（引导加载器）提供具有菜单功能，加直接载操作系统中的内核信息，以及相关控制权转交功能。

Bootloader（CentOS 5、6采用的是GRUB）程序运行与配置项加载分三个阶段（stage）来运行

①stage1、安装bootloader最小主程序，并没有安装相关配置文件。

②stage1_5、在MBR随后的扇区中存放，用于与stage2所在分区的文件系统进行交互。

③stage2、加载所有配置文件及相关环境参数信息（这些信息都存放在磁盘分区的的/boot目录下），当读取了这些文件系统所定义的数据后，就能识别文件系统并读取在该文件系统上的内核文件了。

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
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)
/etc/rc.d/rc.local：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。该脚本功能为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。
系统初始化：
POST --> BootSequence (BIOS) -->Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) --
> init（systemd）

三、配置文件

⒈init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

2、init处理流程

以Centos 5 系统启动为例，init通过自上而下读取inittab文件来依次执行（各处理过程相似）

①去系统默认的运行级别（runlevel）
示例：id:3:initdefault:
②使用/etc/rc.d/rc.sysinit进行系统初始化

③完成初始化脚本后，系统还会启动对应级别下设定为要启动的服务，关闭那些设定为要停止的服务，由于采用的是3级别，因此只进行13:3:wait:/etc/rc.d/rc 3其他忽略。

④配置好[ctrl]+[alt]+[del]组合键的功能

⑤配置不间断电源系统（UPS）pf、pr两种机制

⑥启动mingetty6个终端

⑦如果是5级别，则会以/etc/X11/prefdm-nodaemon启动图形化界面

3、/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