CentOS7操作系统引导过程

• 一、系统引导过程总览
• 排除启动类故障
• • 修复MBR扇区故障
  • • 故障的原因
    • 故障现象
    • 解决思路
  • 修复GRUB引导故障
  • • 故障原因
    • 故障现象
    • 解决思路
• 如果忘记root用户的密码
• • 进入急救模式，重设密码
• 系统服务控制
• Linux系统的运行级别
• • 查看运行级别
  • 临时切换运行级别
• ntsysv工具
• systectl工具
• 永久修改主机名
• 查看主机名的状态
• 设置系统语言为中文
• 查看当前系统使用的语言
• 查看系统启动耗时

一、系统引导过程总览

1.开机自检
服务器主机开机以后，将根据主板BISO中的设置，对CPU、内存、显卡、键盘等设备进行初步检测，检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权，大多时候会移交给本机硬盘
总结：检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱

2.MBR引导
当从本机硬盘中启动系统时，首先根据硬盘第一个扇区MBR(主引导记录)的设置，将系统控制权传递给包含操作系统引导文件的分区；或者直接根据MBR记录中的引导信息调用启动菜单(如 GRUB)
总结：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序

3.GRUB 菜单
对于Linux操作系统来说，GRUB(统一启动加载器)是使用最为广泛的多系统引导器程序。系统控制权传递给GRUB以后，将会显示启动菜单给用户选择，并根据所选项(或采用默认值)加载Linux内核文件，然后将系统控制权转交给内核
CentOS7采用的是GRUB2启动引导器
总结：GRUB引导程序通过读取GRUB配置文件/boor/grub2/grub.cfg，来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置

4.加载内核
Linux内核是一个预先编译好的特殊二进制文件，介于各种硬件资源与系统程序之间，负责资源分配与调度。内核接过系统控制权以后，将完全掌握整个Linux操作系统的允许过程
CentOS7系统中，默认的内核文件位于"/boot/vmlinuz-1.0.0-001.e17.x86_64"
总结：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行

5.init进程初始化
为了完成进一步的系统引导过程，Linux内核首先将系统中的"/sbin/init"程序加载到内存中运行(运行中的程序称为进程)，init进程负责完成整个系统的初始化，最后等待用户进行登录

传统SysVinit依赖于串行执行Shell脚本启动服务，导致效率地下，系统启动速度较慢

system能够将更多的服务进程并行启动，并且具有提供按需启动服务的能力，使得启动更少进程，从而提高系统启动速度

Systemd 单元类型

单元类型	扩展名	说明
Service	.service	描述一个系统服务
Socket	.sicket	描述一个进程间通信的套接字(IP:端口)
Device	.device	描述一个内核识别的设备文件
Mount	.mount	描述一个文件的系统挂载点
Automount	.automount	描述一个文件自动挂载点
Swap	.swao	描述一个内存交换设备或交换文件
Path	.path	描述一个文件系统中文件或目录
Timer	.timer	描述一个定时器
Snapshot	.snapshot	用于保存一个systemd的状态
Scope	.scope	使用systemd的总线接口以编程的方式创建外部进程
Slice	.slice	描述居于Cgroup的一组通过层次组织的管理系统进程
Target	.target	描述一组systemd的单元

Cgroup的用处举例：比如限制你使用50%的CPU

运行级别所对应的 Systemd 目标

运行级别	Systemd的target	说明
1	target	关机状态，使用该级别时将会关机
2	rescue.target	单用户模式，不需要密码验证即可登录系统[多用于系统维护]
3	multi-user.target	用户定义/域特定运行级别[默认为3]
4	multi-user.target	字符界面的完整多用户模式，大多数服务器主机运行在此级别
5	multi-user.target	用户定义/域特定运行级别[默认为3]
6	graphical.target	图像界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境
7	reboot.target	重新启动，使用该级别时会重启主机

排除启动类故障

修复MBR扇区故障

故障的原因

• 病毒、木马等造成的破坏
• 不正确的分区操作、磁盘读写误操作

故障现象

• 找不到引导程序，启动中断
• 不正确的分区操作、磁盘读写误操作

解决思路

• 应提前做好备份文件
• 以安装光斑引导进入急救模式
• 从备份文件中恢复

MBR位于第一块硬盘(/dev/sda)的第一个物理扇区处，总共512字节
①备份MBR扇区数据到其他磁盘(/dev/sdb1)
如果不知道如何创建分区，请先阅读上一篇磁盘管理与文件系统

mkdir /backup
mount /dev/sdb1 /backup
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1

②模拟破坏MBR引导扇区

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
init 6

③引导界面进入急救模式

• 从备份文件中恢复MBR扇区数据
• 先加载好光盘镜像，重启操作系统

当出现安装想到界面时，选择"Troubleshooting"选项

再选择"Rescue a CentOS system"选项，进入急救模式
选择"1"选择 Continue并按Enter键继续

再次按Enter键后将进入带"sh-4.2#"提示符的Bash Shell环境

sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir #挂载带有备份文件的分区
sh-4.2# dd if=/backup/mbr.bak of=/dev/sda #恢复备份数据
sh-4.2# exit #执行exit命令退出临时Shell环境，系统将会自动重启

恢复完成

修复GRUB引导故障

故障原因

MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
grub.conf文件丢失、引导配置有误

故障现象

系统引导停滞，显示"grub>"提示符的Bash

解决思路

• 尝试手动输入引导命令
• 进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf
• 向 MBR 扇区中重建grub程序

/boot/grub/目录下的包时用于启动菜单的显示图像及样式 /boot/grub2/grub.cfg GRUB配置文件

①手动输入引导命令

grub>insmod xfs
grub>linux16 /vmlinuz-3.10.0-1160.11.1.el7.x86_64 root=UUID=12b3a696-808a-45c6-bb15-1f0d3a2eaae5 ro rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8
grub>initrd16 /initramfs-3.10.0-1160.11.1.el7.x86_64.img
grub>boot

②进入急救模式，恢复GRUB引导程序
MBR位于第一块硬盘(/dev/sda)的第一个物理扇区处，总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存再MBR扇区中的第447-510字节中

mkdir /bak
mount /dev/sdb1 /bak
dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1

模拟对MBR中的GRUB引导程序的破坏，但并不破坏分区表

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1

引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序

sh-4.2# mkdir /bak
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /bak
sh-4.2# dd if=/bak/grub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit

③引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

rm -rf /boot/frub2/grub.cfg

进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境

sh-4.2# chroot /mnt/sysimage

重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘(/dev/sda)的MRB扇区

bash-4.2# grub2-install /dev/sda

重新构建GRUB菜单的配置文件

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

退出chroot 环境，并重启过i

bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot

如果忘记root用户的密码

进入急救模式，重设密码

chroot /mnt/sysimage
passwd root

系统服务控制

systemctl	控制类型	服务名称

常用控制类型

• start 启动
• stop 停止
• restart 重新启动
• reload 重新加载
• status 查看服务状态

Linux系统的运行级别

查看运行级别

• runlevel命令
• systemctl工具

临时切换运行级别

• init命令
• systemctl工具

init 0	systemctl isolate poweroff.target	systemctl poweroff	shutdown -h now
init 1	systemctl isolate rescue.target	————	————
init 3	systemctl isolate multi-user.target	————	————
init 5	systemctl isolate graphical.target	————	————
init 6	systemctl isolate reboot.target	systemctl reboot	reboot

①查看系统默认的运行级别

systemctl get-default      #查看系统默认运行级别

②设置永久运行级别

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
##————设置永久运行级别
systemctl set-default multi-user.target

ntsysv工具

• 提供一个交互式、可视化窗口
• 可以在字符终端运行
• 便于集中管理多个服务
• 用于控制服务是否开机自启动

ntsysv

systectl工具

• 不提供交互式、可视化窗口
• 管理单个服务效率更高

systemctl enable 【服务名称】      #开启开机自启动
systemctl disable 【服务名称】     #关闭开机自启动

永久修改主机名

hostnamectl set-hostname  （新名称）

查看主机名的状态

hostnamectl status 

设置系统语言为中文

localectl set-locale LANG=zh_CN.utf8

查看当前系统使用的语言

localectl [status]

查看系统启动耗时

systemd-analyze