Blog.025 Linux 系统引导过程与服务控制

2021/6/29 7:20:37

编程Tag： 服务系统 init linux 引导 systemd systemctl Blog.025

本文主要是介绍Blog.025 Linux 系统引导过程与服务控制，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

本章目录

1. Linux 操作系统的引导过程
　　1.1 引导过程总览
　　1.2 引导过程详解
　　1.3 SysVinit 和 Systemd 的区别
2. 系统初始化进程
　　2.1 init 进程
　　2.2 Systemd
　　2.3 Systemd 单元类型
　　2.4 运行级别所对应的 Systemd 目标
3. 系统服务控制
　　3.1 控制类型
　　3.2 Linux 系统的运行级别
　　3.3 优化启动过程
　　3.4 系统服务的启动和控制
4. 实验1：修复 MBR 扇区故障
5. 实验2：修复 GRUB 引导故障
6. 实验3：遗忘 root 用户密码

1. Linux 操作系统的引导过程

　　1.1 引导过程总览

　　1.2 引导过程详解

1. 开机自检（BIOS）

　　　　服务器主机开机以后，将根据主板BIOS中的设置对CPU （Central Processing Unit，中央处理器）、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中 MBR （Master Boot Record，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 （GRand Unified Bootloader，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。需要注意的是，CentOS 7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 /boot/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（Kernel）

　　　　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，将完全掌控整个 Linux 操作系统的运行过程。在 CentOS 系统中，默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_ 64”。
　　　　（总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中）

5. init 进程初始化

　　　　为了完成进一一步的系统引导过程，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 进程负责完成一系列的系统初始化过程，最后等待用户进行登录。
　　　　（总结：加载硬件驱动程序，内核把 init 进程加载到内存中运行）

　　1.3 SysVinit 和 Systemd 的区别

传统 SysVinit 依赖于串行执行 Shell 脚本启动服务，导致效率低下，系统启动速度较慢；
Systemd 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。
SysVinit vs Systemd，命令比较：

命令用途	SysVinit命令	Systemed命令
服务启动	service 服务名 start	systemd start 服务名.service (.service可省略，后同）
服务停止	service 服务名 stop	systemctl stop 服务名
服务重启	service 服务名 restart	systemctl restart 服务名
服务重新加载	service 服务名 reload	systemctl reload 服务名
服务状态确认	service 服务名 status	systemctl status 服务名
服务开机启动设定	chkconfig 服务名 on	systemctl enable 服务名
取消服务开机启动设定	chkconfig 服务名 off	systemctl disable 服务名
确认服务开机启动设定状态	chkconfig 服务名	systemctl is-enabled 服务名
加载服务配置文件	chkconfig 服务名 -add	systemctl deamon-reload
关机	halt	systemctl halt
关机（电源）	poweroff	systemctl poweroff
重启	reboot	systemctl reboot
休眠	pm-hibernite	systemctl hibernate
挂起	pm-suspend	systemctl suspend

2. 系统初始化进程

　　2.1 init 进程

由 linux 内核加载运行 /sbin/init 程序；
init 进程是系统中第一个进程，是所有进程的父进程；
init 进程的 PID （进程标记）号永远为1。

　　2.2 Systemd

Systemd 是 Linux 操作系统的一种 init 软件；
CentOS 7 中采用全新的 Systemd 启动方式，取代传统的 SysVinit；
CentOS 7 中运行的第一个 init 进程是 /lib/systemd/systemd。

　　2.3 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	.socket	描述一个进程间通信的套接字（IP：port，ip加端口）
Device	.device	描述一个内核识别的设备文件
Mount	.mount	描述一个文件系统的挂载点
Automount	.automount	描述一个文件系统的自动挂载点
Swap	.swap	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的文件或目录
Timer	.timer	描述一个定时器（用于实现类似 corn 的调度任务）
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

　　2.4 运行级别所对应的 Systemd 目标

运行级别	Systemd 的 Target	init 命令	说明
0	target	init 0	关机状态，使用该级别时将会关闭主机
1	rescue.target	init 1	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
2	multi-user.target	init 2	用户定义/域特定运行级别，默认等同于3
3	multi-user.target	init 3	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
4	multi-user.target	无	用户定义/域特定运行级别，默认等同于3
5	graphical.target	init 5	图形界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境
6	reboot.target	init 6	重新启动，使用该级别时将会重启主机