centos6 和 centos7开机系统启动原理及过程

1.centos6系统启动过程及相关配置文件

   1.1centos6系统启动过程

1.1.1. 加载 BIOS 的硬件信息，跟据设定取得第一个可开机引导设置，如：光驱，硬盘，网络，USB； 如果是硬盘为第一引导。

1.1.2. 读取硬盘中 MBR 的 boot Loader 就是 grub引导

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。

MBR的硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区（也叫主引导记录MBR）。它由三个部分组成，主引导程序、硬盘分区表DPT（Disk Partition table）和硬盘有效标志（55AA）。

互动：为什么MBR分区表，只能分4个主分区？ 

注：磁盘默认一个扇区大小为：512字节。MBR由以下3部分组成：

第一部分是：主引导程序（boot loader）占446个字节。主引导程序，它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序。

第二部分是Partition table区（分区表），即DPT，占64个字节，硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。每个分区表项长16个字节，16*4=64字节。为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4。64字节只存4个分区表。

第三部分是MBR有效标识位，占2个字节，固定为55AA。如果这个标志位0xAA55，就认为这个是MBR。

所以：16*4+446+2=512

1.1.3. 依据 boot loader 的设定，到引导分区加载 Kernel ，Kernel 会开始侦测硬件并加载驱劢程序；  

1.1.4. 在硬件驱动成功后，Kernel 会主动执行 init 程序，而 init 会取得 run-level 信息；

1.1.5. init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 文件来准备软件执行的作业环境 (如网络、时区等)；

1.1.6. init 执行 run-level 下各个服务并启动 (script 方式)；

1.1.7. init 执行开机后自动运行脚本 /etc/rc.d/rc.local 文件；

1.1.8. init 执行虚拟终端机控制程序 mingetty 来启动 login 程序，最后就等待用户登入啦；

详解还是弄个图片比较好理解。如图：

1.2  centos6启动相关的配置文件

]# vim /boot/grub/grub.conf

default=0    设定默认启动菜单项，当系统中有多个内核时，0表示默认加载第1个，1表示第2个内核

timeout=5    菜单项等待选项时间为5s

splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz    指明菜单背景图片路径为

hiddenmenu  隐藏菜单

title CentOS (2.6.32-358.6.1.el6.x86_64)  定义菜单项

    root (hd0,0)  grub查找stage2及kernel文件所在设备分区，grub的根

    kernel /vmlinuz-2.6.32-358.6.1.el6.x86_64 ro root=/dev/vg_have/lv_root rd_NO_LUKS LANG=en_US.UTF-8 SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rhgb quiet      启动的内核

    initrd /initramfs-2.6.32-358.6.1.el6.x86_64.img      内核匹配的ramfs文件

 

修改开机系统自动启动级别：

]# vim /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:3:initdefault:           #这里决定系统启动的级别

 

/etc/rc.d/rc.sysinit  shell脚本 作用：系统初始化： 像：主机名 和/etc/fstab 都在这里指定了，完成了包括mount分区 激活swap 加载modules等重要的工作.

 

启动对应级别下的服务如： init 3 级别

/etc/rc.d/rc3.d/（这里的程序/服务S开头的全部开机执行；K开头的表示开机不执行，表明了关机时顺序）

rcn.d (n为1到6) 是对应于不同的runlevel下起不同的服务. 这些目录下都是一些符号连接, 连接到/etc/rc.d/init.d下的一些文件.以S开头的表示要启动, 以K开头的不启动，第一个字母后面的数值是一个优先级.

 

所有服务都运行成功后，设置开机自动执行某个命令： /etc/rc.local

 

 

2. centos7系统启动过程及相关配置文件

2.1  centos7系统启动过程

CentOS7引导顺序

1.      UEFi或BIOS初始化，运行POST开机自检

2.      选择启动设备

3.      引导装载程序, centos7是grub2

4.      加载内核选项 

5.     加载装载程序的配置文件：/etc/grub.d/ /etc/default/grub /boot/grub2/grub.cfg

6.      加载initramfs初始化伪文件系统

7.      内核初始化，centos7使用systemd代替init

8.      执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab

9.      从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

10.    systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target

11.    systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统

12.    systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

13.    systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

14.    Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

15.    systemd执行graphical需要的服务

centos7启动过程如图详解：

 

 

 

2.2  Systemd运行原理

Systemd概述：systemd即为system daemon [ˈdi:mən] 守护进程，是linux下的一种init软件,开发目标是提供更优秀的框架以表示系统服务间的依赖关系，并依此实现系统初始化时服务的并行启动，同时达到降低Shell的系统开销的效果，最终代替现在常用的System V与BSD风格init程序。

与多数发行版使用的System V风格init相比，systemd采用了以下新技术： (1) 采用Socket激活式与总线激活式服务，以提高相互依赖的各服务的并行运行性能； (2) 用Cgroups代替PID来追踪进程，以此即使是两次fork之后生成的守护进程也不会脱离systemd的控制。

unit对象：unit表示不同类型的systemd对象，通过配置文件进行标识和配置；文件中主要包含了系统服务、监听socket、保存的系统快照以及其它与init相关的信息

Systemd配置文件：

•       /usr/lib/systemd/system/  #这个目录存储每个服务的启动脚本，类似于之前的/etc/init.d/

•       /run/systemd/system/   #系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行

•       /etc/systemd/system/   #管理员建立的执行脚本，类似于/etc/rc.d/rcN.d/Sxx类的功能，比上面目录优先运行

 

注意： 对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启

 

总结：centos5-6-7 3个系统版本启动过程：

CentOS 5: SysV init  ；   CentOS 6: Upstart     ；CentOS 7: Systemd

 

2.3  管理系统服务

命令： systemctl COMMAND  name.service

-	centOS6	CentOS7
启动	service name start	systemctl start name.service
停止	service name stop	systemctl stop name.service
重启	service name restart	systemctl restart name.service
状态	service name status	systemctl status name.service
重载或重启服务(先加载，再启动)	-	systemctl reload-or-restart name.service

 

chkconfig命令的对应关系

-	centOS6	CentOS7
设定某服务开机自启	chkconfig name on	systemctl enable name.service
设定某服务开机禁止启动	chkconfig name off	systemctl disable name.service
查看所有服务的开机自启状态	chkconfig --list	systemctl list-unit-files --type service
用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用	chkconfig sshd –list	ls /etc/systemd/system/*.wants/sshd.service
查看服务是否开机自启	-	systemctl is-enabled name.service

 

服务状态

 ~]# systemctl list-unit-files      #显示状态

•       loaded:Unit配置文件已处理

•       active(running):一次或多次持续处理的运行

•       active(exited):成功完成一次性的配置

•       active(waiting):运行中，等待一个事件

•       inactive:不运行

•       enabled:开机启动

•       disabled:开机不启动

•       static:开机不启动，但可被另一个启用的服务激活