引导过程与服务控制——Linux 操作系统的引导过程（一）

引导过程

Linux 操作系统的引导过程一般包括以下几个阶段：开机自检、MBR 引导、GRUB 菜单、加载 Linux 内核、init 进程初始化。

1．开机自检

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。

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）。

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。

4．加载 Linux 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”。

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 进程负责完成一系列的系统初始化过程，最后等待用户进行登录。

系统初始化进程及文件

主要介绍 init 进程及与系统初始化过程相关的一些配置文件。

1．init 进程

Linux 操作系统中的进程使用数字进行标记，每个进程的身份标记号称为 PID。在引导Linux 操作系统的过程中，“/sbin/init”是内核第一个加载的程序，因此 init 进程对应的PID 号总是为 1。init 进程运行以后将陆续执行系统中的其他程序，不断生成新的进程，这些进程称为 init 进程的子进程。反过来说，init 进程是这些进程的父进程。当然，这些子进程也可以进一步生成各自的子进程，依次不断繁衍下去，最终构成一棵枝繁叶茂的进程树，共同为用户提供服务。

从以上描述可以看出，init 进程正是维持整个 Linux 操作系统运行的所有进程的“始祖”，因此 init 进程是不允许被轻易终止的。需要切换不同的系统运行状态时，可以向 init进程发送正确的执行参数，由 init 自身来完成相关操作。

2．Systemd 概述

Systemd 是 Linux 操作系统的一种 init 软件，CentOS 7 系统中采用了全新的 Systemd启动方式，取代了传统的 SysVinit。Systemd 启动方式使系统初始化时诸多服务并行启动，大大提高了开机效率。CentOS 7 系统中“/sbin/init”是“/lib/systemd/systemd”的链接文件。换言之，CentOS 7 系统中运行的第一个 init 进程是“/lib/systemd/systemd”。systemd 守护进程负责 Linux 的系统和服务，systemctl 用于控制 Systemd 管理的系统和服务状态。

Systemd 将其管理的资源组织成各种类型的单元（Unit），下方列出了 Systemd 使用的各种单元类型：

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

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文件或目录

Timer .timer 描述一个定时器（用于实现类似 cron 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

Linux 系统服务是指运行在后台并提供特定功能的应用程序，如网站服务、FTP 服务等。Linux 通过将不同的系统服务进行搭配组合来协同满足不同的功能需求。不同的服务组合其实现的功能也各不相同，就好比不同的药方能医治不同的病症一样。

早期 Linux 操作系统中的 SysVinit 机制，默认包括七种不同的服务搭配方式，其中每一种搭配方式称为运行级别，类似于 Windows 系统中的正常启动、安全模式、不带网络连接的安全模式等。这些运行级别分别使用数字 0，1，„，6 来表示。为了向下兼容 SysVinit系统，Systemd 使用了相应的 target（目标）模拟了 SysVinit 的运行级别，下方列出了运行级别所对应的 target，并说明了各种 target 的含义及用途。

0 target 关机状态，使用该级别时将会关闭主机

1 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

2 multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于 3

3 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

4 multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于 3

5 graphical.target 图形界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境

6 reboot.target 重新启动，使用该级别时将会重启主机