CentOS系统启动流程

目录

一、启动流程

1.内核设计流派

2.Linux内核特点

3.CentOS 系统启动流程

二、CentOS 5和CentOS 6的启动流程

1.CentOS 5

总结

2.CentOS 6

回顾

参考资料

一、启动流程

      Linux：kernel+rootfs

kernel：进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能

rootfs：根文件系统

            glibc：系统调用的再封装

            库：函数集合, function, 调用接口

                  过程调用：procedure，没返回值

                  函数调用：function，有返回值

P.S. 库也是二进制文件，但没有独立的执行入口

            程序

1.内核设计流派

单内核设计：Linux

                  把所有功能集成于同一个程序

微内核设计：Windows, Solaris

                  每种功能使用一个单独子系统实现

2.Linux内核特点

            支持模块化：.ko  内核对象

            支持模块的动态装载和卸载，e.g.由硬件厂商自行设计的驱动、文件系统模块化、TCP/IP协议栈

 

            组成部分：

                  核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release

                       ramdisk：

                             CentOS 5：/boot/initrd-VERSION-release.img

                             CentOS 6：/boot/initramfs-VERSION-release.img

                  模块文件：/lib/modules/VERSION-release

3.CentOS 系统启动流程

BIOS：Basic Input and Output System基本输入输出系统 固化在ROM或NvRAM里的程序，（P.S. 计算机整个地址空间由ROM+RAM组成）其执行的功能有

      ①加载并读取位于主板南桥芯片组里的CMOS里的电脑配置信息

②接着进行POST（Power-On Self Test）：加电自检

③然后根据BOOT Sequence：系统引导加载次序（按次序查找各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动用到设备）从启动设备中读取MBR（主引导记录）

在MBR中存储了bootloader、分区表、BRID

bootloader：引导加载器，程序，占用446个字节

                       windows：ntloader

                       Linux：

                             LILO：LInux LOader

                             GRUB：GRand Uniform Bootloader  统一引导加载器

                                   GRUB 0.X：GRUB Legacy

                                   GRUB 1.x：GRUB2

分区表：占用64个字节，每个主分区或扩展分区占用16个字节，如果16个字节中的第一个字节为0x80，则表示该分区为激活的分区(活动分区)，且只允许有一个激活的分区

BRID(boot record ID)：MBR最后的2个字节，它固定为0x55AA，用于标识该存储设备的MBR是否是合理有效的MBR，如果bios读取MBR发现最后两个字节不是0x55AA，就会读取下一个启动设备

功能：提供一个菜单，允许用户选择要启动系统或不同的内核版本；把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核

MBR：

            446：bootloader

            64：fat  磁盘分区表

            2：55AA    有效标志

GRUB：

            bootloader：1st stage

1.5阶段的代码位于MBR随后的一段空间，这样就可以找到所在分区所需的驱动

                        disk：2nd stage

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；（有可能会借助于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

 

                       init程序的类型：

                             SysV：init, CentOS 5

                                   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

                       ramdisk：

      内核要装载根文件系统，内核本身可能无法驱动根文件系统所要用到的设备（因为驱动程序在根文件系统/lib/modules之上），借助ramdisk，可完成对所需要的驱动程序的加载，加载完驱动程序后即可装载真正的根文件系统，之后做根切换

内核中的特性之一：使用缓冲和缓存来回事对磁盘上的文件访问

                                   ramdisk --> ramfs

                       CentOS 5：initrd,  由工具程序：mkinitrd生成

                       CentOS 6：initramfs，由工具程序：mkinitrd, dracut生成

系统初始化：

POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) --> init

二、CentOS 5和CentOS 6的启动流程

      /sbin/init

1.CentOS 5

运行级别：为了系统的运行或维护等应用目的而设定

            0-6：7个级别

                  0：关机

                  1：单用户模式(root, 无须登录), single, 维护模式

                  2：多用户模式，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式

                  3：多用户模式，正常模式；文本界面

                  4：预留级别；可同3级别

                  5：多用户模式，正常模式；图形界面

                  6：重启

默认级别：

                  3或5

切换级别：

                  init #

查看级别：

                  runlevel

                  who -r

      配置文件：/etc/inittab

            每一行定义一种action以及与之对应的process

            id:runlevel:action:process

                  action:

                       wait：切换至此级别运行一次；

                       respawn：此process终止，就重新启动之；

                       initdefault：设定默认运行级别；process省略；

                       sysinit：设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit

                       ...

id:3:initdefault:

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

            l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

            l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1

            ...

            l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

P.S. rc 0 --> 意味着读取/etc/rc.d/rc0.d/

K*：K##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为依赖到别的服务

S*：S##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为被依赖到的服务

 

            for srv in /etc/rc.d/rc0.d/K*; do

                  $srv stop

            done

 

            for srv in /etc/rc.d/rc0.d/S*; do

                  $srv start

            done

chkconfig命令

查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形：

chkconfig [--list] [name]

            添加：chkconfig --add name

SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)

#!/bin/bash

#

                  # chkconfig：LLLL nn nn

删除：chkconfig --del name

            修改指定的链接类型：chkconfig [--level levels] name

                             --level LLLL：指定要设置的级别；省略时表示2345

P.S. 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；因此，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

            tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1

            tty2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2

            ...

            tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

mingetty会调用login程序

/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

             清理操作

总结

/sbin/init --> (/etc/inittab) --> 设置默认运行级别 --> 运行系统初始脚本、完成系统初始化 --> 关闭对应级别下需要关闭的服务，启动需要启动服务 --> 设置登录终端

2.CentOS 6

      init程序为：upstart, 其配置文件：

            /etc/inittab, /etc/init/*.conf

注意：/etc/init/*.conf文件语法 遵循 upstart配置文件语法格式；

            启动系统时，设置其运行级别1：

博客作业：系统启动流程

回顾

CentOS 6启动流程

            POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本 --> 关闭或启动对应级别下的服务 --> 启动终端

 

参考资料：

①马哥随堂笔记

②《鸟哥的Linux私房菜-基础篇》

注：诚恳欢迎读者对本文提出批评意见，若发现存在错误，我定第一时间修改。如果读者觉得文章对您有帮助，欢迎点赞鼓励一下哟٩(๑❛ᴗ❛๑)۶。