Linux之引导过程与服务控制（简单易懂）

一、引导过程

• CentOS 7系统中，由systemd掌管系统的初始化工作，系统的启动过程与之前的版本相比有了新的变化。
• Linux操作系统的引导过程：开机自检-----MBR引导-----GRUB菜单-----加载内核-----init进程初始化

1.1.1、开机自检（BIOS）

• 服务器主机开机以后，将根据主板BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）中的设置对CPU。内存。显卡，键盘等设备进行初步检测，并初始化部分硬件（加电自检）
• 检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权，大多数时候会移交给本机硬盘（加载部分驱动）

1.1.2、MBR引导

• 当从本机硬盘中启动系统时，首先根据硬盘的第一个扇区中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（CentOS7中为grub2）
• 注意：要安装双系统，则两个系统需要分别安装在不同的盘符当中

1.1.3、GRUB菜单

• 对于Linux系统来说，GRUB算是使用最广泛的多系统引导器程序
• 系统控制权传递给GRUB以后，将会显示启动菜单提供给用户选择，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

1.1.4、加载内核（Kernel）

• 系统引导器程序会从本地硬盘中加载内核以及内存文件系统（CentOS 7 中使用initramfs）
• 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
• 内存文件系统initramfs 是经过gzip 的cpio归档，其中包含启动时所有必要的硬件内核模块，初始化脚本等。
• 内核放在/boot目录下，/boot目录相当于Windows的system32

1.1.5、init进程初始化

• 加载硬件驱动以及初始化进程（加载全部驱动）
• 由Linux内核加载运行/sbin/init程序，是系统中第一个进程
• PID（进程标记）号永远为1

1.2、systemd单元类型

• 在systemd中不同类型的systemd对象被统一称为单元，是让系统知道该如何进行操作和管理资源的主要对象，所以systemd有许多单元类型

• systemd单元文件最初默认存放在/lib/systemd/system目录中，每当安装新的软件都会自动在这个目录中添加一个配置文件

• systemctl 命令用于管理各种类型的systemd单元，可以使用“systemctl -t help”命令来查询systemd支持的单元类型
  

二 、排除启动类故障

2.1、MBR扇区故障的原因

• 故障原因
  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
  无法加载操作系统，开机后黑屏
• 解决思路
  提前做好备份文件
  以安装光盘引导进入急救模式
  从备份文件中恢复

2.2、修复MBR扇区实验

• 实验环境
  VMware软件，开centos 7，并为其添加一块硬盘（备份数据用的）
• 恢复步骤

1.备份已损坏MBR扇区数据（实际中我们都是备份整个文件）

加一块磁盘做备份

第一步 ： 将新添加的硬盘分区fdisk /dev/sdb
         格式化mkfs -t xfs /dev/sdb
         挂载
...省略部分内容		
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /beifen		
[root@localhost ~]# df -hT
文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda2      xfs        20G  3.1G   17G   16% /
devtmpfs       devtmpfs  898M     0  898M    0% /dev
...省略部分内容
/dev/sdb1      xfs        20G   33M   20G    1% /beifen
[root@localhost ~]# dd if=/dev/sda of=/beifen/sda.mbr.bak bs=512 count=1		'//将/dev/sda中的512k 备份到挂载点/beifen中'
记录了1+0 的读入
记录了1+0 的写出
512字节(512 B)已复制，0.000168125 秒，3.0 MB/秒
[root@localhost ~]# ls /beifen		'//查看是否备份成功'
sda.mbr.bak

2.模拟故障

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

3.加载系统镜像文件中的急救模式

• 先添加镜像文件再重启电脑。

• 在读进度条时快速点一下Esc键
  
  
  
  

• 将备份数据做恢复处理
  
  reboot重启电脑

2.3、GRUB引导故障的原因

• 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
• 解决思路
  尝试手工输入引导命令（成功率很低，不建议）
  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

2.4、修复GRUB引导菜单实验

• 1、查找并破坏grub引导程序（grub.cfg）

[root@localhost ~]# cd /boot 		'//进入/boot目录'
[root@localhost boot]# ls			'//查看'
config-3.10.0-693.el7.x86_64
efi
grub
grub2
initramfs-0-rescue-d078430d0d8f434fb5ad6e47678ea86f.img
initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img
initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64kdump.img
initrd-plymouth.img
symvers-3.10.0-693.el7.x86_64.gz
System.map-3.10.0-693.el7.x86_64
vmlinuz-0-rescue-d078430d0d8f434fb5ad6e47678ea86f
vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64
[root@localhost boot]# cd grub		'//进入grub目录'
[root@localhost grub]# ls			'//查看'
splash.xpm.gz
[root@localhost grub]# cd ../grub2		'//没有发现grub配置文件，进入grub2目录中查找'
[root@localhost grub2]# ls				'//发现grub.cfg配置文件'
device.map  fonts  grub.cfg  grubenv  i386-pc  locale
[root@localhost grub2]# rm -rf grub.cfg		'//删除grub.cfg配置文件'
[root@localhost grub2]# ls
device.map  fonts  grubenv  i386-pc  locale		'//删除成功，'
[root@localhost grub2]# init 6				'//重启'

• 2、reboot电脑，进入急救模式

chroot /mnt/sysimage  #进入bash环境
grub2-install /dev/sda  #修复扇区
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg  

• reboot电脑即可

2.5、遗忘root用户密码

• 故障原因
  遗忘root用户的密码
• 故障现象
  无法进行需要root权限的管理操作
  若没有其他可用账号，将无法登录系统
• 解决思路
  进入急救模式，重设密码

2.6、重设root用户密码的实验

1：加载镜像系统后进入急救模式和上面的实验相同，
最后进入bash环境

chroot  /mnt/sysimage

2：直接改密码

passwd  root
输入密码

重启之后直接选择root 输入新设置的密码就OK，这里就不赘述了

三、systemd服务控制

• systemd不是一个单独的命令，而是一个集合体
• systemctl 是管理系统的主要命令
• hostnamectl 是用于查看与修改当前主机信息的命令

3.1、系统服务控制

• systemctl命令可以控制系统服务，此命令涵盖了之前版本操作系统的service命令和chkconfig 命令两者的功能

• 使用systemctl命令，可以省略服务单元名称的标识.service，即：不输入后缀标识，systemctl命令默认将后缀标识当做.service来处理

常用方式
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		'//重新启动，会中断服务，此服务的PID值会改变'
reload  重新加载		'//重新加载配置文件不会中断服务，此服务的PID值会改变'
status  查看服务状态

例如：
[root@localhost ~]# systemctl start httpd		'//启动httpd服务'
[root@localhost ~]# systemctl stop httpd		'//停止httpd服务'
[root@localhost ~]# systemctl restart httpd		'//重新启动httpd服务'
[root@localhost ~]# systemctl reload httpd		'//重新加载httpd服务配置文件'
生产环境中建议使用reload命令来重新加载服务

3.2、Linux系统的运行级别

3.2.1：查看运行级别

runlevel 命令
runlevel 只能查看切换运行级别与当前运行级别

例如
[root@localhost ~]# runlevel 
N 5		'//N 是上一次运行的级别，5是这一次运行的级别。因为是开机后就查看，所以上一次的运行级别显示为N'
'若从init 5 切换到 init 3 ，在init3中输入runlevel命令，则会显示 5 3'

systemctl 工具
systemctl 能查看默认的运行级别

3.2.2、临时切换运行级别

• init 0 关机
• init 1 单用户模式 多用于系统修复
• init 3 大多数服务器的运行环境
• init 5 图形化界面
• init 6 重启，相当于reboot

四、优化启动过程（开机自启）

4.1、系统服务的管理工具

• ntsysv 工具

提供一个交互式，可视化窗口（伪图形化界面）

可以在字符终端运行

便于集中管理多个服务

• systemctl 工具

不提供交互式，可视化窗口

管理单个服务效率更高

4.2、ntsysv工具

[root@localhost ~]# ntsysv		'//进入ntsysv伪图形化界面'
* 符号代表开机自启
空格  代表开启不自启
Tab键 切换到选项（确定，取消）
空格键可以输入 * 或者取消 *

4.3、systemctl 工具

[root@localhost ~]# systemctl enable httpd		'//将httpd服务设置开机自启'
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@localhost ~]# systemctl disable httpd		'//将httpd服务设置关闭开机自启'
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.