进不了系统不要怕，看懂Linux系统引导分分钟搞定！

一、Linux操作系统引导过程

1.1 引导过程图解

1.2 引导过程详解

1. 开机自检：检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱。
   服务器主机开机以后，将根据主板BIOS中的设置对CPU、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，因为操作系统一般都是装在硬盘内。
2. MBR 引导：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序。
   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（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。例如：GRUB等
3. GRUB 菜单：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以及路径位置。
   对于Linux操作系统来说，GRUB（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FRUB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。
   （CentOS 7采用的是GRUB2启动引导器）
4. 加载Linux内核：把内核和镜像文件系统加载到内存中。
   Linux内核是一个预先编译好的特殊二进制文件，介于各自硬件资源与系统程序之间，复制资源分配与调度，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。
   （CentOS 7系统中，默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17.x86_64”）
5. init 进程初始化：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行。
   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进程负责完成整个系统的初始化，最后等待用户进行登录。

1.3 系统初始化进程

• 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IPD（进程标记）号永远为1.

• Systemd

  • Systemd是Linux操作系统的一种init软件；
  • CentOS 7中采用权限的Systemd（并行启动服务进程）启动方式，取代传统的SysVinit(串行执行shell脚本启动服务)；
  • CentOS 7中运行的第一个 init进程是/lib/systemd/systemd

1.4 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
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
utomount	.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

1.5 运行级别所对应的Systemd 目标

运行级别	Systemd的target	说明
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

二、排除启动类故障

2.1 修复MBR扇区故障

· 故障原因

• 病毒、木马的等造成的破坏；
• 不正确的分区操作、磁盘读写误操作等。

· 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

• 准备添加另一块硬盘作为备份；
• 应提前做好备份文件；（MBR位于第一块硬盘的第一个物理扇区处，总共512字节）
• 以安装光盘引导进入急救模式；
• 从备份文件中恢复。

· 实验：修复MBR扇区的具体步骤

1. 添加新硬盘并进行分区、格式化然后挂载。
   具体步骤可以参考此篇博客第三段：磁盘管理的检测并确认新硬盘
   
   对磁盘进行分区格式化：
   
   新建目录，挂载磁盘并查看
   

2. 备份MBR扇区数据到其他磁盘
   

3. 模拟破损的MBR引导扇区
   

4. 引导界面进入急救模式，恢复MBR扇区数据
   重启后发现无法正常进入系统了，选择第三项进入急救模式
   
   
   
   
   

2.2 修复GRUB引导故障

· 故障原因

• MBR中的GRUB引导程序（1-446字节）遭到破坏
• grub.cfg文件丢失，引导配置有误，文件位置/boot/grub2/grup.cfg

· 故障现象

• 系统引导停滞，显示grub >提示符

· 解决思路

• 1.尝试手动输入引导命令修复（不推荐）
• 2.进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.cfg
• 3.急救模式向MBR扇区中重建grub程序

· 实验：修复GRUB引导故障的具体步骤

方法一：手动修复

在页面中的grub >后面输入下列引导命令即可。

grub> insmod xfs
grub> linux16 /vmlinuz-0-rescue-73d7ede256a74b0e975e69f22d862090 root=UUID=d069b243-6623-4983-8d61-3ec6956a4f2b ro rhgb quiet
grub> initrd16 /initramfs-0-rescue-73d7ede256a74b0e975e69f22d862090.img
grub> boot

方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序

MBR位于第一块硬盘( /dev/sda)的第一个物理扇区处，总共512字节， 前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。

此方法跟修复MBR基本一致，只是备份的数据只需要446字节就可以，将bs=512修改为bs=446即可，这里我写一下大致步骤，就不详细贴图了。

1.创建新目录用以挂载备份磁盘，备份GRUB引导程序
[root@cheng0307 ~]# mkdir /bak
[root@cheng0307 ~]# mount /dev/sdb1 /bak/
[root@cheng0307 ~]# dd if=/dev/sda of=/bak/grup.bak bs=446 count=1

2.模拟对MBR中的GRUB引导程序的破坏，但不破坏分区表
[root@cheng0307 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1

3.引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序
sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir
sh-4.2# dd if=backupdir/grup.bak of=/dev/sda bs=446 count=1
sh-4.2# exit 

方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

1. 模拟GRUB菜单配置文件丢失情况；
   

2. 进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根目录；
   进入急救模式的方式一：
   
   
   
   进入急救模式的方式二（修改启动项后记得修改回来）：
   
   
   
   

3. 选择1 继续执行下一步
   

4. 重新将GRUB引导程序安装到第一块磁盘/dev/sda的MBR扇区，如果多个分区可忽略；然后重新构建GRUB菜单的配置文件；

5. 重新修改系统启动项为硬盘后重启即可
   
   

2.3 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，将无法登陆操作系统。

· 解决思路

• 进入急救模式，重设密码即可。

· 实验：遗忘root用户密码并重设的具体步骤

第一步：重新虚拟机进入急救模式



第二步：选择1 继续执行下一步

第三步：重新新密码

三、服务控制及切换运行级别

3.1 系统服务控制

3.1.1 格式

Systemctl  控制类型	服务名称

3.1.2 控制类型

• start ：启动
• stop ：停止
• restart ：重新启动
• reload ：重新加载
• status ： 查看服务状态

3.1.3 实例：查看network状态

3.2 查看运行级别

3.2.1 runlevel 命令

只能查看切换运行级别与当前运行级别（N代表没有切换过运行级别）

3.2.2 systemctl 命令

systemctl get-default

可以查看到默认的运行级别

3.3 临时切换运行级别

3.3.1 init 命令

init命令参数是运行级别所对应的数字。

3.3.2 systemctl 命令

systemctl的命令参数是具体的target。

3.4 设置永久运行级别

方法一：

systemctl set-default multi-user.target

方法二：

ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target

四、优化Linux启动过程（开机自启）

4.1 ntsysv工具

• 提供一个交互式、可视化窗口
• 可以在字符终端运行
• 便于集中管理多个服务
• 用于控制服务是否开机自启动
  

4.2 systemctl/ chkconfig工具

• 不提供交互式、可视化窗口
• 管理单个服务效率更高

systemctl常用命令：

1.查看系统服务的启动状态
[root@cheng0307 ~]# systemctl set-default multi-user.target 

2.设置系统服务的启动状态
[root@cheng0307 ~]# systemctl disable firewalld.service		#关闭自启动
[root@cheng0307 ~]# systemctl enable firewalld.service 		#开启自启动

chkconfig常用命令：

1. 显示当前服务
[root@cheng0307 ~]# chkconfig --list

2. 添加服务
[root@cheng0307 ~]# chkconfig --add nginx