Linux系统启动流程

 

系统启动流程介绍

一、主要的启动流程

1、BIOS

检测所有外置设备：如显示器，内存的数量，硬盘等；

寻找启动磁盘：接着会依据 BIOS的设置，去寻找启动磁盘，通常是cdrom-硬盘-PXE

2、启动加载器

寻找硬盘的第一个扇区，也就是主要启动记录（ Master Boot Record,MBR）如果主要启动扇区中没有存储都操作系统，则寻找磁盘中标注为启动分区（Boot Partition）的第一个扇区中的操作系统。

不管是主要启动记录扇区，还是启动分区中的第一个扇区，存储操作系统的空间都只有 446字节。

3、启动内核

如果启动的是 Linux系统，那么启动加载器可以在启动Linux内核时，传递一些参数参linux内核，以便内核能够改变启动方式，或者取得启动时要的信息。

Linux内核启动时会执行如下操作：

a、检测所有硬件设备

b、驱动硬件设备

c、以只读的方式挂载根文件系统

根文件系统中至少需包含下面几个目录：

/etc/：存储重要的配置文件

/bin/：存储常用且开机时必须用到的执行文件

/sbin/：这个目录存储着开机过程中所需的系统执行文件

/lib/：存储 /bin与 /sbin的执行文件所需的链接库，以及Linux内核模块

/dev/：存储设备文件

/etc/、 /bin/、/sbin/、/lib/、/dev/ 5大目录必须存储在根文件系统上，缺一不可

挂载根文件系统的目的有以下两个：

a、安装适当的内核模块，以便驱动某些硬件设备或启用某些功能

b、启存储于根文件系统中的 init服务，以便让init服务接手后续的启动工作

4、启动 init服务

    a、找 /sbin里否有init 服务

           b、 /etc/init

           c、 /sbin/init

           d、如果都找不到，最后就执行 /bin/sh

          如果到最后内核还是找不到 init服务，rhel内核就会显示”Kernel panic not syncing:Attempted to kill init !”然后中止工作，内核再悄悄地死去。

5、执行 init服务

启动 init服务的目的，是让服务来初始化rhel系统环境，init启动后，就代表rhel已经顺利地启动了Linux内核，接着就由init服务来建立rhel的使用环境，整个系统启动工作就进入了另外一个阶段，初始化系统环境。

二、初始化系统环境

1、 /etc/rc.d/rc.sysinit

/etc/rc.d/rc/sysinit主要的工功能是设置系统的基本环境，当 init服务执行rc.sysinit时，会执行下面几项工作：

   Udev与 selinux 子系统： udev负责管理/dev/中的设备文件，selinux则可以增强rhel系统的安全性；

   设置内核参数： rc.sysinit会执行sysctl –p，以便从/etc/sysctl.conf设置rhel内核参数；

设置系统时间： rc.sysinit会将硬件时间设置成rhel的系统时间；

加载键盘对应表： rc.sysinit会加载键盘对应表，以便让你可以正确地输入文件，符号；

启用置换内存空间： rc.sysinit会执行swapon –a –e命令，以便根据/etc/fstab设置启用所有的交换内存空间

设置主机名：会根据 /etc/sysconfig/network的HOSTNAME参数设置rhel的主机名

检查并挂载所有文件系统： rc.sysinit会检查所有需要挂载的文件系统，以确保这些文件系统的完整性

初始化硬件设备：定义 /etc/modprobe.conf的模块，ISA　Pnp的硬件设备，USB等

启用软件磁盘阵列与 LVM： rc.sysinit也会启用所有的磁盘阵列，以及LVM磁盘设备

如有必要，卸载 /initrd/： rc.sysinit会视情况卸载除始化内存磁盘，以节省更多的内存空间

清除过期的锁定文件与 IPC文件：

重新设置磁盘参数：根据 /dev/sysconfig/harddisk device配置文件重新设置该device设备的磁盘参数

2、 /etc/rc.d/rc

 /etc/rc.d/rc这个 Script则用来建立Runlevel的环境， rhel借助/etc/rc.d/rc来启动或者停止不同Runlevel中的服务。

3、 /etc/rc.d/rc.local

   /etc/rc.d/rc.local是整个启动过程中唯一一个可以修改的 RC Script，如果你希望在rhel启动过程中执行某些命令，或者执行某些工作的话，那么你就可以把这些工作的命令写在这个文件里

三、执行等级

自定义的 runlevel:

Runlevel0 :runlevel0 代表要开始关闭 rhel了，会进行关闭所有可登录的虚拟控制台，

结束所有启动的服务，卸载所有文件系统，停止所有的外围设备；

Runlevel1:runlevel1 会进行关闭所登录的虚拟控制台，关闭网络，关闭大部分的服务与应该程序；

Runlevel 2:runlevel2 会启动网络，以及大部分的网络服务，并开启所有的白控制台，允许本机用户登录 rhel，但是不允许域用户登录你的rhel，不会启动网域功能的服务器和客户端服务；

Runlevel 3:runlevel3 开启可登录虚拟控制台，启用本机帐号与域帐号，开启网络联机，启动所需的网络服务，不会启动 X windows System

Runlevel 4:runlevel4 目前为保留，你可以自行定义 runlevel4

Runlevel5: runlevel5 相当于 runlevel3 加上图开模式，也就是说会执行runlevel3相同的工作，加上启动X windows System

Runlevel6 :runlevel6 代表 rhel需要重启

各种 runlevel 比较表：

Runlevel	简述	可登录用户数	网络	图形模式
0	关机	无
1	单人模式	只有 root
2	多人模式	只有本机用户	ü
3	完整多人模式	本机用户 +域用户	ü
4	保留	本机用户 +域用户	ü
5	图形模式	本机用户 +域用户	ü
6	重启	无	ü	ü

1、查看目前系统的 runlevel

[root@linux ~]#runlevel

现在我处于 runlevel3中

2、切换至不同的 runlevel

在启动引导器中加载

开机后使用 init切换

使用 telinit工具切换

四、管理 init服务

1、init服务的介绍

建立系统使用环境

确保系统正常运行

监控串行端口的周边设备

拦截并处理【 ctrl+Alt+delete】事件

PID永远为 1

无法被系统管理者中止

2、配置 init服务

Init服务的配置文件 /etc/initab

字段说明

字段	说明
ID	Init服务参数的识别名称，由 1~4个字符组成
RUNLEVELS	代表在哪些 runlevel要调用这个参数
ACTIONS	Init服务执行程序的方法
PROCESS	要执行的程序文件迪，这个字段定义的名称必须是绝对路径

Inittab中的 4个字段，比较重要的是ID字段，如表：

字段	说明
Id	Rhel默认的 runlevel，当rhel启动时，没有指定进入那个runlevel时，或者结束runlevel shell时，rhel会自动进入默认的runlevel
Si	系统初始化要执行的程序， rhel启动时会执行rc.sysinit,就是si参数定义的
10~16	进入不同的 runlevel时要执行的动作，10代表runlevel0，11代表runlevel1，依次类推
Ca	当拦截【 ctrl+alt+del】事件是要做什么，默认是重新启动的
Pf	电源失效时要执行的动作
Pr	电源恢复时要执行的动作
N	配置第 N号控制台的方法，N为虚拟控制台的编号
X	启动 X windows system的显示管理员DM的方法

 

3、重新启动 init服务

有 3种方法可以重新启动init服务：

        重新启动 redhat enterprise linux，init服务启动时会读取/etc/inittab配置文件，以调用新的配置数据 

        传送 SIGhUP信号给init进程，当init接收到SIGHUP信号时会重新读取配置文件

        执行 init q或telinit q进程

五、管理启动加载器

1、关于 grub

GRUB是 GNU的一项诚品，其设计的目标是作为GNU操作系统的启动加载器，GRUB除了可以用来启动GNU操作系统外，还可以启动员各种操作系统，当然也包括rhel系统。

GRUB具备下列几项特性：

修改过配置文件后，无须重新安装

可存储 MD5加密过的密码

2、使用 grub

当你使用 grub作为系统的启动加载器启动rhel时，将看到如图：

Grub默认倒数 5秒后，自动启动默认的操作系统，如果你要启动非默认的操作系统，那么一定要在这个画面按下任意键，才能中止grub的倒数计时。

中止了 grub操作后， grub会在屏幕上显示如下图所示的菜单，让你选择你要启动那一个操作系统，你可以使用前头键，移动菜单中的光标到要启动的操作系统后。然后按下【enter】键，grub就会启动你所选择的操作系统，不过当你中止grub启动默认操作系统后，grub会静静等待你的选择，直到你按下【enter】键

在 grub的菜单画面中，你可以使用下表中的按键修改grub的操作系统参数

按键	说明
e	编辑选择操作系统的相关设置 使用 e按键时，GRUB会让你编辑该操作系统的全部设置
a	在启动该操作系统前，让你修改操作系统的启动参数 与 e键不同的是，a按键只会让你修改加在操作系统内核image的启动参数
c	直接开启一个指令列，来编辑操作系统的设置

下图是我编辑我的 rhel操作系统的画面：

在图所示的下方，提醒你可以使用下表中的按键：

按键	说明
b	启动这个操作系统
e	编辑光标所在位置
c	直接开启一个命令行来编辑该设置
o	新增一行设置
d	删除选择的位置
esc	回到上一级菜单

3、配置 grub

Grub的配置文件在 /boot/grub/grub.conf中而非/etc，因为grub在启动操作系统时才会读取配置文件，如果不小心删除了，会导致grub在启动时找不到配置文件，面造成rhel启动失败，以下是我的/boot/grub/grub.conf文件

常见的 GRUB全局参数

参数	说明
Default=NUM	默认的操作系统编号 NUM为操作系统的索引值 (index)，也就是从0开始数字，因此第一个操作系统的NUM为０，第二个为１…
Timeout=SECONDS	用户选择操作的超时时间， SECONDS单位为秒，如果用户没有选择操作系统，在SECONDS时间到达时，GRUB将会直接启动默认的操作系统
Splashimage=FILE	指定 GRUB后台图文件
Hidemenu	要求 GRUB启动的时候隐藏菜单 如果你希望 GRUB启动时显示操作系统的菜单，可以把这个参数注释掉

Grub配置文件定义的参数：

参数	说明
Title TITLESTR	用来作为显示名称， TITLESTR则是显示名称
Root DEVICE	启动的磁盘设备，注意必须是内核存放的分区， rhel会把linux内核安装到/boot/目录中，因此，DEVICE通常为存储在/boot/目录的分区
Kernel FILENAME	Linux内核镜像文件名， FILENAME为内核镜像文件名
Initrd FILENAME	内核的初始化内存磁盘镜像文件名， FILENAME为初始化内存磁盘镜像文件名

 

4、安装 grub

重新安装 grub请使用grub-install工具：

grub-install DEVICE 其中 DEVICE要安装的设备，如果DEVICE是一个硬盘，则GRUB就会被安装到该硬盘的主要启动记录扇区（Master Boot Recond,MBR），如果DEVICE是一个分区,GRUB就会被安装到该分区的启动扇区(Boot Sector)

以下是我把 grub安装到我的/dev/sda硬盘分区上

5、设置 grub密码

密码的类型：

启动参数密码：当用户试图去修改 GRUB启动参数时，GRUB会要求用户提供此密码，只有密码正确时，GRUB才会开启修改GRUB启动参数的菜单

操作系统启密码：当用户启动某一个操作系统时， GRUB会要求用户提供密码，如果密码不正确，GRUB就不会启动该操作系统

这是我用 grub-md5-crypt工具产生的一个经MD5加密后的密码文字

   把用 grub-md5-crypt工具产生的md5加密密码粘到这里，这是GRUB启动参数密码，password后必须批定是md5

 

启动该操作系统所需的密码

这里需要输入刚才生成的 md5密码

启动系统时需要输入密码

 

 

本文出自 “洋仔 Learning......” 博客，谢绝转载！