Linux技术研究－基础篇（启动和自动挂载）

Linux技术研究－基础篇（启动和自动挂载）

系统启动流程 如果有一天你的服务器启动不了,面对屏幕上的各种各样的提示素手无策. 你不知道服务器出了什么问题,无法判断启动到了哪个环节. 若想排查出问题原因就必须掌握linux的系统启动流程,根据提示信息判断系统在哪个启动环节遇到故障 这样就能很快的把问题排解. 整个启动过程都属于纯粹的理论知识.今天我们就来学习一下linux系统的启动过程是什么样 一.BIOS 加电自检 当你按电源开关开机时,电脑会首先去启动BIOS(基本输入输出系统),BIOS一般是集成在主板上的. BIOS 的工作 1.检测连接硬件,比如显卡,内存,磁盘等等,检测的目的是以后把这些设备信息提供给操作系统 2.寻找启动磁盘,每一种BIOS都会有开机启动菜单,可以在菜单里设置以哪个设备启动系统    比如:光驱,硬盘,网络等等,这个菜单可以设置多个选项,依照设置次序在设备上寻找启动信息 3.找到了启动硬盘,接着BIOS就会在磁盘上找启动扇区,找到内核启动系统.    1)先试着寻找第一个扇区,也就是主引导记录MBR(Master Boot Record)    2)如果第一个扇区上没有没有存在操作系统,再去寻找标记为BOOT的分区. 不论是MBR还是BOOT分区,存储操作系统的空间都只有446字节; 如果没有在上面提到的位置找到操作系统的内核,那么BIOS就无法继续启动工作. 而我们的内核往往会大于446个字节,存放在磁盘的其他位置上,既然446装不下内核,又为了能顺利的找到放在其他位置上的内核,人们想出了一个办法就在446字节里写了一个小程序,当BIOS试着启动操作系统时就会执行这个小程序,然后再由小程序来载入其他位置的内核.这个小程序就是启动载入器(boot loader) 二.BOOT Loader linux的boot loader(上文提到的小程序) 常见的有两种:lilo grub 因为lilo存在着一个1024柱面的限制,并且更改了磁盘上的启动信息文件后需要重新启动系统才能同步446字节的内容,因为lilo的缺陷,已经被grub所取代.现在的绝大多数类linux系统都采用grub做boot loader; grub则没有了lilo各种限制,而且方便到能修改系统文件的启动内容就可以立刻与446内容同步. 那么我们就看看grub的内容 它存在于 /boot/grub中 GRUB有几个重要的文件，STAGE1、STAGE1.5、STAGE2 STAGE1：它只有512字节，通常放在MBR中，它的作用很简单，就是在系统启动时用于装载STAGE2并将控制权交给它。 STAGE2：GRUB的核心，所有的功能都是由它实现。 STAGE1.5：介于STAGE1和STAGE2之间，是它们的桥梁，因为STAGE2较大，通常都是放在一个文件系统当中的，但是STAGE1并不能识别文件系统格式，所以才需要STAGE1.5来引导位于某个文件系统当中的STAGE2。根据文件系统格式的不同，STAGE1.5也需要相应的文件，如：e2fs_stage1_5，fat_stage1_5，分别用于识别ext和fat的文件系统格式。它存放于1-63的柱面之间. 引导顺序如下：STAGE1->;STAGE1.5->;STAGE2， 主要的配置文件时 grub.conf 里面选项含义: title:一个操作系统引动的标头,可以使多个 root :指明所需文件存在于哪个磁盘哪个分区上 (hd0,0)表示第一个硬盘,第一个分区,可参考/boot/grub/device.map kernel:内核文件的名字,并且会有一些加载内核时的参数 or代表以只读方式加载 initrd:包含一些附加的驱动程序 三.内核启动 内核启动后会向bios查询电脑的所有硬件信息,然后自己接手下来管理这些设备,以便提供给linux使用 内核会试着驱动这些设备,这些设备的驱动一部分包含在内核中,叫做静态驱动,一部分以模块的方式(动态)存放文件系统中,由于此时还未挂载任何文件系统,因此还不能使用文件系统中的模块,这里只能驱动在内核中存在的硬件驱动程序的对应设备.想驱动内核中未包含的硬件驱动就需要加载文件系统. 内核会尝试挂载根文件系统,根文件系统至少包含 /etc /bin /sbin /lib /dev 这5大目录 他们5个缺一不可.都会导致系统无法启动 根文件系统挂载是以只读方式挂载的,因为这时linux还在启动阶段,并不稳定,避免破坏系统资料 四.启动INIT服务 顺利的挂载了根文件系统后,就会启动init服务 内核会按 /sbin/init /etc/init /bin/init 顺序寻找init程序, 如果找不到则内核报错 这里存在一个参数 init=/bin/sh 如果启动时指定了则最后执行/bin/sh    而不会产生内核报错.也被称为快速启动,因为它忽略了很多启动初始化工作. 启动init的目的就是为了初始化系统环境,启动了init就证明了内核已经顺利启动,接下来就由init服务来建立linux使用环境 init做了什么?它会读取 /etc/inittab 文件,根据这个文件的信息来进行初始化工作. 会执行三个脚本 /etc/rc.d/rc.sysinit /etc/rc.d/rc /etc/rc.d/rc.local rc.sysinit 主要的功能用来建立系统的基本环境    启动udev selinux子系统    udev负责产生 /dev中的文件,selinux负责增强系统的安全性    设定核心参数 sysctl -p 加载 /etc/sysctl.conf    设定系统时间 将硬件时间设定为系统时间    加载键盘和交换分区 swapon -a -e    设置主机名,挂载文件系统,并将根重新挂载为可读写的.    加载动态驱动模块    USB设备与RAID & LVM    卸载 /initrd/ 目录    rc 脚本设置启动级别 linux中有许多不同的启动级别,不同的启动级别会制定不同的服务     根据指定rc的参数会对应执行 /etc/rc.d/rc[0-6].d/ 中的连接脚本文件 以S开头的则启动 rc.local 前两个脚本都是系统至关重要的脚本,如果我们想在启动过程中放置一些其他程序    应该使用rc.local脚本中 因为S99local存在于rc[2-5].d中 三个RC脚本执行完毕后,就会建立虚拟主控制台 执行 /bin/login 就提供了用户登陆界面了 如果是图形 L5级别的话,会启动X window登录界面 所有的启动就都已经完毕 用户环境初始化 输入用户名和密码系统验证,然后会执行 /etc/profile /etc/profile.d/*.sh $HOME/.bash_profile /etc/bashrc $HOME/.bashrc 启动级别 0 关机 1 单用户 2 多用户模式但带网络但不能远程登录 3 不受限多用户模式 TUI 4 保留 5 图形模式 6 重新启动 查看启动级别 # runlevel N 3 N是上次的级别,3是当前级别 也就是说机器开机就是3级别 切换级别 init 5 挂载文件系统 /etc/fstab 第一项 是要mount的存储装置的实体位置或者用卷标 第二项 要挂到哪个目录位置 第三项 指定要挂载的系统格式 第四项 mount时要设定的状态，只读或defauls 第五项 提供DUMP功能，在系统DUMP时需要BACKUP的标志位，其内定位置是 0 第六项 设定开机时文件系统是否要check    除了root的文件系统其必要的check为1 其他视需要而定 默认是0 LABEL=/boot             /boot                   ext3    defaults        1 2 磁盘分区 fdisk -l fdisk DEVICE    m 帮助    l 挂载文件系统 mount man mount # df -Th 查看在线系统 或用 mount 重新加载/etc/fstab 用 mount -a fdisk -l 查看磁盘和分区 卸载文件系统 umount /目录 remount 参数试验 # mount -o ro /dev/sda6 /mnt/ # mount | grep sda6 /dev/sda6 on /mnt type ext3 (ro) # touch /mnt/my_file touch: 无法触碰 “/mnt/my_file”: 只读文件系统 # mount -o remount,rw /dev/sda6 /mnt/ # touch /mnt/my_file 交换分区swap的设定 fdisk 中的 t 参数 # mkswap /dev/sda5 Setting up swapspace version 1, size = 509927 kB # free -m              total Swap: 509 # swapon /dev/sda5 # free -m              total Swap: 996 # swapoff /dev/sda3 # free -m              total Swap: 486 # 随系统启动挂载 写到 /etc/fstab 中 LABEL=myext3 /mnt ext3 default   0 0 触发挂载 触发挂载是一项服务,我们首先来学习服务的基本控制 讲启动级别时,我们知道需要启动 /etc/rc.d/rc[0-6] 中的脚本 这些脚本既是服务的启动脚本 根据启动级别来控制应该启动哪些服务 他们都是软连接,真实文件存在于 /etc/init.d/ 中 我们可以去这个目录下去手动加参数来执行启动脚本 也可以用命令 service 服务名 start|stop|restart 等等参数来控制 触发挂载的服务名叫做 autofs 我们就可以用 service autofs restart 任何服务都有他们的主配置文件 autofs 的主配置文件在 /etc/auto.master 系统有一个自动加载光驱的配置 auto.master     /misc   /etc/auto.misc /misc是自动挂载的上层目录,/etc/auto.misc指明了对 /misc 下的目录子目录挂接的配置信息 测试 把光盘放在光驱里,然后执行 cd /misc/cd 则autofs服务会自动把光驱挂载到 /misc/cd中    定制自己的配置信息 vi /etc/auto.misc    myext3         -fstype=auto    :/dev/sda6 :wq 也可以自己定义父级目录 vi /etc/auto.master    /opt /etc/auto.opt :wq vi /etc/auto.opt    myext3         -fstype=auto    :/dev/sda6 :wq 重新添加了autofs监控目录 所以需要重新启动autofs服务 service autofs restart cd /opt/myext3 再用mount验证   ext3 收缩扩大 放大 fdisk /dev/sda5            1123        1184      497983+ 83 Linux [root@stu254 ~]# partprobe /dev/sda [root@stu254 ~]# mke2fs -j /dev/sda5 [root@stu254 ~]# mount /dev/sda5 /mnt [root@stu254 ~]# cp /etc/rc.d/init.d/* /mnt [root@stu254 ~]# sync [root@stu254 ~]# umount /mnt [root@stu254 ~]# e2fsck -f /dev/sda5 [root@stu254 ~]# fdisk /dev/sda Command (m for help): d Partition number (1-5): 5 Command (m for help): n First cylinder (1123-2088, default 1123): Using default value 1123 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1123-2088, default 2088): 1245 Command (m for help): w [root@stu254 ~]# partprobe /dev/sda [root@stu254 ~]# resize2fs /dev/sda5 1G resize2fs 1.39 (29-May-2006) The containing partition (or device) is only 987966 (1k) blocks. You requested a new size of 1048576 blocks. [root@stu254 ~]# resize2fs /dev/sda5 987966K resize2fs 1.39 (29-May-2006) Resizing the filesystem on /dev/sda5 to 987966 (1k) blocks. The filesystem on /dev/sda5 is now 987966 blocks long. [root@stu254 ~]# mount /dev/sda5 /mnt [root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5 文件系统      类型    容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/sda5     ext3    935M   11M 876M   2% /mnt [root@stu254 /]# ls /mnt/ | wc -l 68 [root@stu254 /]# 缩小 [root@stu254 /]# e2fsck -f /dev/sda5 [root@stu254 /]# resize2fs /dev/sda5 300M resize2fs 1.39 (29-May-2006) Resizing the filesystem on /dev/sda5 to 307200 (1k) blocks. The filesystem on /dev/sda5 is now 307200 blocks long. [root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt [root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5 文件系统      类型    容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/sda5     ext3    291M   11M 269M   4% /mnt [root@stu254 /]#   ext2 ext3 相互转换 [root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt [root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5 文件系统      类型    容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/sda5     ext3    291M   11M 269M   4% /mnt [root@stu254 /]# umount /dev/sda5 [root@stu254 /]# tune2fs -O ^has_journal /dev/sda5 tune2fs 1.39 (29-May-2006) [root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt [root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5 文件系统      类型    容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/sda5     ext2    291M 2.3M 277M   1% /mnt [root@stu254 /]# umount /mnt [root@stu254 /]# tune2fs -j /dev/sda5 tune2fs 1.39 (29-May-2006) Creating journal inode: done This filesystem will be automatically checked every 34 mounts or 180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override. [root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt [root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5 文件系统      类型    容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/sda5     ext3    291M   11M 269M   4% /mnt [root@stu254 /]#