CentOS系统启动流程

CentOS 系统的启动流程：

一、概述：

   （一） 系统初始化流程（内核级别）： POST --> BootSequence(BIOS) --BootLoader（MBR）--> Kernel（ramdisk）--> rootfs（readonly）--> /sbin/init ()

   （二） 用户空间的启动流程： /sbin/init (/etc/inittab)
     设置默认运行级别 --> 运行系统初始化脚本，完成系统初始化 --> 关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务--> 设置登录终端 [--> 启动图形终端]

   （三）Linux内核特点：
     1.支持模块化：.ko (kernel object)
     2.支持模块运行时动态装载或卸载；
     3. 组成部分：
         核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release

         ramdisk：
              CentOS 5：/boot/initrd-VERSION-release.img
               CentOS 6,7：/boot/initramfs-VERSION-release.img
         模块文件：/lib/modules/VERSION-release

 二、系统初始化流程             
   （一） POST：加电自检；
              ROM：CMOS
                BIOS：Basic Input and Output System
   （二） Boot Sequence：
           1. 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要用到的设备；
           2. bootloader：引导加载器，程序；
                (1) Windows：ntloader
                (2) Linux：
                     LILO：LIinux  LOader
                     GRUB：Grand Uniform Bootloader
                            GRUB 0.X：Grub Legacy
                            GRUB 1.X：Grub2
          3.功能：提供一个菜单，允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本； 把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权移交给内核； 
          4. MBR：Master Boot Record
              512bytes：
              446bytes：bootloader
              64bytes：fat
              2bytes：55AA      
           5.GRUB：
              bootloader：1st stage
              Partition：filesystem driver, 1.5 stage
              Partition：/boot/grub, 2nd stage      
   （三） Kernel：
              1.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  
   （四） init程序的类型：
              1.CentOS 5-：SysV init
                 配置文件：/etc/inittab 
              2.CentOS 6：Upstart
                 配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf  

              3.CentOS 7：Systemd
                 配置文件：/usr/lib/systemd/system/ , /etc/systemd/system/

     （五） ramdisk：
               1. CentOS 5: initrd
                  工具程序：mkinitrd
                2. CentOS 6,7: initramfs
                  工具程序：dracut, mkinitrd        
        总结：系统初始化流程（内核级别）： POST --> BootSequence(BIOS) --> BootLoader（MBR）--> Kernel（ramdisk）--> rootfs（readonly）--> /sbin/init ()
三、用户空间的启动流程      
      (一)  /sbin/init：
           1. CentOS 5： SysV init
              (1)  运行级别：为了系统的运行或维护等目的而设定的机制；
                    0-6：7个级别；
                        0：关机, shutdown
                        1：单用户模式(single user)，root用户，无须认证；维护模式；
                        2、多用户模式(multi user)，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式；
                        3、多用户模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；
                        4、预留级别：目前无特别使用目的，但习惯以同3级别功能使用；
                        5、多用户模式(multi user)， 完全功能模式，图形界面；
                        6、重启，reboot
               (2)  默认级别：3, 5
                    级别切换：init #
                    级别查看：
                        who -r
                        runlevel   

            (3) 配置文件：/etc/inittab
                    每行定义一种action以及与之对应的process
                        id:runlevels:action:process
                            id：一个任务的标识符；
                            runlevels：在哪些级别启动此任务；#，###，也可以为空，表示所有级别；
                            action：在什么条件下启动此任务；
                            process：任务；
                        action：
                            wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；
                            respawn：一旦此任务终止，就自动重新启动之；
                            initdefault：设定默认运行级别；此时，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脚本；
                      
                       K*：要停止的服务；K##*，优先级，数字越小，越是优先关闭；依赖的服务先关闭，而后关闭被依赖的；
                       S*：要启动的服务；S##*，优先级，数字越小，越是优先启动；被依赖的服务先启动，而依赖的服务后启动；   

                   rc脚本：接受一个运行级别数字为参数；
                      /etc/init.d/* (/etc/rc.d/init.d/*)脚本执行方式：
                      # /etc/init.d/SRV_SCRIPT  {start|stop|restart|status}

                      # service  SRV_SCRIPT   {start|stop|restart|status}

                   chkconfig命令：管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态；                          

                       查看：chkconfig  --list   [name]

                       添加：chkconfig  --add  name
                       删除：chkconfig  --del  name
                       修改指定的链接类型：
                            chkconfig  [--level  LEVELS]  name  <on|off|reset>
                                 --level LEVELS：指定要控制的级别；默认为2345；

                      注意：正常级别下，最后启动的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本，而是链接至了/etc/rc.d/rc.local （/etc/rc.local）脚本；因此，不便或不需写为服务脚本的程序期望能开机自动运行时，直接放置于此脚本文件中即可。
               (4) 系统初始化脚本：/etc/rc.d/rc.sysinit
                    设置主机名；
                    设置欢迎信息；
                    激活udev和selinux；
                    挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统；
                    检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统； 
                    设置系统时钟； 
                    根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数；
                    激活lvm及软raid设备；
                    激活swap设备；
                    加载额外设备的驱动程序；
                    清理操作；            
                总结：用户空间的启动流程， /sbin/init (/etc/inittab) 
                 设置默认运行级别 --> 运行系统初始化脚本，完成系统初始化 --> 关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务--> 设置登录终端 [--> 启动图形终端]                
四、 CentOS 6

                init程序：upstart，但依然为/sbin/init，其配置文件：
                    /etc/init/*.conf, /etc/inittab（仅用于定义默认运行级别）

               注意：*.conf为upstart风格的配置文件；  
五、CentOS 7        
                init程序：systemd，配置文件：/usr/lib/systemd/system/*,  /etc/systemd/system/*

                完全兼容SysV脚本机制；因此，service命令依然可用；不过，建议使用systemctl命令来控制服务；
                systemctl  {start|stop|restart|status}  name[.service]