Linux引导过程与服务控制

zzz啊a
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一、操作系统引导过程

1.开机自检

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。 总结：检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱

2.MBR 引导

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（如 GRUB）。 总结：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序

3.GRUB 菜单

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GRUB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。 总结：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和路径位置

4.加载 Linux 内核

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。 CentOS 7系统中，默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64”。 总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中

5.init 进程初始化

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。 总结：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行

二、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

  • init进程的PID（进程标记）号永远为1

Systemd进程

  • Systemd是linux操作系统的一种init软件

  • CentOS7采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit

  • CentOS中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

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
Automount.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
Target.target描述一组systemd的单元

运行级别所对应的Systemd目标

运行级别Systemd的target说明
0target关机状态，使用该级别时将会关闭主机
1rescue.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
2multi-user.target用户定义/域特定运行级别，默认等同于3，但是不能连网
3multi-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
4multi-user.target用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
5graphical.target图形界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境
6reboot.target重新启动，使用该级别时将会重启主机

三、排除启动类故障

修复MBR扇区故障

  • MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区处，总共512字节

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

  • 应提前做好备份文件
  • 以安装光盘引导进入急救模式
  • 从备份文件中恢复

步骤：

（1）备份MBR 扇区数据到其它磁盘（/dev/sdb1）

mkdir /backup
mount /dev/sdb1 /backup
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1

（2）模拟破坏MBR引导扇区

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

（3）引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复MBR 扇区数据

先加载好光盘镜像，重启操作系统，

当出现安装向导界面时，选择“Troubleshooting”选项，

再选择“Rescue a CentOS Linux system”选项，进入急救模式

选择“1”选择 Continue并按 Enter 键继续

再次按 Enter 键后将进入带“sh-4.2#”提示符的 Bash Shell 环境

sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir 	#挂载带有备份文件的分区
sh-4.2# dd if=/backupdir/mbr.bak of=/dev/sda   #恢复备份数据
sh-4.2# exit	#执行exit命令退出临时Shell 环境，系统将会自动重启

2. 修复GRUB引导故障

  • 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

尝试手动输入引导命令

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

步骤：

（1）方法一：手动输入引导命令（笨拙繁琐，不建议使用）

（2）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。

 mkdir /bak
 mount /dev/sdb1 /bak
 dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=1

模拟对MRB中的GRUB引导程序的破坏，但并不破坏分区表

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1

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/grub.bak of=/dev/sda	
sh-4.2# exit

（3）方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

rm -rf /boot/grub2/grub.cfg

进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境

sh-4.2# chroot /mnt/sysimage

重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（/dev/sda）的MRB扇区

bash-4.2# grub2-install /dev/sda

重新构建GRUB菜单的配置文件

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

退出chroot 环境，并重启

bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot

四、遗忘root用户密码

  1. 故障原因
  • 遗忘root用户密码
  1. 故障现象
  • 无法进行需要root权限的管理操作
  • 若没有其他账号可用，将无法登陆系统
  1. 解决思路
  • 进入急救模式，重设密码
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