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	[align=left]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[/align]
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

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