CentOS系统启动流程

linux操作系统启动流程解析：



boot loader：引导加载器
在linux系统上有两种：

Lilo

Grub：GRand Uniform Bootloader
在centos6（包含）之前：Grub0.x，也称为GRUB legacy

在centos7上：Grub1.x，也称为GRUB2

功能：提供一个可视化的菜单，允许用户选择要启动的系统或者不同的内核版本；把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核；
kernel：
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
init程序的类型：
SysV: init, CentOS 5
配置文件：/etc/inittab
Upstart: init, CentOS 6
配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf
Systemd：systemd, CentOS 7
配置文件：/usr/lib/systemd/system, /etc/systemd/system
ramdisk:
内核中的特性之一：使用缓冲和缓存来回事对磁盘上的文件访问；
ramdisk是一个微小的根文件系统，内部存放了磁盘的驱动设备，在用户安装操作系统之后，会自动生成或者借助于工具生成磁盘类型的驱动。是存放在内存中的，在加载内核的时候，会自动搜索是否存在，若存在，则加载入内存。是一个辅助的程序，并不一定必须存在。在ramdisk上存在bin、sbin等个目录，也存在init初始化程序。
CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img，模拟为磁盘设备
CentOS 6: /boot/initramfs-VERSION-release.img，模拟为文件系统使用
根切换，从这个微小的根文件系统切换为真正要使用的根文件系统。

ramdisk --> ramfs
CentOS 5: initrd, 工具程序：mkinitrd
CentOS 6: initramfs， 工具程序：mkinitrd, dracut
运行级别：
/sbin/init是在系统初始化的时候完成的。设置运行级别是为了系统的维护或者运行等应用目的而进行的设定。

运行级别共有7个级别：
0-6：7个级别
0：关机
1：单用户模式(root, 无须登录), single, 维护模式；
2: 多用户模式，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式；
3：多用户模式，正常模式；文本界面；
4：预留级别；可同3级别；
5：多用户模式，正常模式；图形界面；
6：重启

切换系统的运行级别：
init #
查看当前系统的运行级别：
runlevel
who -r
配置文件/etc/inittab：
每一行定义一种action以及与之对应的process
id:runlevel:action:process
action:
wait: 切换至此级别运行一次；
respawn：此process终止，就重新启动之；
initdefault：设定默认运行级别；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；
id:3:initdefault:
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
...
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
说明：rc 0 --> 意味着读取/etc/rc.d/rc0.d/
K*: K##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为依赖到别的服务；
S*: S##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为被依赖到的服务；
chkconfig命令:

查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形：
chkconfig [--list] [name]
添加：

SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)目录下。
服务脚本的格式：

在服务脚本中必须指定chkconfig: LLLL nn mm；
其中LLLL：表示运行的级别，就是服务在哪些运行级别下进行启动；
其中nn：表示服务在该级别下启动的次序；

其中mm：表示服务在该级别下关闭的次序；

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 LLLL: 指定要设置的级别；省略时表示2345；
注意：正常级别下，最后启动一个服务S99local没有链接至/etc/rc.d/init.d一个服务脚本，而是指向了/etc/rc.d/rc.local脚本；因此，不便或不需写为服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d/目录，且又想开机时自动运行的命令，可直接放置于/etc/rc.d/rc.local文件中；

/etc/rc.d/rc.sysinit: 系统初始化脚本
(1) 设置主机名；
(2) 设置欢迎信息；
(3) 激活udev和selinux;
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统；
(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统；
(6) 设置系统时钟；
(7) 激活swap设备；
(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数；
(9) 激活lvm及software raid设备；
(10) 加载额外设备的驱动程序；
(11) 清理操作；
步骤详解：

第一步：post加电自检

POST(PowerOnSelfTest)首先对每一个外围设备进行检查。
第二步：boot sequence

也就是我们常说的BIOS，在加电自检完成之后，系统会按照一定的次序进行引导程序的查找，找到第一个引导程序即执行，不管该引导程序是否可以正常运行。若不能正常运行，也不会进行再次的查找。
第三步：boot loader

boot loader（引导加载器）存在于MBR（主引导记录）中。MBR由512个字节组成，前446个字节为boot loader，后64个字节为分区表相关信息，最后两字节为Magical Number。
通过读取MBR中的boot loader以及分区的相关信息，把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核。在引导完成之后，就会进入kernel的初始化。

第四步：kernel初始化

在kernel初始化的时候，进行的工作主要是识别各种硬件设备，加载硬件的驱动。在识别本地磁盘的时候，可能需要借助于ramdisk，通过ramdisk加载的磁盘驱动，kernel识别本地磁盘。
ramdisk并不是人为制作的，而是在系统启动的时候，会自动生成该文件系统。该文件系统不是必需的。

在识别完各种硬件之后，要进行根文件系统的切换，从ramfs切换到真正我们要使用的rootfs。

在挂载ramfs的时候，以只读方式挂载。在挂载rootfs的时候，以读写方式挂载。

在完成内核初始化之后，就要运行用户空间内的第一个初始化程序，即/sbin/init程序。

第五步：/sbin/init程序
通过运行系统初始化程序，启动一个init进程，读取/etc/inittab以及/etc/init/*.conf等配置文件，设置系统的默认启动级别，运行/etc/rc.d/rc.sysinit初始化脚本，加载/etc/rc.d/rc#.d所有脚本，启动相对应的系统运行级别下的服务。最后运行/etc/rc.d/rc.local脚本，启动终端，并进入认证界面。
注意：在centos5上只读取/etc/inittab文件；在centos6上，读取/etc/inittab以及/etc/init/*.conf文件；在centos7上systemd类型，读取/etc/lib/systemd及/etc/systemd/system。