centos 系统启动流程

一、Centos 系统启动流程简介

1、POST(Power on Self Test)加电自检
2、Boot Sequence（MBR，bootloader）
3、Kernel(ramdisk)
4、rootfs(switch root)
5、init程序（用户空间启动流程）
6、设定默认运行级别
7、系统初始化脚本：/etc/rc.d/rc.sysinit(/etc/inittab,/etc/init/*.conf)
8、关闭或启动对应级别下的服务
9、启动终端（图形终端）

二、Centos 系统启动详解
1.POST:BIOS(Basic input output system)固化在主板ROM芯片（CMOS为其中的一种）上的程序，它记录着硬件的相关信息。系统根据BIOS的数据，进行加电自检，初始化硬件检测。
2.Boot Sequence:按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备；当启动流程读到硬盘时，第一个要读取的就是该硬盘的主引导记录（master boot record，MBR），然后读取MBR中的bootloader，开始执行内核识别工作。
Bootloader的主要功能：允许用户选择各种内核，把选择的内核装载到RAM的特定空间，然后解压、展开，把系统控制权交给内核。Bootloader的安装位置在MBR: Master boot record Bootloader的类型:
Windows ：ntloader
Linux：
LILO：LIinux LOader 手机常用
GRUB:GRand Uniform Bootloader
GRUB 0.X:Grub Legacy
GRUB 1.X:Grub2
3.Kernel：启动内核
自身初始化： (1)探测可识别到的所有硬件设备； (2)加载硬件驱动程序；（有可能会借助ramdisk加载驱动）
(3)以只读方式挂载根文件系统；避免内核中有bug；
(4)运行用户空间的第一个应用程序：init程序 存放/sbin/init

Ramdisk： 把内存当磁盘用 Linux内核的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问； Ramdisk--> ramfs Centos 5：initrd 工具程序：mkinitrd Centos 6，7：initramfs 工具程序：dract， mkinitrd Ramdisk工作机制:基于内存的磁盘设备，把临时根文件系统装载这里。
启动内核后，装载根文件系统，然后读取根上的init()，然后init()管理进程。
要装载根，得装载磁盘上的驱动程序，驱动程序在模块文件上，而模块又在根文件系统；
如果系统为个人所用，则硬件接口可知，可把驱动程序编译进内核；
如果系统为发行商发行，则硬件接口不可知，驱动程序得自带；
假如驱动程序没有编译进内核，则驱动程序自带：
内核启动后，加载中间临时根文件系统（独立完整根文件系统），扫描当前硬件的设备型号，临时生成的驱动程序，只适用当前主机。
当真正的根文件系统挂载后，临时根文件系统退出。

是否必须？如果明确知道硬件的设备驱动程序，则可不用。
取决于系统的来源
Centos 5:/boot/initrd-VERSION-release.img 把内存当磁盘用，有缓冲和缓存
Centos 6, 7:/boot/initramfs-VERSION-release.img 避免双缓存和双缓冲

4.rootfs：采用只读方式挂载根文件系统，为了避免内核有bug，导致根文件系统损坏。

5.init程序：一旦启动init程序后，后续任务都交给init程序完成，只有发生系统调用，需要执行特权级操作时，内核才会参与。
init程序的类型： 以centos 5为例，详解init程序Centos 5：sysv init 配置文件：/etc/inittab 主要是完成系统初始化 Centos 5: 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；标识符：#，##，空代表所有级别；
Action：在什么条件下启动此任务；
Process：启动什么任务；

Action：
Wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；
Respawn：此任务终止时，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，此处一般指定为/etc/rc.d/rc.sysinit脚本（centos5,6）
# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:例如：id:5:initdefault: # System initialization.si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
# Trap CTRL-ALT-DELETEca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now # When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes# of power left. Schedule a shutdown for 2 minutes from now.# This does, of course, assume you have powerd installed and your# UPS connected and working correctly. pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down" # If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"
# Run gettys in standard runlevels Centos 6: upstart
配置文件：/etc/initab /etc/init/*.conf
Centos7 :systemd
配置文件：/usr/lib/systemd/system/ , /etc/systemd/system/

6.设定默认运行级别：init通过配置文件：/etc/inittab 来获取运行级别
运行级别的作用：Linux通过设置运行级别，来规定系统用不同的服务来启动，让Linux的使用环境不同，或出于维护目的。
运行级别分类；
# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)# 1 - Single user mode单用户模式，维护模式# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)# 3 - Full multiuser mode 多用户模式，文本界面# 4 - unused# 5 - X11 多用户模式，图形界面# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)id:5:initdefault: 默认级别：3,5
级别切换：init #
级别查看： who -r 或runlevel

7.系统初始化脚本：启动对应级别下的初始化脚本。
# System initialization.si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit系统初始化脚本的内容: （1）设置主机名
（2）设置欢迎信息
（3）激活udev和selinux；
（4）挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统；
（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）根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数；
（8）激活lvm及软raid设备；
（9）激活swap设备；
（10）加载额外设备的驱动程序；
（11）清理操作； 8.关闭或启动对应级别下的服务
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6 rc:This file is responsible for starting/stopping services when the runlevel changes.
/etc/init.d/*(/etc/rc.d/init.d/*)脚本执行方式：
# /etc/init.d/service_scripts
# service srv_scripts

例如：l0 :0:wait:/etc/rc.d/rc 3
表示：去启动或关闭/etc/rc.d/rc3.d
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； 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。

# chkconfig 命令：管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别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> 9.启动终端（图形终端）
# Run gettys in standard runlevels1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty12:2345:respawn:/sbin/mingetty tty23:2345:respawn:/sbin/mingetty tty34:2345:respawn:/sbin/mingetty tty45:2345:respawn:/sbin/mingetty tty56:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6
三、总结
1.系统流程详解以centos 5为例，centos6的配置文件略微不同，centos7则是全新的命令和配置文件，兼容centos 5。
2./etc/rc.d目录下的文件也可写成/etc目录下，以下几个脚本文件，与系统服务或初始化相关，以及对应级别下的系统脚本。
[root@localhost ~]# ls /etc/rc.d
init.d rc rc0.d rc1.d rc2.d rc3.d rc4.d rc5.d rc6.d rc.local rc.sysinit