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CentOS系列启动流程详解

时间:2019-02-12 18:42:48      阅读:33      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:chkconfig   esp   任务   ios   参数   rootfs   欢迎信息   组件   ade   

一、Linux启动内核文件
1.Linux系统组成
动态视角:内核+根文件系统
静态视角:磁盘分区+相关文件
2.Kernel特点
(1)支持某块化:.ko (kernel object)文件
(2)支持模块运行时动态装载或卸载;
总结:Linux kernel在单内核设计模型上,吸取了多内核设计的优点,使用了模块化设计
单内核设计:把所有功能集成于同一个程序;如Linux
微内核设计:每种功能使用一个单独的子系统实现;如Windows, Solaris
3.kernel组成
(1)核心文件
1)/boot/vmlinuz-VERSION-release
注: “ vmlinuz ”最后一个z表示压缩格式的kernel文件
2)ramdisk(中间临时文件根系统,动态创建出来的,使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问)
安装操作系统后临时生成的文件,能够扫描当前操作系统的硬盘驱动,装载对应的模块
用于实现系统初始化的基于内存的磁盘设备,把内存中的一段空间当内存使用
CentOS 5:/boot/initrd-VERSION-release.img
工具程序:mkinitrd
CentOS 6,7:/boot/initramfs-VERSION-release.img
工具程序:dracut, mkinitrd
注意:
a)不是必须的,当自编译内核时候知道硬盘接口时候将硬盘驱动编译进kernel,ramdisk就不用了
b)initrd,基于ramdisk的磁盘映像文件;initramfs,基于ramdisk的文件系统
initrd启动后用free查看memory时候,有一段空间被buffers和cached占用,二次缓存
把内存当磁盘使用就必须要在内存中缓存和缓冲,而当做文件系统则避免双缓冲双缓存
[root@centos7 ~]# cd /boot
[root@centos7 /boot]# ll
total 128764
-rw-r--r--. 1 root root 151918 Nov 9 07:43 config-3.10.0-957.el7.x86_64
drwx------. 3 root root 17 Nov 9 08:46 efi
drwxr-xr-x. 2 root root 27 Jan 3 22:02 grub
drwx------. 5 root root 97 Jan 3 22:22 grub2
-rw-------. 1 root root 74000291 Jan 3 22:18 initramfs-0-rescue-7d3c429a01ad4cf6be18b47612865dfd.img
-rw-------. 1 root root 29296849 Jan 3 22:22 initramfs-3.10.0-957.el7.x86_64.img
-rw------- 1 root root 11245847 Feb 11 17:03 initramfs-3.10.0-957.el7.x86_64kdump.img
-rw-r--r--. 1 root root 314036 Nov 9 07:43 symvers-3.10.0-957.el7.x86_64.gz
-rw-------. 1 root root 3543471 Nov 9 07:43 System.map-3.10.0-957.el7.x86_64
-rwxr-xr-x. 1 root root 6639904 Jan 3 22:18 vmlinuz-0-rescue-7d3c429a01ad4cf6be18b47612865dfd
-rwxr-xr-x. 1 root root 6639904 Nov 9 07:43 vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64
[root@centos7 /boot]# file initramfs-3.10.0-957.el7.x86_64.img
initramfs-3.10.0-957.el7.x86_64.img: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
(2)模块文件:/lib/modules/VERSION-release(与内核版本发行号相同的目录)/*
[root@centos7 ~]# ls /boot
config-3.10.0-957.el7.x86_64
efi
grub
grub2
initramfs-0-rescue-7d3c429a01ad4cf6be18b47612865dfd.img
initramfs-3.10.0-957.el7.x86_64.img
initramfs-3.10.0-957.el7.x86_64kdump.img
symvers-3.10.0-957.el7.x86_64.gz
System.map-3.10.0-957.el7.x86_64
vmlinuz-0-rescue-7d3c429a01ad4cf6be18b47612865dfd
vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64
[root@centos7 ~]# ls /lib/modules/3.10.0-957.el7.x86_64/
build modules.builtin modules.modesetting source
extra modules.builtin.bin modules.networking updates
kernel modules.dep modules.order vdso
modules.alias modules.dep.bin modules.softdep weak-updates
modules.alias.bin modules.devname modules.symbols
modules.block modules.drm modules.symbols.bin
[root@centos7 ~]# ls /lib/modules/3.10.0-957.el7.x86_64/kernel/
arch crypto drivers fs kernel lib mm net sound virt

[root@centos7 ~]# ls /lib/modules/3.10.0-957.el7.x86_64/kernel/

arch :与平台相关的特有代码,专有的汇编级的代码
crypto:加密解密组件
drivers:驱动程序
fs :文件系统
kernel :内核自己追踪用到的文件
lib:库文件
mm:内存管理功能,memory manage
net:网络功能
sound:和声音相关的驱动程序,单独放出来,因为有很多与声音相关的×××
virt:访问虚拟机
二、CentOS系列PC架构MBR主机启动流程
POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/.conf) --> 设定运行级别 --> 系统初始化脚本 --> 关闭或启动对应级别下的服务 --> 启动终端
1.POST:加电自检,检查硬件设备是否存在
用于实现POST的代码在主板上ROM(CMOS)芯片上
BIOS:Basic Input and Output System 基本上输入输出系统,固化在ROM芯片上
2.Boot Sequence:
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;
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bootloader:引导加载器,程序;
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;
(1)Windows上引导加载器:ntloader
(2)Linux上引导加载器:
1)LILO:短小精悍的linux加载器,1024柱面之后无法加载,现在多用于安卓手机启动
2)GRUB:Grand Uniform Bootloader统一引导加载器
GRUB 0.X(CentOS 5/6):Grub Legacy
GRUB 1.X(CentOS 7):Grub2,完全重写,设计理念上很大改变3.Kernel实现功能
kernel自身初始化,实现功能
---> 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
4./sbin/init管理用户空间服务进程
init程序的在不同CentOS版本上类型:
CentOS 5及以前:SysV init 配置文件:/etc/inittab
CentOS 6:Ubantu研发的Upstart 配置文件:/etc/inittab /etc/init/
.conf
CentOS 7:Systemd 配置文件:/usr/lib/systemd/system/, /etc/systemd/system/
(1)CentOS 5:
SysV init,配置文件:/etc/inittab
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[root@localhost ~]# cat /etc/inittab
id:3:initdefault: 此处 表示默认启动级别为3文本界面,不能为0级别
/etc/inittab文件:每行定义一种action 以及与之对应的process
格式:id:runlevels:action:process
id:一个任务的标识符;
runlevels:在哪些级别启动此任务;#,###,若此处为空则表示所有级别;
action:在什么条件下启动此任务;
wait:等待切换至此任务所在的级别时执行一次;
respawn:再次发起;此任务终止,就自动重新启动;
initdefault:设定默认运行级别;此时process会省略,不是设定任务,而是默认启动级别;
sysinit:设定系统初始化方式,此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本(CentOS5和6用到,7无);
process:任务;
(2)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;各功能切割成片段
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init-system-dbus.conf:主要在哪儿启动服务的配置文件
rcS.conf: 系统初始化脚本
start-ttys.conf:启动时的终端数量
rc.conf:启动服务的配置文件
更改默认tty数量文件: [root@localhost init]# cat start-ttys.conf
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(3)CentOS 7:不需要任何启动脚本
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]

5.启动运行级别初始化控制:/etc/rc.d/rc#.d
(1)系统运行级别:为了系统的运行或维护等目的而设定的机制;
0-6:共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
1) 默认级别:3, 5
2) 级别切换:init #
3) 级别查看命令:who -r ; runlevel
(2)/etc/rc.d目录
1)rc #脚本:接受一个运行级别数字为参数;当级别切换时启动或关闭服务
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;
注意:按照glob通配,数字越小排在前面
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2)/etc/rc.d/rc脚本框架(vim /etc/rc.d/rc)
for srv in /etc/rc.d/rc#.d/K; do
$srv stop
done
for srv in /etc/rc.d/rc#.d/S
; do
$srv start
done
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(3)/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:
              管理控制/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态;
      1) 查看:chkconfig  --list   [name]

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2) 添加:chkconfig --add name
3) 删除:chkconfig --del name
4) 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;
5) 能被添加的服务的脚本定义格式:
#!/bin/bash
#

chkconfig: ### ## ## ======注释:运行级别、启动优先级、关闭优先级======

description:

(4)/etc/rc.d/rc.local脚本:开机自动读取此文件中命令
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。
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6.系统初始化脚本:/etc/rc.d/rc.sysinit
(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;
7.启动终端
tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
... ...
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
(1)mingetty会调用login程序;
(2)打开虚拟终端的程序除了mingetty之外,还有诸如getty等;

启动开机流程总结:
内核级别:

  1. POST做开机启动时候的硬件检测功能
    2.BootSequence(BIOS)启动加载主引导分区MBR中的引导加载器程序BootLoader
    在LInux现行的BootLoader是三段划分(打破446字节限制)的GRUB程序,
    第一段写在BootLoader中
    1.5段在其后扇区用于文件系统的引导
    2段在boot/grub中提供国土部接口和调用系统内核kernel
    3.Kernel识别硬件、加载驱动、只读挂载根文件系统、同时交付给用户空间第一个程序/sbin/init
    此处特别要注意,系统发行商为了适应多种硬件接口驱动调用,会在第一次安装系统时候,自动识别硬件接口,并调用唯一驱动程序来生成ramdisk文件,以内存当磁盘做虚根,驱动接口后会切换到真实的根文件系统上
    CentOS 5系列是initrd,当磁盘映像文件会造成二次缓存缓冲
    CentOS 6/7系列改进为initramfs,以文件系统形式可以不二次占用缓存和缓冲
    用户空间级别
    4./sbin/init接管后更具其配置文件来初始化
    5.更具/sbin/init中的配置会设置默认运行级别,以及一些在/etc/init.d/设置的开机服务
    6./etc/rc.d/rc.sysinit运行系统初始化脚本,完成系统初始化
    7.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
    8.设置登录终端 [--> 启动图形终端]

CentOS系列启动流程详解

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原文:http://blog.51cto.com/14128387/2349527

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