CentOS 5,6 系統啟動流程詳解

    一、linux 組成介紹

         1.linux 組成：

            ? Linux: kernel+rootfs（根文件系統）

                kernel: 進程管理、內存管理、網絡管理、驅動程序、文件系統、安全功能

                rootfs: 程序和glibc

                庫：函數集合, function, 調用接口（頭文件負責描述）

                過程調用： procedure，無返回值

                函數調用： function

                程序：二進制執行文件

         2.內核設計流派：

            單內核(monolithic kernel)： Linux

                把所有功能集成于同一個程序

            微內核(micro kernel)： Windows, Solaris

                每種功能使用一個單獨子系統實現

        

        3. Linux內核特點：

                支持模塊化： .ko（內核對象）

                如：文件系統，硬件驅動，網絡協議等

                支持內核模塊的動態裝載和卸載

            ? 組成部分：

                核心文件： /boot/vmlinuz-VERSION-release (出廠時，直接從光盤中拷貝而得)

                ramdisk：輔助的偽根系統

                (包含各類驅動，以供啟動時加載真正的根文件系統)

                /boot/initramfs-######.img   （系統安裝之時才會生成）

            

            

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        centos 6.8-initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img  簡析：

            

            （initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img 以gzip格式壓縮，解壓時候，需要在尾部添加.gz后綴）

            解壓后：

            

            使用cpio 解壓： (  cpio -id < initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img.cpio)

            

            initramfs 作為臨時偽根文件系統，有類似于根的各類所需文件、驅動，可供啟動時候加載真正的根文件系統

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            CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img

                    修復：

                    救援模式下，

                    chroot /mnt/sysimage

                    cd /boot

                    mkinitrd initrd-`uname -r`.img  `uname -r`     (centos5 )

                    （第二個uname -r ，是作為initrd 的參數）

                    exit 

            CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img

                    修復： （centos 6 ）

                    救援模式下，

                    chroot /mnt/sysimage

                    cd /boot

                    mkinitrd initramfs-`uname -r`.img  `uname -r`    (centos6)

                    exit 

           

            （ centos 7 需要進入grub 修復：）

            模塊文件： /lib/modules/VERSION-release

                命令補充：   lsmod 查看加載的模塊;

                        moinfo 查看指定模塊信息

                        modprobe 加載模塊;

                        rmmod  / modprobe -r  卸載模塊

            

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二、linux 系統啟動流程詳解：

         1. Centos  6  啟動流程

            

           

         2. centos6 啟動流程

                    1.加載BIOS的硬件信息，獲取第一個啟動設備。

                    2.讀取第一個啟動設備MBR的引導加載程序(grub)的啟動信息

                    3.加載核心操作系統的核心信息，核心開始解壓縮，（加載initramfs.img）并嘗

                    試驅動所有的硬件設備。

                    4.核型執行init程序并獲取運行信息。

                    5.Init執行/etc/rc.d/rc.sysinit文件。

                    6.啟動核心的外掛模塊(/etc/modprobe.conf)。

                    7.Init執行運行的各個批處理文件(scripts).

                    8.Init執行/etc/rc.d/rc.local. （出現登陸界面）

                    9.執行/bin/login程序，等待用戶登錄。

                    10.登錄之后開始以Shell控制主機。

            

        3.  啟動流程詳解：

            ? 系統整體初始化流程：

                POST –> BootSequence (BIOS) –>

                Bootloader(MBR) –>（進入/boot） kernel(ramdisk) –> rootfs(只讀) —

                > init（ systemd）

            ? POST： Power-On-Self-Test，加電自檢，是BIOS功能的一個主要部

                分。負責完成對CPU、主板、內存、硬盤子系統、顯示子系統、 串并行接

                口、鍵盤、 CD-ROM光驅等硬件情況的檢測。

             ROM： BIOS， Basic Input and Output System，保存著有關計

                算機系統最重要的基本輸入輸出程序，系統信息設置、 開機加電自檢程序和

                系統啟動自舉程序等。

                 RAM： CMOS互補金屬氧化物半導體，保存各項參數的設定

                按次序查找引導設備，第一個有引導程序的設備為本次啟動設備

            ? bootloader: 引導加載器，引導程序 （MBR第一個扇區）

                windows: ntloader，僅是啟動OS

                Linux：功能豐富，提供菜單，允許用戶選擇要啟動系統或不同的內

                    核版本；把用戶選定的內核裝載到內存中的特定空間中，解壓、展開，并把

                    系統控制權移交給內核

                    LILO： LInux LOader（早期）

                    GRUB: GRand Unified Bootloader

                    GRUB 0.X: GRUB Legacy， GRUB2

            ? MBR:

                446: bootloader, 64: 分區表, 2: 55AA

                （446字節內可尋找到bootloader所在盤區）

            ? GRUB:（grub 目錄下，存放著各階段的備份文件）

                    primary boot loader :

                        1st stage–》 加載bootloader

                        1.5 stage–> 進入/boot目錄，加載vmlinux,initramfs

    

                    secondary boot loader ：

                        2nd stage， 讀取分區根文件系統

            ? kernel：

                自身初始化：

                    探測可識別到的所有硬件設備

                    加載硬件驅動程序（可能借助于ramdisk加載驅動）

                    以只讀方式掛載根文件系統

                    運行用戶空間的第一個應用程序： /sbin/init

           4.init程序的類型：

                ? SysV: init, CentOS 5之前

                    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：

                    內核中的特性之一：使用緩沖和緩存來加速對磁盤上的文件訪問

                    ramdisk –> ramfs 提高速度

                    CentOS 5: initrd, 工具程序： mkinitrd

                    CentOS 6: initramfs， 工具程序： mkinitrd,  dracut(實際調用文件)

         5. 運行級別

                ? 運行級別配置路徑： /sbin/init   （CentOS 5 ）

                    （/etc/inittab 下可以定義默認啟動界面A）

                ? 運行級別：為系統運行或維護等目的而設定； 0-6： 7個級別

                    0：關機

                    1：單用戶模式(root自動登錄), single, 維護模式

                    2: 多用戶模式，啟動網絡功能，但不會啟動NFS；維護模式

                    3：多用戶模式，正常模式；文本界面

                    4：預留級別；可同3級別

                    5：多用戶模式，正常模式；圖形界面

                    6：重啟

                ? 默認級別： 3, 5

                ? 切換級別： init #

                ? 查看級別： runlevel ; who -r

             6.init 初始化過程詳解

                1) init 初始化流程：

                    init讀取其初始化文件： /etc/inittab

                    初始運行級別(RUN LEVEL)

                    系統初始化腳本

                    對應運行級別的腳本目錄

                    捕獲某個關鍵字順序

                    定義UPS電源終端/恢復腳本

                    在虛擬控制臺生成getty

                    在運行級別5初始化X

                2) CentOS5的inittab文件詳解：

                    ? 配置文件路徑： /etc/inittab

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            Centos 5.4 —–/etc/inittab:

            # inittab       This file describes how the INIT process should set up

            #               the system in a certain run-level.

            #

            # Author:       Miquel van Smoorenburg, <miquels@drinkel.nl.mugnet.org>

            #               Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes

            #

            # Default runlevel. The runlevels used by RHS are:

            #   0 – halt (Do NOT set initdefault to this)

            #   1 – Single user mode

            #   2 – Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

            #   3 – Full multiuser mode

            #   4 – unused

            #   5 – X11

            #   6 – reboot (Do NOT set initdefault to this)

            #

            id:5:initdefault:

            # System initialization.

            si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

            l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

            l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1

            l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2

            l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3

            l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4

            l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

            l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

            # Trap CTRL-ALT-DELETE

            ca::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

            1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1

            2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2

            3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3

            4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4

            5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5

            6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

            # Run xdm in runlevel 5

            x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

            ———————————————————————————

           

            centos 6—–/etc/inittab：

            # Default runlevel. The runlevels used are:

            #   0 – halt (Do NOT set initdefault to this)

            #   1 – Single user mode

            #   2 – Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

            #   3 – Full multiuser mode

            #   4 – unused

            #   5 – X11

            #   6 – reboot (Do NOT set initdefault to this)

            #

            id:5:initdefault:

            ——————————————————————————————

            ? 每一行定義一種action以及與之對應的process

            id:runlevel:action:process

            id：它是每個登記項的標識符，用于唯一標識每個登記項，不能重復

            runlevels：系統的運行級別，表示process的action要在哪個級別下運行，該段中可以定義多個運行級別，

                  各級別之間直接寫不用分隔符；如果為空，表示在所有的運行級別運行。Linux的運行級別有：

                        0：表示關機

                        1：表示單用戶模式，在這個模式中，用戶登錄不需要密碼，默認網卡驅動是不被

                        加載，一些服務不能用。

                        2：表示多用戶模式，NFS服務不開啟

                        3，表示命令行模式

                        4，這個模式保留未用

                        5，表示圖形用戶模式

                        6，表示重啟系統

            action：表示對應登記項的process在一定條件下所要執行的動作。

                具體動作有：

                     respawn：當process終止后馬上啟動一個新的

                wait：當進入指定的runlevels后process才會啟動一次，并且到離開這個

                runlevels終止

                initdefault：設定默認的運行級別，即我們開機之后默認進入的運行級別，

                        不能是0,6

                sysinit：系統初始化，只有系統開機或重新啟動的時候，

                        這個process才會被執行一次

                 powerwait：當init接收到電源失敗信號的時候執行相應的process，

                     并且如果init有進程在運行，會等待這個進程完成之后，再執行相應的process

                            powerfail：當init接收到電源失敗信號的時候執行相應的process，并且如果

                      init有進程在運行，不會等待這個進程完成，它會直接執行相應的process

                powerokwait：電源已經故障，但是在等待執行對應操作的時候突然來電了就執行對應

                        的process

                powerfailnow：當電源故障并且init被通知UPS電源已經快耗盡執行相對應的process

                ctrlaltdel：當用戶按下ctrl+alt+del這個組合鍵的時候執行對應的process

                boot：只有在引導過程中，才執行該進程，但不等待該進程的結束；當該進程死亡時，

                    也不重新啟動該進程

                bootwait：只有在引導過程中，才執行該進程，并等待進程的結束；當該進程死亡時，

                    也不重新啟動該進程

                off：如果process正在運行，那么就發出一個警告信號，等待20秒后，

                    再通過殺死信號強行終止該process。如果process并不存在那么就忽略該登記項

                once：啟動相應的進程，但不等待該進程結束便繼續處理/etc/inittab文件中的下一個

                    登記項；當該進程死亡時，init也不重新啟動該進程

             process：表示啟動哪個程序或腳本或執行哪個命令等

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            centos 5.4 –/etc/inittab內容示例：

            id:3:initdefault:                     # 定義默認運行級別

            si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit   # 系統初始化腳本

            l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0        #  對應不同運行級別的啟動腳本

            l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1…

            l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

            ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now  #定義快捷鍵操作

            # 按下快捷鍵3秒后重啟系統

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              3)  CentOS6 /etc/inittab和相關文件

             （CentOS6中，已經不再定義其他內容，進有默認開機啟動流程，轉用下列腳本來完成

              原有執行操作）

                ? /etc/inittab

                    設置系統默認的運行級別

                    id:3:initdefaut:

                   ? /etc/init/control-alt-delete.conf    # 定義快捷鍵操作

                   ? /etc/init/tty.conf   #tty 終端配置腳本

                   ? /etc/init/start-ttys.conf       #登錄腳本

                   ? /etc/init/rc.conf #運行級別配置腳本

                   ? /etc/init/prefdm.conf     #定義級別5中的圖形界面啟動的腳本

               4) /etc/rc.d/rc.sysinit

                   ? /etc/rc.d/rc.sysinit: 在所有運行級別下，init 依賴/rc.sysinit 進行系統初始化

                    作用：

                    (1) 設置主機名

                    (2) 設置歡迎信息

                    (3) 激活udev和selinux

                    (4) 掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統

                    (5) 檢測根文件系統，并以讀寫方式重新掛載根文件系統

                    (6) 設置系統時鐘

                    (7) 激活swap設備

                    (8) 根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數

                    (9) 激活lvm及software raid設備

                    (10) 加載額外設備的驅動程序

                    (11) 清理操作

            5）rc 腳本

                ? 說明： rc N –> 意味著讀取/etc/rc.d/rcN.d/下腳本

                    （服務若在指定模式下為開啟，在對應級別的rc#.d 中，為S開頭，反之為K開頭）

                    （K/S后以字符順序排列）

                    (目錄下全部文件均為軟鏈接，源為init.d下的對應腳本)

                    K*: K##*： ##運行次序；數字越小，越先運行；數字

                    越小的服務，通常為依賴到別的服務

                    S*: S##*： ##運行次序；數字越小，越先運行；數字

                    越小的服務，通常為被依賴到的服務

                    s|k 開頭腳本內容示例：

                    for srv in /etc/rc.d/rcN.d/K*; do

                    $srv stop

                    done

                    for srv in /etc/rc.d/rcN.d/S*; do

                    $srv start

                    done

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    三、chkconfig命令

               ? chkconfig命令

                （設置開啟 | 關閉狀態后，會在對應級別中生成 s| k 開頭的服務文件）

               ? 查看服務在所有級別的啟動或關閉設定情形：

                chkconfig [–list] [name]

            ? 添加：（可添加自編服務腳本）

                1.SysV的服務腳本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)

                （無需在結尾添加.sh）

                2.服務腳本內容示例：

                

                    #!/bin/bash

                    # chkconfig: LLLL nn mm

                    #LLLL 表示初始在哪個級別下啟動， -表示都不啟動

                     nn : 啟動順序號（建議自編服務號為較大數字）

                    mm : 關閉時的順序號

                3.chmod +x …..

                4.chkconfig –add service_name

                5.service ## start 即可測試添加服務腳本

            ? 刪除：

                chkconfig –del name

            

            ? 修改指定的鏈接類型

                chkconfig [–level levels] service_name <on|off|reset>

                –level LLLL: 指定要設置的級別；省略時表示2345

                eg：

                chkconfig –level 5 atd on | off

            ? ntsysv命令 ：（交互式服務調整，一次只能進入一個模式，默認為當前模式）

                    –level=#  可進入指定模式下調整

            

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   四、xinetd管理服務與自定義服務

           （xinetd: 超級守護進程 ， 7已經取消，僅在5、6中還存在）

            配置文件： /etc/xinetd.conf

            瞬態（ Transient）服務（非獨立服務，不可獨立工作）被xinetd進程所管理：

                啟動|關閉：  由xinetd 檢查chkconfig中對應服務配置，管理其自啟動狀態

                工作（監聽）：  依賴于xinetd運行，對應服務的請求，首先被xinetd代理監聽，

                        xinetd收到請求才喚醒對應服務

            chkconfig –list 中 xinetd 管理的瞬態服務項目：

                

                修改服務自啟動：/etc/xinetd.d/<service>：

                修改disable 即可

                

                或者使用chkconfig 開啟也可以。

                與libwrap.so文件鏈接

                用chkconfig控制的服務：

                    chkconfig tftp on

           ? service 命令：手動管理服務

                service 服務 start|stop|restart

                service –status-all

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    五、/etc/rc.d/rc.local腳本

            ? 注意：正常級別下，最后啟動一個服務S99local沒有鏈接至

                /etc/rc.d/init.d一個服務腳本，而是指向了

                /etc/rc.d/rc.local腳本

            ? 不便或不需寫為服務腳本放置于/etc/rc.d/init.d/目錄，且

            又想開機時自動運行的命令，可直接放置于

            /etc/rc.d/rc.local文件中

                ? /etc/rc.d/rc.local在指定運行級別腳本后運行

                ? 可以根據情況，進行自定義修改

            centos 5—tty 終端配置(/etc/inittab中的內容)

                ? 1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1

                ? 2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2

                ? …

                ? 6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

                mingetty會自動調用login程序

                ? x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

          

    六、破解root口令

            啟動菜單–》 按“a”–> 輸入： 1|S |s |single –>進入單用戶模式（root） ，此模式下，直接以root身份登錄，

            且無需輸入密碼，使用passwd命令即可修改密碼