第10周作業

1、請詳細描述CentOS系統的啟動流程（詳細到每個過程系統做了哪些事情）。
CentOS系統啟動詳細的過程如下（以CentOS7為例）：

• 加電自檢(POST)
  按下電源開關，BIOS系統隨即開始加電自檢，檢查CPU、內存、主板及各接口、硬盤、鍵盤、光驅等，檢測它們的好壞。

• 讀取啟動順序
  檢查完成后，BIOS會根據預先設定好的啟動順序去挨個尋找可引導設備，它找到的第一個有引導程序的設備成為本次啟動的引導設備。

• 主引導記錄(MBR)
  BIOS程序會自動去讀取可引導設備中具有引導作用的代碼部分，即通常所說的主引導記錄(MBR)，共512字節大小，由446字節的bootloader，64字節的分區表，2字節的結束標志組成。

• GRUB
  現主流的GRUB版本為grub 1.x,即grub2。它的代碼不能完全裝于MBR扇區中，所以將它分為兩段，一起來完成系統的引導工作。工作過程分以以下幾個階段：

• stage1
  這一階段的代碼位于MBR中，BIOS讀取MBR中的boogloader代碼,這段代碼不包含文件系統的驅動，但它可以識別到stage2位于哪個分區中，但因為不包含文件系統的驅動所以stage1無法直接訪問stage2所在的分區，因此就有了stage1_5,以構建stage1和stage2通信的橋梁。

• stage1_5
  這個階段的代碼位于MBR后的63個扇區之中，它的作用是提供各種文件系統的驅動文件，以便stage1中的程度可以和stage2所在的分區通信進而找到stage2所存儲的內核文件和rootfs的文件系統驅動。

• stage2
  因為此時GRUB已可識別stage2所在的文件系統，所以這個階段它會找到grub的配置文件（/boot/grub2/grub.cfg），并根據其中的設定給用戶提供一個可選擇的菜單，用于選擇想要啟動的系統或內核版本。同時stage2即/boot/目錄下還提供了Linux系統內核文件（vmlinuz文件）和虛擬文件系統文件（initramfs）等其它核心文件。
  待用戶選擇了相應的系統或等待超時后，系統啟動進入下一個階段。

• Bootloader
  提供一個菜單，允許用戶選擇要啟動的系統或不同的內核版本，把用戶選定的內核裝載到RAM（內存）中的特定空間中，解壓，展開，而后把系統控制權移交給內核。現在Linux中流行的bootloader程序是grub，它的工作過程是這樣的：

• 系統內核加載
  在用戶選擇了要啟動的系統后，這時bootloader程序會將/boot下的內核文件、虛擬文件系統文件加載至內存中解壓并運行，至此bootloader的工作已圓滿完成。接下來的工作將由Linux內核來完成。
  內核首先探測所有可識別的硬件設備，然后加載驅動，有的設備驅動可能需要借助虛擬根文件系統來裝載。
  由于現在很多硬件驅動都是以模塊的形式存在的，如usb,raid,lvm,scsi，sata。此時的內核還不具備驅動這些設備的能力。（正如我們經?？吹礁鱈inux發行版它們的/boot分區文件系統不會是lvm或raid，大多為單獨的一個分區）這時就需要用到initramfs這個虛擬的根文件系統，這樣就可以借助這個虛擬的根文件系統來加載各模塊驅動，進而可以掛載各設備，包括磁盤上真實的根文件系統。此階段使用的是只讀掛載。

• 啟動systemd
  在系統核心將硬件識別及驅動加載完成后主機硬件已經準備就緒。此時內核會主動啟動系統第一個程序：systemd。systemd的主要功能是完成以下任務：

• 掛載/etc/fstab里所有的文件系統（local-fs.target+swap.target）

• 偵測硬件，加載所需要的核心模塊（sysinit.target）

• 加載主要的外圍硬件設備驅動程序和防火墻相關任務（basic.target）

• 加載multi-user.target相關的服務，如tty登錄界面等

• 加載圖形界面相關的服務

當登錄終端tty或者圖形界面加載完成以后，至此，整個系統的啟動工作即已完成。

2、為運行于虛擬機上的CentOS 6添加一塊新硬盤，提供兩個主分區。
(1) 為硬盤新建兩個主分區；并為其安裝grub。
(2) 為硬盤的第一個主分區提供內核和ramdisk文件； 為第二個分區提供rootfs。
(3) 為rootfs提供bash、ls、cat程序及所依賴的庫文件。
(4) 為grub提供配置文件。
(5) 將新的硬盤設置為第一啟動項并能夠正常啟動目標主機。

這題糾結了很久，浪費了大量的時間，做了幾十遍，但總是會碰到提示according mtab /dev/sda2 已經掛載的錯誤提示，導致系統不能正常啟動，找了很多同學做的作業，以及搜索錯誤提示信息，但都沒個準確的說法和解決辦法。但唯一做成的一次其步驟如下，和馬哥視頻中的也只是個別步驟的順序不同。（總結一點：當理論還不足以撐起隨便折騰的欲望時，請使用前人的方法，完全照抄然后加以熟練。）

新增硬盤為系統中識別為sdb，相關步驟如下：

fdisk /dev/sdb #然后創建兩個主分區（sdb1,sdb2,sdb3),并且創建一個swap分區，因為宿主機有swap分區，強烈建議和宿主環境保持一致
mke2fs -t ext4 /dev/sdb1   #給新分區創建ext4文件系統
mke2fs -t   ext4 /dev/sdb3 #給新分區創建ext4文件系統
mkswap /dev/sdb2 #啟用swap分區
mkdir /mnt/boot     #給新分區創建掛載點
mkdir /mnt/sysroot  #給新分區創建掛載點
mount /dev/sdb1 /mnt/boot  #將新分區掛載至/mnt/boot，作用類似于/boot分區
mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot # 將新分區掛載至/mnt/sysroot,用于后面構建新系統的rootfs
grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb  #root-directory指定根所在的位置，不要指定/mnt/boot,gurb會自動去找指定路徑下的boot目錄的，/dev/sdb 用于指定想將grub安裝到哪個設備上。
cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 /mnt/boot/  #為新硬盤第一分區提供內核文件
 cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img /mnt/boot/  #為新硬盤第一分區提供ramdisk文件
 mkdir -pv /mnt/sysroot/{bin,sbin,lib,lib64,etc,home,root,media,mnt,dev,tmp} #為第二分區提供rootfs
 cp /bin/{bash,ls,cat} /mnt/sysroot/bin  #將/bin目錄下的bash,ls,cat程序復制到/mnt/sysroot/bin目錄中
cp `ldd /bin/{bash,ls,cat} | grep -o "/lib64/.*[[:space:]]" | sort -u` /mnt/sysroot/lib64   #將bash,ls,cat所依賴的庫文件一同復制到新rootfs中的lib64目錄中
cp /boot/grub/splash.xpm.gz /mnt/boot/grub/  #提供開機畫面背景圖片（此處使用原系統中的圖片）
cp /etc/grub.conf /mnt/boot/grub/  #給新的grub提供配置文件
vim /mnt/boot/grub/grub.conf   #編輯新硬盤中的grub配置文件 ，修改kernel處的root=/dev/sda2，硬盤編號為BIOS識別的順序，第一個識別到的編號為a,這里這塊硬盤在此系統中實際為sdb，但把它拿到一臺沒有硬盤的機器上去，它就成了sda。數字2表示為硬盤上的第2個分區，然后保存退出，關機，將硬盤卸載，然后以此硬盤新建虛擬機，以驗證配置結果。以下為grub.conf文件需要發動的配置的說明：
title CentOS 6 (2.6.32-642.el6.x86_64) Test_OS   #在此處添加了"Test_OS"
        root (hd0,0)   #只有一塊硬盤的情況下，其編號即為0，這里的root實際是指grub的根，是指grub stage2和kernel文件所在的分區，我們將grub stage2和kernel文件放置在了新增硬盤的第一分區，在grub中編號從0開始。
        kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda3 selinux=0 init
=/bin/bash  #此處指定文件系統的根所在的位置，在Linux系統中分區編號是從開始的，我們把根文件系統建立在這塊硬盤上的第3個分區上了，并同時關閉了selinux，將指定init程序為/bin/bash
        initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img  #此處指定虛擬文件系統文件的位置。
最后新建虛擬機并指定使用這塊新增的虛擬磁盤，然后啟動虛擬機，即可進入系統，并以bash程序初始化系統，只有ls和cat指令以及bash內置指令可以使用

3、制作一個kickstart文件以及一個引導鏡像。描述其過程。
可以使用系統安裝過程中生成的文件（/root/anaconda-ks.cfg）加以修改或者使用圖形化的kickstart工具來完成kickstart文件的制作。圖形化kickstart工具需要先安裝system-config-kickstart軟件包。以下是使用圖形化工具生成的一份文件，全部選項配置完成以后，將文件保存為ks.cfg了，詳細內容如下：

[root@localhost ~]# more ks.cfg
#platform=x86, AMD64, or Intel EM64T
#version=DEVEL
# Firewall configuration
firewall --disabled  #關閉防火墻
# Install OS instead of upgrade
install   #指定安裝類型為全新安裝
# Use CDROM installation media
cdrom  #安裝方式配置為從光驅安裝
# Root password
rootpw --iscrypted $1$2xS8GSnM$IHzs2YYbCRGvcJmNxQ51W0  #加密后的root賬號密碼，配置時輸入明文密碼，并啟用加密選項
# System authorization information
auth  --useshadow  --passalgo=sha512  #指定root密碼加密方式
# Use graphical install
graphical  #使用圖形化方式進行安裝
firstboot --disable   #第一次啟動的時候禁用代理
# System keyboard
keyboard us  #設定鍵盤為美式鍵盤
# System language
lang en_US #設定系統語言為美式英語
# SELinux configuration
selinux --disabled #關閉selinux
# Installation logging level
logging --level=info  #設定anaconda日志級別
# Reboot after installation
reboot  #設定安裝完成后系統自動重啟
# System timezone
timezone  Asia/Shanghai  #設定系統時區為上海
# Network information
network  --bootproto=dhcp --device=eth0 --onboot=on  #設定網卡開機自啟，并使用dhcp獲取ip
# System bootloader configuration
bootloader --location=mbr  #設定bootloader的安裝位置，安裝到mbr中
# Partition clearing information
clearpart --all  #設定清理磁盤上所有分區信息
# Disk partitioning information
part / --fstype="ext4" --size=20000    #按需要自定義分區
part /boot --fstype="ext4" --size=500
part swap --fstype="swap" --size=2000

%packages      #選擇要安裝的軟件包
@chinese-support
@desktop-platform-devel
@development
@eclipse
@emacs
@hardware-monitoring
@internet-browser
@kde-desktop
@network-tools
@perl-runtime
@ruby-runtime
@x11

%end

bash    56

制作引導鏡像：
先將光盤鏡像文件掛載至光驅，然后將除Packages和repodata之外的目錄全部copy至某目錄下，如/tmp/myiso；
然后使用如下指令生成名為boot.iso的引導鏡像，放置于/boot目錄下。

mkisofs -R -J -T -v --no-emul-boot --boot-load-size 4 --boot-info-table -V "CentOS 6.6 x86_64 boot" -b isolinux/isolinux.bin -c isolinux/boot.catlog -o /root/boot.iso /tmp/myiso/