Linux系統啟動相關

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Linux系統啟動相關

一、Linux操作系統啟動流程

  • Linux操作系統的啟動流程為：POST(加電自檢)–> BIOS –> Bootloader –> kernel –> /sbin/init。

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POST介紹：

POST（POST ON SELF TEST）開機自檢，主機接通電源后，系統進行的一個自我檢測的過程，對系統的幾乎所有的硬件設備進行檢測。如果必需的硬件被發現而且發現正在適當地工作，計算機開始啟動。如果硬件沒有被發現或者被發現工作不正常，根據問題的性質，基本輸出輸入系統（BIOS）發出一個錯誤信息，可能是在熒屏顯示的文本或一系列的特殊的蜂鳴聲。有些設備的存在與否不影響系統的正常啟動：如鍵盤、鼠標等。

BIOS介紹：

自檢的功能是由BIOS（BASIC INPUT OUTPUT SYSTEM）程序來實現的，即基本輸入輸出功能，它是裝在在硬件芯片CMOS之上。BIOS會列出一些可以啟動的裝置順序，隨后BIOS會讀取該引導設備中的MBR來進行系統啟動的下一階段。MBR為第一個可以啟動的硬盤的第一個扇區，即主引導記錄（Master Boot Record）。MBR大小為512bytes，前446bytes為bootloader,后64bytes為分區表，最后2bytes為結束標識；

GRUB介紹：

GRUB系統引導啟動工具，grub有兩個版本，0.x系列被稱為grub1,也被稱為grub legacy，centos5，6上使用的是0.x系列；1.x被稱為gurb2,用于centos7;grub分為3個階段： 　　　　　　　　　　1：Stage1的作用是啟動安裝在MBR中的bootloader主程序，其作用便是指向stage2，引導stage2運行； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2：Stage1.5作用為讓grub程序能夠識別grub2所在的分區?；蛟S你也已經發現，在/boot/grub目錄下有諸多以stage15結尾的文件，表示各種文件系統所對應的stage15，和stage1文件一樣，能夠讓grub識別stage2所在分區的文件不是這些，而是在系統安裝時，早已確定了stage2所在目錄的文件系統格式，并將與之對應的以stage1_5結尾的文件安裝至MBR之后的62個扇區內；　　　　　　　　3：Stage2 作用：提供菜單、并提供交互式接口；加載用戶選擇的內核或操作系統，并允許傳遞參數給內核；提供菜單保護機制。

kernel介紹：

系統進入kernel階段，所有的硬件設備都已準備就緒，kernel進一步加載硬件驅動程序，在內存中生成臨時只讀的rootfs，運行用戶控件的第一個應用程序：/sbin/init。在Centos 6中系統的初始化程序是/sbin/init，但是到了Centos 7 則該用了systemd作為系統的初始化程序。

init初始化：

系統開始完成初始化，運行第一個程序init，init主要實現的功能為： 　　　　　　　　　　　　　　　　(1) 設置主機名； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2) 設置歡迎信息； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3) 激活udev和selinux； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(4) 掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(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) 根據/etc/sysctl.conf文件來設置內核參數； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8) 激活lvm及軟raid設備； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9) 激活swap設備； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(10) 加載額外設備的驅動程序； 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(11) 清理操作；

Linux系統運行級別：

Linux系統共有7個運行級別：

      運行級別0：系統停機狀態，系統默認運行級別不能設為0，否則不能正常啟動
      運行級別1：單用戶工作狀態，root權限，用于系統維護，禁止遠程登陸
      運行級別2：多用戶狀態(沒有NFS)
      運行級別3：完全的多用戶狀態(有NFS)，登陸后進入控制臺命令行模式
      運行級別4：系統未使用，保留
      運行級別5：X11控制臺，登陸后進入圖形GUI模式
      運行級別6：系統正常關閉并重啟，默認運行級別不能設為6，否則不能正常啟動

運行級別的原理：

 1：在目錄/etc/rc.d/init.d下有許多服務器腳本程序，一般稱為服務(service)
 2：在/etc/rc.d下有7個名為rcN.d的目錄，對應系統的7個運行級別
 3：rcN.d目錄下都是一些符號鏈接文件，這些鏈接文件都指向init.d目錄下的service腳本文件，命名規則為K+nn+服務名或S+nn+服務名，其中nn為兩位數字。
 4：系統會根據指定的運行級別進入對應的rcN.d目錄，并按照文件名順序檢索目錄下的鏈接文件
 對于以K開頭的文件，系統將終止對應的服務
 對于以S開頭的文件，系統將啟動對應的服務
 5：查看運行級別用：runlevel
 6：進入其它運行級別用：init N
 7：另外init0為關機，init 6為重啟系統

二、簡述grub啟動引導程序配置及命令行接口詳解

GNU GRUB（GRand Unified Bootloader）是一個多操作系統啟動程序；它允許用戶可以在計算機內同時擁有多個操作系統，并在計算機啟動時選擇希望運行的操作系統。GRUB可用于選擇操作系統分區上的不同內核，也可用于向這些內核傳遞啟動參數。GRUB主要分為三個步驟：stage1，stage1.5,stage2。

1:stage1：用于啟動Boot loader來加載stage2的內容至內存中；
2:stage1_5：其能夠識別內核和stage2所在的分區的文件系統格式類型，幫助引導stage2;
3:stage2：讀取grub.conf 配置文件，并實現引導功能的擴展；

Linux GRUB的配置文件放置于：/etc/grub.conf;/boot/grub/grub.conf上:

  [root@localhost ~]# ll /etc/grub.conf /boot/grub/grub.conf 
  -rw-------. 1 root root 771 Apr 13 23:01 /boot/grub/grub.conf
  lrwxrwxrwx. 1 root root  22 Mar  5 17:17 /etc/grub.conf -> ../boot/grub/grub.conf

GRUB配置文件信息如下：

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 default=0：表示有多個grub引導菜單時，選擇哪一個作為默認啟動引導菜單，default=0表示默認使用第一個title菜單中的配置；
 timeout=5：在grub選擇菜單中，5秒內，如果用戶沒有選擇任何一個title，則使用default中指定的titile菜單中的配置進行啟動；
 splashimage：指定引導菜單中的背景圖片的路徑；
 titile：指定title菜單到的名稱；
 root：表示kernel和initrd文件所在的分區路徑，而不是“根分區”；其設置格式為：root (hd#,#)，硬盤均會被識別為hd，第一個#表示第幾個硬盤，從0開始；地第二個#表示同一個硬盤上的不同分區，也使用數字標識，從0開始；
 kernel：通常用于指定要運行的內核文件路徑，如：/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64；另外也可在其后設置相關的內核參數，如：ro表示只讀，root表示指定根分區所在路徑，關閉selinux等等；
 initrd：為內核運行指定其可用的ramdisk文件，其版本須與內核版本相一致；

系統開機過程中按任意鍵，即可進入 GRUB菜單界面：Linux系統啟動相關

GRUB命令行接口：

在菜單欄界面按ｃ可進入grub命令行接口：Linux系統啟動相關

GRUB的命令行接口常用指令包括如下：

  help：查看命令幫助； 
  root (DEVICE)：指定系統和內核文件所在的分區，如root(hd0,0)。 
  find (hd0,0) /path/to/file：用于查找對應分區下的文件。常用于當不確認內核文件在哪個分區時，可使用此命令確認文件所在路徑；支持tab補全； 
  kernel /path/to/kernel_file：用于指定要運行的內核文件。 
  initrd /path/to/kernel_file：指定initrd文件； 
  boot：以當前配置好的grub配置啟動系統；

三、實現kickstart文件制作與光盤鏡像制作

kickstart主要用于實現自動安裝和配置的工作，通過使用kickstart，系統管理員能夠創建一個單獨的、包含安裝過程中遇到的所有問題答案的文件。kickstart文件能被存儲在服務器系統之上，機器在安裝系統的時候可以讀取該文件。在Centos系統中，完成系統安裝后，在root目錄下會生成一個名為anaconda-ks.cfg的kickstart文件。此文件即為配置自動安裝的腳本

  • kickstart文件的組成部分包括三部分：命令段：用于配置系統安裝時除了軟件安裝以外的自動應答；

    軟件包段，用于選擇系統安裝哪些packages，通常以%packages開頭，結尾；

    腳本段，為可選段落，用于設置自動執行的腳本，可設置在安裝系統前或安裝系統后執行。

kictstart的參考配置如下：

install
cdrom
lang en_US.UTF-8
keyboard us
network --onboot no --device eth0 --bootproto dhcp --noipv6
rootpw  --iscrypted $6$Sb9pJZSdPRxv6w2t$Knsn1j/sh6hZ7yDueCMkJWfj/JSE7xQ19ciEL1PToemsUaDqro0jJKA9Y1SrKYTp4gn4KLS72mviDrIwcuvtQ.
firewall --service=ssh
authconfig --enableshadow --passalgo=sha512
selinux --enforcing
timezone --utc Asia/Shanghai
bootloader --location=mbr --driveorder=sda --append="crashkernel=auto rhgb quiet"
repo --name="CentOS"  --baseurl=cdrom:sr0 --cost=100
%packages
@base
@core
@debugging
@basic-desktop
@desktop-debugging
@desktop-platform
@directory-client
@fonts
@general-desktop
@graphical-admin-tools
@input-methods
@internet-applications
@internet-browser
@java-platform
@legacy-x
@network-file-system-client
@office-suite
@print-client
@remote-desktop-clients
@server-platform
@server-policy
@workstation-policy
@x11
mtools
pax
python-dmidecode
oddjob
wodim
sgpio
genisoimage
device-mapper-persistent-data
abrt-gui
samba-winbind
certmonger
pam_krb5
krb5-workstation 
libXmu
%end

光盤鏡像制作：

mkisofs -R -J -T -v --no-emul-boot --boot-load-size 4 --boot-info-table -V "CentOS 6 x86_64 boot" -c isolinux/boot.cat -b isolinux/isolinux.bin -o  /root/boot.iso   myboot/

 

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