Centos 6 、Centos 7 系统启动原理

CentOS 6

CentOS6 系统启动过程及相关配置文件

开机加电自检

加电自检，是计算机硬件设备主板上的 BIOS 程序的一个功能，其作用是设备加电后检查所有设备是否可用，并且将最终检测记过通过显示器或 LED 设备显示出来。

磁盘分区表引导

通过 BIOS 确定引导哪一个存储设备后，则尝试引导该设备上的分区表，有可能是 MBR 也有可能是 GPT（不会是LVM），不管哪一个都将其中的代码加载到内存中，并运行起来。

磁盘从外圈开始读取：先读先写，外圈磁盘连续长

grub 菜单引导

grub(GRand Unified Bootloade)是一个菜单引导程序，可以实现单系统或者多系统的选择功能，目前 CentOS 6 中仍旧使用 grub 来引导操作系统的内核。

default：定义默认启动的操作系统

timeout：定义选择操作系统菜单的等待时间

splashimage：指定我们选择 kernel 或操作系统菜单后面那张图片。

hiddenmenu：表示隐藏选择操作系统的菜单，只有出现等待界面后按下 enter 键才会出现。如果没有这个字段， 则每次系统启动都会出现这个选择菜单。

title：grub 菜单”名称”。

root：用于指定 grub 所能识别的根，而不是根文件系统。

kernel：用于指定系统的内核文件的位置

initrd：帮助 kernel 完成系统的启动，例如加载根文件系统所在分区的驱动等。

password：设定密码。放在 title 外表示进入操作系统等待菜单的编辑模式需要密码，而放在 title 内表示启动对应的操作系统需要密码，密码可以是明文或是用 MD5 进行加密过的。可以防止其他人编辑菜单进入单用户模式启动系统。

加载内核

将菜单中选择的内核加载到内存中，展开并启动一个微型操作系统

运行 init 进程

使用加载起来的内核程序执行 Linux 的第一个进程 init 进程，即初始进程

加载系统运行级别

加载/etc/inittab 文件，确定其对应的系统运行级别，然后启动完整的操作系统

系统运行级别：/etc/inittab 中 runlevel 分为 0-6 ；7 个等级

0：关机，shutdown

1：单用户模式（sigle 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（multi 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，但习惯同 3 级别使用；

5：多用户模式（multi user），完全功能模式，图形界面；

6：重启模式，

id:3:initdefault: #这里决定系统启动的级别

启动对应级别下的服务如： init 3 级别

初始化系统

加载/etc/rc.sysinit 文件完成初始化，主要包括设置主机名，设置 IP 等操作

根据启动级别开启服务

根据第六步确定的系统运行级别，加载对用目录下的服务脚本，来决定该级别下那些服务运行和启动。

目录：/etc/rcN.d/

登录系统

显示登陆提示，然后登陆系统

CentOS 7

CentOS 7 系统启动过程及相关配置文件

centos7 系统启动过程

加载 BIOS／UEFI 信息，进行硬件检测。按照 BIOS 设定找到第一个可以启动的设备。

读取第一个设备的 MBR（主引导记录），加载 MBR 中的 BootLoader（启动引导程序grub2）

依据 grub2 的设置加载内核，内核再次进行系统检测。

grub2 加载 initramfs 虚拟文件系统，在内存中加载虚拟文件系统/boot/initramfs.

内核初始化，以加载动态模块的形式加载部分硬件的驱动。并且调用 initrd.target，挂载/etc/fstab 中的文件系统。此时可以由虚拟文件系统模拟出的根目录切换回硬盘真实的根目录。

内核启动的第一个进程，systemd。systemd 接管启动过程，并行启动后续程序。

systemd 调用默认 default.target 单元组，并按照 default 运行子单元组。

在 systemd 中将启动程序成为单元 unit，多个单元组成单元组（target）。

systemd 调用 sysinit.target 单元组，初始化系统。检测硬件，加载剩余硬件的驱动模块等。

systemd 调用 basic.target 单元组，准备操作系统。加载外围硬件的驱动模块，加载防火墙，加载SELinux 安全上下文等。

systemd 调用 mutil-user.target 单元组，启动字符界面所需的程序。

systemd 调用 mutil-user.target 单元组中/etc/rc.d/rc.local 文件，执行文件中命令。

systemd 调用 mutil-user.target 单元组中的 getty.target 单元组，初始化本地终端。

systemd 调用 graphical.target 单元组（字符界面不需要）。

2. 1 Systemd 运行原理-了解一下

Systemd 概述：systemd 即为 system daemon [ˈdi:mən] 守护进程，开发目标是系统服务间的依赖关系，

并依此实现系统初始化时服务的并行启动。

总结：centos5-6-7 3 个系统版本启动过程：

CentOS 5: Sysv init ；CentOS 6: Upstart ；CentOS 7: Systemd

2.2 管理系统服务

服务状态

[root@localhost ~]# systemctl list-unit-files #显示状态

• loaded:Unit 配置文件已处理

• active(running):一次或多次持续处理的运行

• active(exited):成功完成一次性的配置

• active(waiting):运行中，等待一个事件

• inactive:不运行

• enabled:开机启动

• disabled:开机不启动

• static:开机不启动，但可被另一个启用的服务激活

2.3 运行级别

centos6 下 Linux 运行级别 0-6 的各自含义

0： 关机模式

1：单用户模式 ，一用于破解 root 密码

2：无网络，支持的多用户模式

3：有网络支持的多用户模式

4：保留，未使用

5：有网络支持，支持图形界面，支持的多用户模式（图形界面）

6：重新引导系统，及重启

[root@localhost ~]# ll /usr/lib/systemd/system/*.target | grep runlevel

总结：centos6 和 7 运行级别的变化

运行级别的切换

例 1：在 centos6/7 下切换到字符界面：

[root@localhost ~]# init 3 #切换到字符界面

[root@localhost ~]# init 5 #切换到图形界面

例 2：centos7 切换到字符界面

[root@localhost ~]# systemctl isolate multi-user.target

或：[root@localhost ~]# systemctl isolate runlevel3.target

centos7 设置默认系统默认启动级别

例 1：默认系统启动使用 3 级别字符界面

[root@localhost ~]# systemctl set-default multi-user.target

例 2：默认系统启动使用 5 级别图形界面

[root@localhost ~]# systemctl set-default graphical.target

2.4 grub2 和 grub 区别

在 centOS6 上，我们的 grub 文件是/boot/grub/grub.conf

在 centOS7 使用 grub2，配置文件改成/boot/grub2/grub.cfg 了，

如果我们的系统中有两个内核？改变默认启动的内核顺序？

例 1: centos7 修改内核启动顺序

[root@localhost ~]# vim /etc/default/grub

GRUB_TIMEOUT=5 #开机时 grub 默认 5 秒后启动内核

GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"

改：GRUB_DEFAULT= saved

为：GRUB_DEFAULT= 1

#这里我们改成 1，0 代表第一个内核，1 代表第二个，以此类推。

[root@localhost ~]# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

#修改完成后，并没有立即生效，使用此命令来生成 grub2.cfg 文件，

在下次启动的时候就会默认选择新的默认内核。

例 2: centos6 修改内核启动顺序-了解

[root@localhost ~]# vim /boot/grub/grub.conf

改： default=0

为： default=1

[root@localhost ~]# reboot