Linux自学笔记——Centos启动流程

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      Centos启动流程大概为：POST --> Boot Sequence(BIOS)--> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs (readonly)-->switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 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
POST，Power OnSelf Test，它首先对每一个设备进行检查。完成后会寻找存有引导记录的设备，找到之后读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，并由引导记录来完成系统的顺利启动。
2.     Boot Sequence（Bios）
在系统启动之前不知道计算机的系统在哪里，所以在计算机的bios上定义的设备启动顺序，它会安照设备的启动顺序去查找引导加载器。
3.     Boot Loader（MBR）
Boot loader，引导加载器，用来引导系统的启动，它把用户选定的内核加入内存空间中，把控制权交给内核。
Windows：ntloader
Linux：
LILO：LInux LOader
GRUB：GRand Uninform Bootloader
      GRUB 0.X:Grub Legacy
      GRUB 1.X:Grub2
功能：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；

MBR：Master Boot Record 主引导记录
512bytes：
      446bytes：bootloader
      64bytes：fat
      2bytes：55AA
GRUB：
Bootloader：1st stage
Partition：filesystem driver，1_5stage
Partition：/boot/grub, 2nd stage
4.     Kernel
在Grub中选定内核进入，内核会对自身初始化：
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）
以只读方式挂在根文件系统；
运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init
init程序的类型：
centos 5：SysV init
      配置文件：/etc/inittab
Centos 6: Upstart，但依然为/sbin/init
      配置文件：/etc/inittab：在centos6中，/etc/inittab中的只是部分配置文件，
      
      它的大多数配置文件都再init目录中:/etc/init/*.conf;注意：*.conf为upstart风格的配置文件；
      
Centso 7：Systemd
      配置文件：一部分在/usr/lib/systemd/system/目录下,
      
     另外也有在/etc/system/system目录下：
        
    Systemd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]


ramdisk：
  Linux内核的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问：
       ramdisk-->ramfs
       centos5：initrd
             工具程序：mkinitrd
       Centos6,7：initramfs
             工具程序：dracut，mkinitrd
5.     /sbin/init：
Centos 6：Upstart，centos 6兼容了centos 5的init
运行级别:为了系统的运行或维护等目的而设定的机制；
      0-6：7个级别；
      0：关机，shutdown；
      1：单用户模式（single user），root用户，无需认证；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，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，完全功能模式，图形界面；
      6：重启，reboot；
默认级别：3,5
级别切换：init #
级别查看：
      #who –r
      #runlevel
      
6.     配置文件：/etc/inittab:
        
每行定义一种action以及与之对应的process
      id：runlevels：action：process
            id：一个任务的标识符；
            runlevels：在哪些级别启动此任务；#，###，也可以为空，表示所有级别；
            action：在什么条件下启动此服务；
            process：任务；
      action：
            wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；
            respawn：一旦此任务终止，就自动重新启动之；
            initdefault：设定默认运行级别；此时process省略；
            sysinit：设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本；
      例如：
            id：3：initdefault：   设定系统默认运行级别为3级别；
            si：：sysinit：/etc/rc.d/rc.sysinit    设置系统初始化方式为运行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本；
            
            10：0：wait：/etc/rc.d/rc 0
            11：1：wait：/etc/rc.d/rc 1
            ……
            16：6：wait：/etc/rc.d/rc 6
                  意味着去启动或关闭相对应级别的/etc/rc.d/rc#.d/目录下的服务脚本所控制服务；
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，而后关闭的服务是被依赖的；
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；
           
      rc脚本：接受一个运行级别数字为参数；
           
    脚本框架：
         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
7.     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以及软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；
8.     启动服务；
    /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：管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态；
查看：chkconfig --list [name]
      查看全部服务在各级别下的状态：
      
      查看指定服务在各级别下的状态：
      
添加：chkconfig --add name
      能被添加的服务的脚本定义格式之一：
            #!/bin/bash
            #
            #chkconfig: LLL NN NN
            #description:
删除：chkconfig --del name
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；
      
NOTE:正常级别下，最后一个启动项的一个服务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。

9.     设置登录终端：
tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingettytty1
... ...
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingettytty6
（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；
总结（用户空间的启动流程）：
sbin/init(/etc/inittab)设置默认运行级别；
运行系统初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysinit,完成系统的初始化；
关闭对应级别下的需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务；
设置登录终端