Linux引導程序與服務控制
- 一、Linux作業系統引導程序
- 1.1 引導程序圖解
- 1.2 引導程序詳解
- 1.3 系統初始化行程
- 1.4 Systemd 單元型別
- 1.5 運行級別所對應的Systemd 目標
- 二、排除啟動類故障
- 2.1 修復MBR扇區故障
- · 故障原因
- · 故障現象
- · 解決思路
- · 實驗：修復MBR扇區的具體步驟
- 2.2 修復GRUB引導故障
- · 故障原因
- · 故障現象
- · 解決思路
- · 實驗：修復GRUB引導故障的具體步驟
- 方法一：手動修復
- 方法二：進入急救模式，恢復GRUB引導程式
- 方法三：引導界面進入急救模式，重建GRUB選單組態檔
- 2.3 遺忘root用戶密碼
- · 故障原因
- · 故障現象
- · 解決思路
- · 實驗：遺忘root用戶密碼并重設的具體步驟
- 三、服務控制及切換運行級別
- 3.1 系統服務控制
- 3.1.1 格式
- 3.1.2 控制型別
- 3.1.3 實體：查看network狀態
- 3.2 查看運行級別
- 3.2.1 runlevel 命令
- 3.2.2 systemctl 命令
- 3.3 臨時切換運行級別
- 3.3.1 init 命令
- 3.3.2 systemctl 命令
- 3.4 設定永久運行級別
- 方法一：
- 方法二：
- 四、優化Linux啟動程序（開機自啟）
- 4.1 ntsysv工具
- 4.2 systemctl/ chkconfig工具
一、Linux作業系統引導程序
1.1 引導程序圖解
1.2 引導程序詳解
- 開機自檢：檢測出第一個能夠引導系統的設備，比如硬碟或者光驅，
服務器主機開機以后，將根據主板BIOS中的設定對CPU、記憶體、顯卡、鍵盤等設備進行初步檢測，檢測成功后根據預設的啟動順序移交系統控制權，大多時候會移交給本機硬碟，因為作業系統一般都是裝在硬碟內， - MBR 引導：運行放在MBR扇區里的啟動GRUB引導程式，
當從本機硬碟中啟動系統時，首先根據硬碟第一個扇區中MBR（主引導記錄）的設定，將系統控制權傳遞給包含作業系統引導檔案的磁區；或者直接根據MBR記錄中的引導資訊呼叫啟動選單，例如：GRUB等 - GRUB 選單：GRUB引導程式通過讀取GRUB組態檔/boot/grub2/grub.cfg，來獲取內核和鏡像檔案系統的設定以及路徑位置，
對于Linux作業系統來說，GRUB（統一啟動加載器）是使用最為廣泛的多系統引導器程式，系統控制權傳遞給FRUB以后，將會顯示啟動選單給用戶選擇，并根據所選項（或采用默認值）加載Linux內核檔案，然后將系統控制權轉交給內核，
（CentOS 7采用的是GRUB2啟動引導器） - 加載Linux內核：把內核和鏡像檔案系統加載到記憶體中，
Linux內核是一個預先編譯好的特殊二進制檔案，介于各自硬體資源與系統程式之間，復制資源分配與調度，內核接過系統控制權以后，將完全掌控整個Linux作業系統的運行程序，
（CentOS 7系統中，默認的內核檔案位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.e17.x86_64”） - init 行程初始化：加載硬體驅動程式，內核把init行程加載到記憶體中運行，
為了完成進一步的系統引導程序，Linux內核首先將系統中的“/sbin/init”程式加載到記憶體中運行（運行中的程式稱為行程），init行程負責完成整個系統的初始化，最后等待用戶進行登錄，
1.3 系統初始化行程
-
init 行程
- 由Linux內核加載運行/sbin/init程式；
- init行程是系統中第一個行程，是所有行程的父行程；
- init行程的IPD（行程標記）號永遠為1.
-
Systemd
- Systemd是Linux作業系統的一種init軟體；
- CentOS 7中采用權限的Systemd（并行啟動服務行程）啟動方式，取代傳統的SysVinit(串行執行shell腳本啟動服務)；
- CentOS 7中運行的第一個 init行程是/lib/systemd/systemd
1.4 Systemd 單元型別
| 單元型別 | 擴展名 | 說明 |
|---|---|---|
| Service | . service | 描述一個系統服務 |
| Socket | .socket | 描述一個行程間通信的套接字 |
| Device | .device | 描述一個內核識別的設備檔案 |
| Mount | .mount | 描述一個檔案系統的掛載點 |
| utomount | .automount | 描述一個檔案系統的自動掛載點 |
| Swap | .swap | 描述一個記憶體交換設備或交換檔案 |
| Path | .path | 描述一個檔案系統中檔案或目錄 |
| Timer | .timer | 描述一個定時器(用于實作類似cron的調度任務) |
| Snapshot | .snapshot | 用于保存一個systemd的狀態 |
| Scope | .scope | 使用systemd的總線介面以編程的方式創建外部行程 |
| Slice | .slice | 描述居于Cgroup的一-組通過層次組織的管理系統行程 |
| Target | .target | 描述一組systemd的單元 |
1.5 運行級別所對應的Systemd 目標
| 運行級別 | Systemd的target | 說明 |
|---|---|---|
| 0 | target | 關機狀態，使用該級別時將會關閉主機 |
| 1 | rescue.target | 單用戶模式，不需要密碼驗證即可登錄系統，多用于系統維護 |
| 2 | multi-user.target | 用戶定義/域特定運行級別，默認等同于3 |
| 3 | multi-user.target | 字符界面的完整多用戶模式，大多數服務器主機運行在此級別 |
| 4 | multi-user.target | 用戶定義/域特定運行級別，默認等同于3 |
| 5 | graphical.target | 圖形界面的多用戶模式，提供了圖形桌面操作環境 |
| 6 | reboot.target | 重新啟動，使用該級別時將會重啟主機 |
二、排除啟動類故障
2.1 修復MBR扇區故障
· 故障原因
- 病毒、木馬的等造成的破壞；
- 不正確的磁區操作、磁盤讀寫誤操作等，
· 故障現象
- 找不到引導程式，啟動中斷；
- 無法加載作業系統，開機后黑屏，
· 解決思路
- 準備添加另一塊硬碟作為備份；
- 應提前做好備份檔案；（MBR位于第一塊硬碟的第一個物理扇區處，總共512位元組）
- 以安裝光碟引導進入急救模式；
- 從備份檔案中恢復，
· 實驗：修復MBR扇區的具體步驟
-
添加新硬碟并進行磁區、格式化然后掛載，
具體步驟可以參考此篇博客第三段：磁盤管理的檢測并確認新硬碟
對磁盤進行磁區格式化：
新建目錄，掛載磁盤并查看
-
備份MBR扇區資料到其他磁盤
-
模擬破損的MBR引導扇區
-
引導界面進入急救模式，恢復MBR扇區資料
重啟后發現無法正常進入系統了，選擇第三項進入急救模式
2.2 修復GRUB引導故障
· 故障原因
- MBR中的GRUB引導程式（1-446位元組）遭到破壞
- grub.cfg檔案丟失，引導配置有誤，檔案位置
/boot/grub2/grup.cfg
· 故障現象
- 系統引導停滯，顯示
grub >提示符
· 解決思路
- 1.嘗試手動輸入引導命令修復（不推薦）
- 2.進入急救模式，重寫或者從備份中恢復grub.cfg
- 3.急救模式向MBR扇區中重建grub程式
· 實驗：修復GRUB引導故障的具體步驟
方法一：手動修復
在頁面中的grub >后面輸入下列引導命令即可，
grub> insmod xfs
grub> linux16 /vmlinuz-0-rescue-73d7ede256a74b0e975e69f22d862090 root=UUID=d069b243-6623-4983-8d61-3ec6956a4f2b ro rhgb quiet
grub> initrd16 /initramfs-0-rescue-73d7ede256a74b0e975e69f22d862090.img
grub> boot
方法二：進入急救模式，恢復GRUB引導程式
MBR位于第一塊硬碟( /dev/sda)的第一個物理扇區處，總共512位元組， 前446位元組是主引導記錄，磁區表保存在MBR扇區中的第447-510位元組中，
此方法跟修復MBR基本一致，只是備份的資料只需要446位元組就可以，將bs=512修改為bs=446即可，這里我寫一下大致步驟，就不詳細貼圖了，
1.創建新目錄用以掛載備份磁盤，備份GRUB引導程式
[root@cheng0307 ~]# mkdir /bak
[root@cheng0307 ~]# mount /dev/sdb1 /bak/
[root@cheng0307 ~]# dd if=/dev/sda of=/bak/grup.bak bs=446 count=1
2.模擬對MBR中的GRUB引導程式的破壞，但不破壞磁區表
[root@cheng0307 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
3.引導界面進入急救模式，從備份檔案中恢復GRUB引導程式
sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir
sh-4.2# dd if=backupdir/grup.bak of=/dev/sda bs=446 count=1
sh-4.2# exit
方法三：引導界面進入急救模式，重建GRUB選單組態檔
-
模擬GRUB選單組態檔丟失情況；
-
進入急救模式，加載光碟鏡像，切換到系統根目錄；
進入急救模式的方式一：
進入急救模式的方式二（修改啟動項后記得修改回來）：
-
選擇1 繼續執行下一步
-
重新將GRUB引導程式安裝到第一塊磁盤
/dev/sda的MBR扇區，如果多個磁區可忽略；然后重新構建GRUB選單的組態檔；
-
重新修改系統啟動項為硬碟后重啟即可
2.3 遺忘root用戶密碼
· 故障原因
- 遺忘root用戶的密碼
· 故障現象
- 無法進行需要root權限的管理操作；
- 若沒有其他可用賬號，將無法登陸作業系統，
· 解決思路
- 進入急救模式，重設密碼即可，
· 實驗：遺忘root用戶密碼并重設的具體步驟
第一步：重新虛擬機進入急救模式
第二步：選擇1 繼續執行下一步
第三步：重新新密碼
三、服務控制及切換運行級別
3.1 系統服務控制
3.1.1 格式
Systemctl 控制型別 服務名稱
3.1.2 控制型別
- start ：啟動
- stop ：停止
- restart ：重新啟動
- reload ：重新加載
- status ： 查看服務狀態
3.1.3 實體：查看network狀態
3.2 查看運行級別
3.2.1 runlevel 命令
只能查看切換運行級別與當前運行級別（N代表沒有切換過運行級別）
3.2.2 systemctl 命令
systemctl get-default
可以查看到默認的運行級別
3.3 臨時切換運行級別
3.3.1 init 命令
init命令引數是運行級別所對應的數字，
3.3.2 systemctl 命令
systemctl的命令引數是具體的target，
3.4 設定永久運行級別
方法一：
systemctl set-default multi-user.target
方法二：
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
四、優化Linux啟動程序（開機自啟）
4.1 ntsysv工具
- 提供一個互動式、可視化視窗
- 可以在字符終端運行
- 便于集中管理多個服務
- 用于控制服務是否開機自啟動
4.2 systemctl/ chkconfig工具
- 不提供互動式、可視化視窗
- 管理單個服務效率更高
systemctl常用命令：
1.查看系統服務的啟動狀態
[root@cheng0307 ~]# systemctl set-default multi-user.target
2.設定系統服務的啟動狀態
[root@cheng0307 ~]# systemctl disable firewalld.service #關閉自啟動
[root@cheng0307 ~]# systemctl enable firewalld.service #開啟自啟動
chkconfig常用命令：
1. 顯示當前服務
[root@cheng0307 ~]# chkconfig --list
2. 添加服務
[root@cheng0307 ~]# chkconfig --add nginx
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