【linux】循序渐进学运维-基础篇-Linux系统启动原理

大家好，我是高胜寒，本文是Linux运维-循序渐进学运维-基础篇的第59篇文章

文章目录

前言
centos 6的启动过程
- 1. 加载BIOS硬件信息
- - a) 通电自检
  - b) MBR引导
- 2. grub引导
- 3. 加载（内核）kernel
- 4. 加载init进程
- 5. 读取/etc/inittab配置文件
- 6. 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit脚本
- 7. 执行/etc/rc.d/rc脚本
- 8. 启动mingetty进程，等待用户登录系统
- 9. 登录系统，启动完成
启动相关的配置文件
- 1. boot目录
- 2. 运行级别
总结

前言

七月新秋风露早，今天我们一起聊聊Linux启动过程及相关的配置文件。我们以centos6为例，一起来研究一下它的启动过程

centos 6的启动过程

centos6的启动过程，包含以下几个部分

加载BIOS硬件信息
grub引导
加载kernel
加载init进程
读取/etc/inittab配置文件
执行 /etc/rc.d/rc.sysinit脚本
执行/etc/rc.d/rc脚本
启动mingetty进程，等待用户登录系统

1. 加载BIOS硬件信息

a) 通电自检

系统通电之后，主板的BOIS 运行POST（Power on self test）代码，检测系统外围的一些设备，比如： cpu，内存，显卡，IO,键盘鼠标等。

b) MBR引导

检测通过后，根据BIOS里boot设置的（光驱，硬盘，网盘）启动顺序，搜索相应的启动驱动器，并获取第一个启动设备的代号。读取第一个启动设备的MBR的引导加载程序（lilo，grub,spfdisk）启动信息，从MBR中加载启动引导管理器（grub）,并运行该启动引导管理，进入grub启动引导阶段。

注意： MBR引导记录：用于引导磁盘空间小于2T的空间
GPT引导记录：用于引导磁盘空间大于2T的空间

2. grub引导

所谓的grub引导，就是读取MBR的boot Loader

MBR的硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区（也叫主引导记录MBR）。它由三个部分组成，主引导程序、硬盘分区表DPT（Disk Partition table）和硬盘有效标志（55AA）

备注：为什么MBR分区表，只能分四个主分区？

注：磁盘默认一个扇区大小为：512字节。MBR由以下3部分组成：

第一部分是：主引导程序（boot loader）占446个字节。主引导程序，它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序。

第二部分是Partition table区（分区表），即DPT，占64个字节，硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。每个分区表项长16个字节，164=64字节。为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4。64字节只存4个分区表。
第三部分是MBR有效标识位，占2个字节，固定为55AA。如果这个标志位0xAA55，就认为这个是MBR。
所以：164+446+2=512

3. 加载（内核）kernel

依据 boot loader 的设定，到引导分区加载 Kernel ，Kernel 会开始侦测硬件并加载驱劢程序；

4. 加载init进程

在硬件驱动成功后，Kernel 会主动执行 init 程序，而 init 会取得 run-level 信息；
init是执行的第一个程序，所以他的进程编号pid =1 ，其他的进程都是从它衍生出来的，都是它的子进程。
前面我们有提到过，对于孤儿进程，一般是送到init进程来处理。

5. 读取/etc/inittab配置文件

init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 文件来准备软件执行的作业环境 (如网络、时区主机名，selinux等)；

6. 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit脚本

init 执行 run-level 下各个服务并启动 (script 方式)；

脚本的内容是：

获取网络环境和主机类型
测试挂载/proc /sys /usb 等装置
决定是否启动selinux
周边设备的侦测
读取.etc.sysctl.conf 档案中的设定值
设定系统时间
设定终端字形
设定RAID，LVM功能
使用fsck检测文件系统
清除开机中的暂存档案将开机相关信息载入/var/log/dmesg档案中

7. 执行/etc/rc.d/rc脚本

init 执行开机后自动运行脚本 /etc/rc.d/rc.local 文件；
这个脚本主要是一些自动以的开机启动程序，如果你想开启时启动什么内容，可以在里面写

可以看到这里创建了一个 /var/lock/subsys/local 这个文件的创建只是为了证明rc.local 这个脚本已经执行过了，目的在于避免这个脚本重复执行。

在系统里会有一个star()的函数来判断文件是否已经创建，如果已经创建，后面读取的时候就不会在去重建，避免系统重复启动。

8. 启动mingetty进程，等待用户登录系统

所有的服务都运行成功后，接下来进入登录用户系统的操作，返回init , 这时候初始环境都已经配好了， init 打开虚拟终端机控制程序 mingetty 来启动 login 程序，最后就等待用户登入

虚拟终端由 mingetty程序产生的：
语法：
mingetty [–long-hostname][–noclear][tty]

9. 登录系统，启动完成

当我们看到mingetty的登录界面的时候，就可以输入用户名和密码了。
login会接收mingetty传来的用户名作为用户名的参数，先判断用户名不是root,且存在/etc/nologin文件，然后输出nologin的文件内容并退出，这样做一般是为了防止非root用户登录。
之后就可以根据passwd ,和shadow来验证账号的信息。

启动相关的配置文件

1. boot目录

[root@ecs-c13b ~]# ls /boot
config-2.6.32-696.el6.x86_64
config-2.6.32-754.27.1.el6.x86_64
efi
grub
initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img
initramfs-2.6.32-754.27.1.el6.x86_64.img
initrd-2.6.32-754.27.1.el6.x86_64kdump.img
symvers-2.6.32-696.el6.x86_64.gz
symvers-2.6.32-754.27.1.el6.x86_64.gz
System.map-2.6.32-696.el6.x86_64
System.map-2.6.32-754.27.1.el6.x86_64
vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64
vmlinuz-2.6.32-754.27.1.el6.x86_64

查看grub的配置文件

（图片有注释）

2. 运行级别

运行级别一共有6个：
　# 0 - 停机（千万别把initdefault设置为0，否则系统永远无法启动）
　　# 1 - 单用户模式
　　# 2 - 多用户，没有 NFS
　　# 3 - 完全多用户模式(标准的运行级)
　　# 4 – 系统保留的
　　# 5 - X11 （x window)
　　# 6 - 重新启动（千万不要把initdefault 设置为6，否则将一直在重启）

总结

centos6的启动和centos7有点区别，但大同小异，下一篇文章我们来讨论centos7的启动过程。

如果是面试问到启动过程：

加点自检-内核引导-运行init-系统初始化-建立终端-用户登录系统

我是高胜寒，一个在教培行业，不忘初心的人，欢迎点赞收藏，我们下篇文章再见！