Linux系统引导过程及故障排除
Linux系统引导过程及故障排除
- 一、Linux操作系统引导过程
- 二、系统初始化进程
- 三、排除启动类故障
- （一）修复MBR扇区故障
- （二）修复GRUB引导故障
- （四）遗忘root用户的密码
一、Linux操作系统引导过程
1．开机自检
服务器主机开机以后，将根据主板BIOS中的设置对CPU、内存、显卡、键盘等设备进行初步检测，检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权，大多时候会移交给本机硬盘。
总结：检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱
2．MBR 引导
当从本机硬盘中启动系统时，首先根据硬盘第一个扇区中MBR（主引导记录）的设置，将系统控制权传递给包含操作系统引导文件的分区；或者直接根据MBR 记录中的引导信息调用启动菜单（如 GRUB）。
总结：运行放在MBR扇区里的启动GRUB引导程序
3．GRUB 菜单
对于Linux操作系统来说，GRUB（统一启动加载器）是使用最为广泛的多系统引导器程序。系统控制权传递给GRUB以后，将会显示启动菜单给用户选择，并根据所选项（或采用默认值）加载Linux内核文件，然后将系统控制权转交给内核。
CentOS 7 采用的是 GRUB2 启动引导器。
总结：GRUB引导程序通过读取GRUB配置文件/boot/grub2/grub.cfg，来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置
4．加载 Linux 内核
Linux内核是一个预先编译好的特殊二进制文件，介于各种硬件资源与系统程序之间，负责资源分配与调度。内核接过系统控制权以后，将完全掌控整个Linux操作系统的运行过程。
CentOS 7系统中，默认的内核文件位于“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64”。
总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中
5．init 进程初始化
为了完成进一步的系统引导过程，Linux内核首先将系统中的“/sbin/init”程序加载到内存中运行（运行中的程序称为进程），init 进程负责完成整个系统的初始化，最后等待用户进行登录。
总结：加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行
二、系统初始化进程
1.init进程
- 由Linux内核加载运行/sbin/init程序
- init进程是系统中第一个进程，是所有进程的父进程
- init进程的PID(进程标记)号永远为1
2.Systemd
- Systemd是Linux操作系统的一种init软件
- CentOS7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
- CentOS7中运行的第一个init进程是/liblsystemd/systemd
传统sysVinit依赖于串行执行shell脚木启动服务，导致效率低下，系统启动速度较慢systemd能够将更多的服务进程并行启动，并且具有提供按需启动服务的能力，使得启动更少进程，从而提高系统启动速度。
3.Systemd单元类型
4.运行级别所对应的Systemd目标
| 运行级别 | Systemd的target | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | target | 关机状态，使用该级别时将会关闭主机 |
| 1 | rescue.target | 单用户模式，不需要密码验证即可登录系统，多用于系统维护 |
| 2=3 | multi-user.target | 等同于3 |
| 3 | multi-user.target | 字符界面的完整多用户模式，大多数服务器主机运行在此级别~ |
| 4=3 | multi-user.target | 等同于3 |
| 5 | graphical.target | 图形界面的多用户模式，提供了图形桌面 |
| 6 | reboot.target | 重启，重启主机 |
三、排除启动类故障
（一）修复MBR扇区故障
1.故障原因
- 病毒、木马等造成的破坏
- 不正确的分区操作、磁盘读写误操作
2.故障现象
- 找不到引导程序，启动中断
- 无法加载操作系统，开机后黑屏
3.解决思路
- 应提前做好备份文件
- 以安装光盘引导进入急救模式
- 从备份文件中恢复
具体操作
1.备份MBR扇区数据到其他磁盘
c创建风区并格式化和挂载载MBR backup目录下
备份MBR512字节内容
mkdir /backup
mount /dev/sdb1 /backup
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr.bak bs=512 count=1
2.模拟破坏MBR引导扇区
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
3.引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复MBR 扇区数据
—> 先加载好光盘镜像，重启操作系统
—>当出现安装向导界面时，选择“Troubleshooting”选项
—>再选择“Rescue a CentOS Linux system”选项，进入急救模式
—>选择“1”选择 Continue并按 Enter 键继续
—>再次按 Enter 键后将进入带“sh-4.2#”提示符的 Bash Shell 环境
—>复制mbr.bak的内容，512字节内容
mkdir /backupdirmount /dev/sdb1 /backupdir 挂载带有备份文件的分区dd if=/backupdir/mbr.bak of=/dev/sda 恢复备份数据exit 执行exit命令退出临时shell环境,系统将会自动重启
在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2021020915393739.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MzU2NzU3Mw==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)
（二）修复GRUB引导故障
1.故障原因
- MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
- grub.conf文件丢失、引导配置有误
2.故障现象
- 系统引导停滞
- 显示“grub>”提示符
3.解决思路
- 尝试手动输入引导命令
- 进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf
- 向MBR扇区中重建grub程序
/boot/grub/ 目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式显示图形
/boot/grub2/grub.cfg GRUB配置文件 内核，镜像文件方法一：手动输入引导命令（笨拙繁琐，输入字符较多且输入错误将无法启动，不建议使用）
grub> insmod xfs #加载指定的模块到内核
grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 root=UUID=8fd74986-ae66-4ffd-b7d8-a19f2eca7b6f ro rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8 #内核名字及位置信息
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img #镜像系统文件
grub> boot #引导boot方法二：进入急救模式，恢复GRUB引导程序（与修复MBR 引导扇区类似）
1.MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区处，总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。
mkdir /bak
mount /dev/sdb1 /bak
dd if=/dev/sda of=/bak/grub.bak bs=446 count=12.模拟对MRB中的GRUB引导程序的破坏，但并不破坏分区表
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
3.引导界面进入急救模式，从备份文件中恢复GRUB引导程序
sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir
sh-4.2# dd if=/backupdir/grub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit方法三：引导界面进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件
1.rm -rf /boot/grub2/grub.cfg
2.进入急救模式，加载光盘镜像，切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage3.重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（/dev/sda）的MRB扇区
bash-4.2# grub2-install /dev/sda 4.重新构建GRUB菜单的配置文件
bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg5.退出chroot 环境，并重启
bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot
将CD-ROM Drive位置还原
（四）遗忘root用户的密码
1.进入急救模式，加载系统镜像，切换到系统根环境
sh-4.2# chroot /mnt/sysimage2.重设root用户密码
bash-4.2# passwd root3.退出根系统环境重启
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