CentOS系统的启动流程

2017-04-27 18:25

CentOS系统的启动流程:

启动分为:内核空间、用户空间

一、内核级别启动:

1、 POST:Power on system test 

加电自检:ROM:CMOS;BIOS;ROM+RAM

自检的功能需要一个软件程序来实现,即BIOS(Basic Input Output System)基本输入输出系统;它被装载在一个硬件芯片CMOS之上,加电过程即给CMOS通电,然后启动其上的BIOS程序,BIOS程序会根据CMOS上的一些配置信息去读取硬件设备信息并检测其是否存在并能正常运行,之后进行硬件设备的初始化。

2、 Bootsequence:(BIOS)  按次序寻找各引导设备,第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备。

3、 Bootloader:(MBR) 引导加载器

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;

用户选定的内核装至RAM的特定空间中,解压,展开,而后把系统控制权移交给内核。

所在位置:  MBR,Master Boot Record 主引导记录,一共512bytes

446bytes:bootloader

        64bytes:磁盘分区表DPT:Disk Partition Table

2bytes:55AA,结束标志

        GRUB是目前使用最多最广泛的Linux启动管理程序,还有一种比较古老的启动管理程序Lilo

        GRUB:

    bootloader: 1stage:运行Bootloader主程序,这个程序必须被安装在启动区,即MBR中。因为MBR空间有限,因此在MBR中仅安装Bootloader的最小主程序,并没有安装相关配置文件。

    partition:filesystem driver,1.5stage:在MBR随后的扇区中存放,主要用于与stage2所在分区的文件系统进行交互。

    partition:/boot/grub,2stage:通过Bootloader加载所有配置文件及相关的环境参数信息,这些配置文件及相关的环境参数都存放于磁盘分区上的/boot/grub目录下。

4、 Kernel:加载系统内核kernel,执行系统初始化信息

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

在此处需要借助一个虚拟文件系统:RAMdisk:位于/boot目录下,以initrd开头的文件。

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 --> rootfs:

CentOS 5: initrd      工具程序:mkinitrd

CentOS 6,7: initramfs 工具程序:dracut, mkinitrd

在虚拟根文件系统上加载合适的驱动程序,加载硬盘等设备,之后释放虚拟的根文件系统,并以只读方式挂载磁盘上真正的根文件系统,之后就开始正常的启动过程。

5、 启动用户空间的第一个执行程序:/sbin/init

init程序的类型

        CentOS 5-:SysV init 配置文件:/etc/inittab 

CentOS 6:Upstart 配置文件:/etc/inittab;/etc/init/*.conf

CentOS 7:Systemd 配置文件:/usr/lib/systemd/system/, /etc/systemd/system/

系统初始化流程(内核级别): 

POST --> BootSequence(BIOS) --> BootLoader(MBR)--> Kernel(ramdisk)--> rootfs(readonly)--> /sbin/init ()

二、用户空间启动:

CentOS 5

1、 /sbin/init

2、 设置默认运行级别

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(mutli 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,但习惯以同3级别功能使用;

5、多用户模式(multi user), 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 

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任务;

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;

3、 运行系统初始化脚本,完成系统初始化

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; 

4、 关闭对应级别下需要停止的服务,启动对应级别下需要开启的服务

启动或关闭/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;

5、 启动终端

        CentOS6

init程序:upstart,但依然为/sbin/init,其配置文件:

/etc/init/*.conf, /etc/inittab(仅用于定义默认运行级别)

注意:*.conf为upstart风格的配置文件;

CentOS7

init程序:systemd,配置文件:/usr/lib/systemd/system/*,

/etc/systemd/system/*

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]

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,完成系统初始化 --> 关闭对应级别下需要停止的服务,启动对应级别下需要开启的服务--> 设置登录终端 [--> 启动图形终端]