本章结构
Linux操作系统引导过程
排除启动类故障
服务控制及切换运行级别
优化启动过程
Linux操作系统引导过程
引导过程总览
Linux操作系统的引导过程
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）时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.e17.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
系统初始化进程
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PID（进程标记）号永远为1
Systemd
Systemd是Linux操作系统的一种init软件
CentOS7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/lib/systemd/systemd
传统SysVinit依赖于串行执行 shell 脚本启动服务，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
Systemd单元类型
运行级别所对应的Systemd 目标
修复MBR扇区故障
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
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
解决思路
应提前作好备份文件
以安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复
MBR位于第一块硬盘（/dev/sda）的第一个物理扇区处，总共512字节
1.备份MBR 扇区数据到其它磁盘（/dev/sdb1）
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
sh-4.2# mkdir /backupdir
sh-4.2# mount /dev/sdb1 /backupdir #挂载带有备份文件的分区
sh-4.2# dd if=/backupdir/mbr.bak of=/dev/sda #恢复备份数据
sh-4.2# exit #执行exit命令退出临时shell 环境，系统将会自动重启
修复GRUB引导故障
故障原因
MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
grup.com文件丢失、引导配置有误
故障现象
系统引导停滞，显示"grup＞"提示符
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grup.conf
向 MBR 扇区中重建grup程序
/boot/grub/目录下的包是用于启动菜单的背景图片及样式
/boot/grub2/grub.cfg #GRUB配置文件
方法一：手动输入引导命令（笨拙繁琐，不建议使用）
grub＞ insmod xfs #加载指定的模块到内核
grub＞ linux16.......UTF-8 #内核的名字及位置等信息
grub＞ initrd16 /initramfs-3.10.0-693.e17.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
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=1
#模拟对MBR中的GRUB引导程序的破坏，但不破坏分区表
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1
#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
rm -rf /boot/grub2/grub.cfg
#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/sysimage
#重新将GRUB引导程序安装到第一块硬盘（/dev/sda）的MBR扇区
bash-4.2# grub2-install /dev/sda
#重新构建GRUB菜单的配置文件
bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
#退出chroot 环境，并重启
bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot
遗忘root用户密码
故障原因
遗忘root用户密码
故障现象
无法进行需要root权限的管理操作
若没有其他可用账号，将无法登录系统
解决思路
进入急救模式，重设密码
#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/sysimage
#重设root用户密码
bash-4.1# passwd root
系统服务控制
systemctl 控制类型 服务名称
控制类型
start：启动
stop：停止
restart：重新启动
reload：重新加载
status：查看服务状态
······
Linux系统的运行级别
查看运行级别
runlevel命令
systemctl命令
临时切换运行级别
init命令
systemctl命令
设置永久运行级别
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
或
systemctl set-default multi-user.target
systemctl get-default
#查看当前默认级别
优化启动过程
ntsysv工具
提供一个交互式、可视化窗口
可以在字符终端运行
便于集中管理多个服务
用于控制服务是否开机自启动
systemctl工具
不提供交互式、可视化窗口
管理单个服务效率更高
系统服务的启动和控制
ntsysv系统服务管理工具
ntsysv
ntsysv --level 级别列表
按空格标志服务选项
按↑、↓键切换服务选项
按tab键切换光标
查看系统服务的开机自启动状态
systemctl is-enabled 服务名称
设置系统服务的自启动状态
systemctl enable 服务名称 #开启开机自启动
systemctl disable 服务名称 #关闭开机自启动
永久修改主机名
hostnamectl set-hostname newname
查看主机名的状态
hostnamectl status
设置系统语言为中文
localectl set-locale LANG=zh_CN.utf8
查看当前系统的语言
localectl [status]
查看系统启动耗时
systemd-analyze