Linux/Centos7系統(tǒng)管理之引導(dǎo)過程與服務(wù)控制

1. Linux系統(tǒng)引導(dǎo)的過程
2. 解決常見的啟動類故障
3. 控制Linux中的系統(tǒng)服務(wù)（核心）
4. 優(yōu)化Linux中的啟動任務(wù)

一、引導(dǎo)過程總覽（重要）——流程必要掌握

1. 開機自檢——BIOS（Basic Input/Output System），先加電，檢查硬件（CPU、內(nèi)存、顯卡、鍵盤等設(shè)備）是否沒有問題，沒有問題加載驅(qū)動

   

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2. MBR引導(dǎo)——微代碼找啟動盤

   CPU首先讀取位于CMOS中的BIOS程序，按照BIOS中設(shè)定的啟動次序（Boot Sequence)逐一查找可啟動設(shè)備,找到可啟動的設(shè)備后，去該設(shè)備的第一個扇區(qū)中讀取MBR（Master Boot Record，主引導(dǎo)記錄）。

   MBR存在于可啟動磁盤的0磁道0扇區(qū)，占用512字節(jié)，它主要用來告訴計算機從選定的可啟動設(shè)備的哪個分區(qū)來加載引導(dǎo)加載程序（Boot loader),MBR中存在如下內(nèi)容：

   （1） Boot Loader 占用446字節(jié)，存儲有操作系統(tǒng)（OS）相關(guān)信息，如操作系統(tǒng)名稱，操作系統(tǒng)內(nèi)核位置等，它的主要功能是加載內(nèi)核到內(nèi)存中運行。

   （2） Partition Table 分區(qū)表，占用64字節(jié)，每個主分區(qū)占用16字節(jié)（這就是為啥一塊硬盤只能有4個主分區(qū)

   （3）分區(qū)表有效性標(biāo)記占用2字節(jié)，CPU將MBR讀取至內(nèi)存，運行GRUB(Boot Loader常用的有GRUB和LILO兩種，現(xiàn)在常用的是GRUB），GRUB會把內(nèi)核加載到內(nèi)存去執(zhí)行。

   如上所示，我們可查看/boot/grub2/grub.cfg文件的第100行的內(nèi)容，就能看到是在該配置文件中對內(nèi)核文件進(jìn)行操作了。

3. GRUB菜單——使用廣泛的多系統(tǒng)引導(dǎo)器程序，系統(tǒng)控制權(quán)傳遞給GRUB以后，將會顯示啟動菜單提供給用戶選擇，根據(jù)選擇或者默認(rèn)項加載內(nèi)核文件，然后將系統(tǒng)控制權(quán)轉(zhuǎn)交給內(nèi)核。

4. 加載內(nèi)核（kernel）——/boot目錄下，Linux內(nèi)核是預(yù)先編譯好的特殊二進(jìn)制文件，介于各種硬件資源和系統(tǒng)程序之間，負(fù)責(zé)資源分配與調(diào)度。

   補充：下面的vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64就是我們的內(nèi)核文件了。在/boot目錄下

   [root@lokott ~]# ll /boot |grep "vmlinuz*"
   -rwxr-xr-x. 1 root root  5877760 10月 23 12:20 vmlinuz-0-rescue-f18b1b17cb2b477f8cb451fffad48550
   -rwxr-xr-x. 1 root root  5877760 8月  23 2017 vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64

   [root@lokott ~]# head -100 /boot/grub2/grub.cfg |tail -1
   linux16 /vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 root=UUID=d0f8b702-0aa9-4857-9551-2e1283d2f5f9 ro crashkernel=auto rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8

5. init進(jìn)程初始化——原來的緩存全部清空，加載必要進(jìn)程之后，加載外部的第三方進(jìn)程（應(yīng)用軟件）（延時啟動）

   內(nèi)核初始化作為PID1從initramfs執(zhí)行/sbin/init。在Centos7中將其復(fù)制為systemd，systemd啟動initrd.target中的 所有單元，并且掛載根文件系統(tǒng)/sysroot

1.1init進(jìn)程

由Linux內(nèi)核加載運行/sbin/init程序，是系統(tǒng)中的第一個進(jìn)程，PID號永遠(yuǎn)為1

Systemd 單元類型

運行級別所對應(yīng)的systemd目標(biāo)

其中.service ——/lib/sysytemd/system

文件存儲兩個部分——元信息（狀態(tài)的信息）和內(nèi)容

===========================================================================================

1.2修復(fù)MBR扇區(qū)故障

1.故障原因

病毒、***等造成的破壞

不正確的分區(qū)操作、磁盤讀寫誤操作

2.故障現(xiàn)象

找不到引導(dǎo)程序、啟動中斷

無法加載操作系統(tǒng)，開機后黑屏

3.解決思路

提前做好備份文件

以安裝光盤引導(dǎo)進(jìn)入急救模式

從部分文件中恢復(fù)

實驗一——模擬修復(fù)MBR扇區(qū)故障實驗

流程如下

1. 備份MBR扇區(qū)數(shù)據(jù)——加一塊硬盤做備份（一定需要先備份）

   （1）分區(qū)，格式化，掛載

   （2）備份mbr引導(dǎo)扇區(qū)到其它磁盤

   備份=dd if=/dev/sda of=/abc/sda.mbr.bak bs=512 count=1 （/abc是另一塊磁盤的掛載點）

2. 模擬故障

   dd if=/dev/sda of=/abc/sda.mbr.bak bs=512 count=1

   重啟：reboot——> 啟用DHCP（找不到系統(tǒng)），從網(wǎng)上找有無可以加載的系統(tǒng)，但是是找不到的

   修復(fù)之前需要光盤鏡像需要連接使用

3. 加載系統(tǒng)鏡像文件中的急救模式

   加載系統(tǒng)鏡像文件中的內(nèi)核界面

   在讀條時按下ESC鍵（手速快點）——選擇CD-ROM Drive——選擇Troubleshooting——選擇Rescue a Centos system（補充：當(dāng)然如果你的鏡像文件一直是連接狀態(tài)的話前面兩個步驟是可以省略的）

   4.把備份數(shù)據(jù)做恢復(fù)

具體實驗步驟和結(jié)果如下：

第一步：

[root@localhost ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   40G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    6G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0   20G  0 part /
├─sda3   8:3    0   10G  0 part /home
├─sda4   8:4    0    1K  0 part 
└─sda5   8:5    0    4G  0 part [SWAP]
sdb      8:16   0   20G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0   20G  0 part 
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/root/CentOS 7 x86_64
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=1310656 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=5242624, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /mnt
[root@localhost ~]# df -hT | tail -1
/dev/sdb1      xfs        20G   33M   20G    1% /mnt
[root@localhost ~]# dd if=/dev/sda of=/mnt/sda.mbr.bak bs=512 count=1
記錄了1+0 的讀入
記錄了1+0 的寫出
512字節(jié)(512 B)已復(fù)制，0.000126274 秒，4.1 MB/秒
[root@localhost ~]# ls /mnt/
sda.mbr.bak

第二步：

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1//垃圾填充覆蓋第一個扇區(qū)內(nèi)容（模擬破壞）
記錄了1+0 的讀入
記錄了1+0 的寫出
512字節(jié)(512 B)已復(fù)制，0.000139415 秒，3.7 MB/秒
[root@localhost ~]# reboot                                      //重啟

第三步：

一直是連接著系統(tǒng)鏡像文件的情況下啊，重啟之后操作如下：

（1）選擇Troubleshooting——回車

（2）選擇Rescue a CentOS system——回車

（3）進(jìn)入加載界面，稍等

（4）進(jìn)入急救界面準(zhǔn)備進(jìn)行修復(fù)MBR，輸入1，回車，彈出下面的對話后再次回車

（5）進(jìn)行修復(fù)扇區(qū)的命令輸入

===========================================================================================

1.3修復(fù)GRUB引導(dǎo)故障

1.故障原因

MBR中的GRUB弓|導(dǎo)程序遭到破壞
grub.conf文件丟失、引導(dǎo)配置有誤

2.故障現(xiàn)象
系統(tǒng)引導(dǎo)停滯，顯示"grub>” 提示符

3.解決思路
嘗試手動輸入引導(dǎo)命令
進(jìn)入急救模式，重寫或者從備份中恢復(fù)grub.conf
向MBR扇區(qū)中重建grub程序

實驗二——模擬修復(fù)GRUB引導(dǎo)故障實驗

流程如下：

1. 使用系統(tǒng)急救模式進(jìn)入命令字符界面

2. 加載鏡像中的系統(tǒng)進(jìn)入bash環(huán)境

   chroot /mnt/sysimage

3. 重新構(gòu)建GRUB菜單系統(tǒng)

   grub2-install /dev/sda

   grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

   exit

   reboot

實驗操作過程與結(jié)果如下：

[root@localhost ~]# ll /boot/
總用量 136460
-rw-r--r--. 1 root root   140894 8月  23 2017 config-3.10.0-693.el7.x86_64
drwxr-xr-x. 3 root root       17 11月 14 11:37 efi
drwxr-xr-x. 2 root root       27 11月 14 11:38 grub
drwx------. 5 root root       97 11月 14 11:42 grub2
-rw-------. 1 root root 69272056 11月 14 11:41 initramfs-0-rescue-a33ccb7775134b0e83e04555d56fedb7.img
-rw-------. 1 root root 28281283 11月 14 11:42 initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img
-rw-------. 1 root root 16565979 11月 14 11:43 initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64kdump.img
-rw-r--r--. 1 root root 10181954 11月 14 11:41 initrd-plymouth.img
-rw-r--r--. 1 root root   293027 8月  23 2017 symvers-3.10.0-693.el7.x86_64.gz
-rw-------. 1 root root  3228420 8月  23 2017 System.map-3.10.0-693.el7.x86_64
-rwxr-xr-x. 1 root root  5877760 11月 14 11:41 vmlinuz-0-rescue-a33ccb7775134b0e83e04555d56fedb7
-rwxr-xr-x. 1 root root  5877760 8月  23 2017 vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64
[root@localhost ~]# ll /boot/grub2
總用量 32
-rw-r--r--. 1 root root   84 11月 14 11:42 device.map
drwxr-xr-x. 2 root root   25 11月 14 11:42 fonts
-rw-r--r--. 1 root root 4235 11月 14 11:42 grub.cfg
-rw-r--r--. 1 root root 1024 11月 14 11:42 grubenv
drwxr-xr-x. 2 root root 8192 11月 14 11:42 i386-pc
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 11月 14 11:42 locale

解釋說明一下：如上所示其中/boot目錄下的grub目錄存放的是啟動菜單的背景圖片及樣式，而grub2中存放的才是配置文件。

（1）先刪除該配置文件來模擬整個過程

[root@localhost grub2]# cd /boot/grub2/
[root@localhost grub2]# ls
device.map  fonts  grub.cfg  grubenv  i386-pc  locale
[root@localhost grub2]# rm -rf grub.cfg 
[root@localhost grub2]# init 6

重啟之后的界面如下：（此時無法正常登錄）

（2）引導(dǎo)急救模式，加載系統(tǒng)鏡像：在讀條時（手速快點）按下ESC進(jìn)入選擇菜單——選擇3.CD-ROM Drive——選擇Troubleshooting——選擇Rescue a Centos system，最終進(jìn)入如下界面進(jìn)行操作

之后就可以正常登錄了。

===========================================================================================

1.4破解root密碼

1.故障原因

遺忘root用戶密碼

2.故障現(xiàn)象

無法進(jìn)行需要root權(quán)限的管理操作

沒有其他可用賬號，將無法登錄系統(tǒng)

3.解決思路

進(jìn)入急救模式，重新設(shè)置密碼

實驗三——遺忘root用戶密碼

流程如下：

1. 加載鏡像系統(tǒng)
2. 直接改密碼

實驗操作過程與結(jié)果如下：

（1）先將鏡像文件選擇為已連接

（2）重啟本地虛擬機

在讀條時（手速快點）按下ESC進(jìn)入選擇菜單——選擇3.CD-ROM Drive——選擇Troubleshooting——選擇Rescue a Centos system

（3）使用chroot命令和passwd root來設(shè)置root密碼；之后exit、reboot就可以正常登錄root用戶了

二、系統(tǒng)服務(wù)控制

2.1系統(tǒng)服務(wù)控制命令systemctl

控制類型 （選項參數(shù)）

• start： 啟動
• stop： 停止
• restart： 重新啟動（會中斷服務(wù)，相當(dāng)于先stop，后start）
• reload： 重新加載（會重新加載配置文件，不會中斷）
• status： 查看服務(wù)狀態(tài)
• …

實例：

[root@localhost ~]# systemctl stop network     //停止網(wǎng)絡(luò)連接
[root@localhost ~]# ifconfig | head            //查看ip信息
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 00:0c:29:56:d3:4a  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 374  bytes 28991 (28.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 50  bytes 6529 (6.3 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

virbr0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether 52:54:00:71:37:09  txqueuelen 1000  (Ethernet)
[root@localhost ~]# systemctl start network     //啟動網(wǎng)絡(luò)連接
[root@localhost ~]# ifconfig | head 
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.68.130  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.68.255
        inet6 fe80::7eb1:2dde:8a54:6927  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:56:d3:4a  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 379  bytes 29759 (29.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 75  bytes 10116 (9.8 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536

2.2Linux系統(tǒng)的運行級別

查看運行級別

• runlevel命令
• systemctl工具

臨時切換運行級別

• init命令
• systemctl工具

2.3優(yōu)化啟動過程

系統(tǒng)服務(wù)管理工具

• ntsysv工具（偽圖像化界面）

  • 提供一個交互式、可視化窗口
  • 可以在字符終端運行
  • 便于集中管理多個服務(wù)

• systemctl 工具

  • 不提供交互式、可視化窗口
  • 管理單個服務(wù)效率更高

  結(jié)合下面的實例來進(jìn)一步介紹systemctl命令

  [root@localhost ~]# rpm -q httpd
  httpd-2.4.6-90.el7.centos.x86_64
  [root@localhost ~]# netstat  顯示網(wǎng)絡(luò)連接，路由表，接口狀態(tài)，偽裝連接，網(wǎng)絡(luò)鏈路信息和組播成員組。^C
  [root@localhost ~]# netstat -ntap | grep 80
  [root@localhost ~]# systemctl start httpd
  [root@localhost ~]# netstat -ntap | grep 80
  tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      14793/httpd         
  [root@localhost ~]# systemctl stop httpd
  [root@localhost ~]# netstat -ntap | grep 80
  [root@localhost ~]# systemctl enable httpd
  Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
  [root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd
  enabled

  systemctl enable httpd 是開機自啟動，is-enabled是顯示其狀態(tài)，關(guān)閉自啟動是disable 上面輸入reboot后使用netstat查看80端口是否有httpd服務(wù)自啟動。具體操作如下所示。

  [root@localhost ~]# netstat -ntap | grep 80
  tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      953/httpd           
  [root@localhost ~]# systemctl disable httpd
  Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.
  [root@localhost ~]# systemctl is-enabled httpd
  disabled
  [root@localhost ~]# 

  三、總結(jié)

  本文主要是對Linux系統(tǒng)管理中系統(tǒng)引導(dǎo)過程和服務(wù)控制及優(yōu)化的講解，涉及如下命令：

  exit、reboot、chroot、grub2-install、grub2-mkconfig、passwd、runlevel、ntsysv、systemctl、netstat等。主要是對系統(tǒng)啟動引導(dǎo)過程中的一些問題進(jìn)行解決，強制破解root密碼（實質(zhì)上是強行更換），最后講述的是服務(wù)控制命令操作和簡單的一些優(yōu)化操作。

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網(wǎng)頁題目：Linux/Centos7系統(tǒng)管理之引導(dǎo)過程與服務(wù)控制-創(chuàng)新互聯(lián)
文章源于：http://jinyejixie.com/article24/jgeje.html

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