Linux操作系统过程及排障

目录

Linux操作系统引导过程

引导过程详解

系统初始化进程

Systemd单元类型

运行级别所对应的Systemd 目标

系统引导中的排障

修复MBR扇区故障

将文件备份到另外一台服务器内进行恢复 

修复GRUB引导故障

遗忘root用户密码

Linux操作系统引导过程

引导过程详解

linux引导过程一般包括以下几个阶段: 开机自检 、 MBR 引导 、GRUB 菜单 、加载Linux内核 、 init 进程初始化 。

1.开机自检(BIOS) :服务器主机开机以后,将根据主板 BIOS 中的设置对 CPU(Central Processing Unit, 中央处理器)、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。(检测硬件活着启动项是否有故障)

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(Master Boot Record, 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(找系统文件 第一块扇区512 446引导分区 64分区表 2引导字节)

可以通过hexdump -C -n 512 /dev/sda查看前512字节

3.GRUB菜单: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以及路径位置。 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FRUB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。 需要注意的是CentOS 7采用的是GRUB2启动引导器(选择系统启动类型和内核文件)

4.加载内核(kernel) :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。在 CentOS 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 可以使用 (操作系统 调用硬件)

5.init进程初始化:(linux系统运行的第一个程序)

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 进程负责完成一系列的系统初始化过程,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

传统init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 排队 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

系统初始化进程

init进程(CentOS 6)

由Linux内核加载运行/sbin/init程序
init进程是系统中第一个进程
init进程的PID(进程标记) 永远为1

Systemd(CentOS 7) 

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,取代传统的讨SysVinite务控l制
CentOS7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd,可以通过pstree命令查看

Systemd单元类型

单元类型 扩展名  说明
Service .service 描述一个系统服务
Socket .socket 描述一个进程间通信的套接字
Device .device 描述一个内核识别的设备文件
Mount .mount 描述一个文件系统的挂载点
Automount .automount 描述一个文件系统的自动挂载点
Swap .swap 描述一个内存交换设备或交换文件
Path .path 描述一个文件系统中文件或目录
Timer .timer 描述—个定时器(用于实现类似cron的调度任务)
Snapshot .snapshot 用于保存一个systemd的状态(开机,还是关机,还是挂机)
Scope .scope 使用systemd的总线接口以编程的方式创建外部进程
Slice .slice 描述居于Cgroup的一组通过层次组织的管理系统进程
Target .target 描述—组systemd的单元

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 multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于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 multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
5 graphical.target 图形界面的多用户模式,提供了图形桌面操作环境
6 reboot.target 重新启动,使用该级别时将会重启主机

系统引导中的排障

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

安装硬盘 格式并挂载

对mbr主引导文件进行备份

故障前

故障后

重启进入急救模式 

完成修复

将文件备份到另外一台服务器内进行恢复 

修复完成

修复GRUB引导故障

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

故障现象
系统引导停滞,显示“grub>”提示符

解决思路
尝试手动输入引导命令(不推荐)
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

删除grub.cfg,模拟故障

 进入急救模式

完成修复

遗忘root用户密码

故障原因

遗忘root用户的密码

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 ,将无法登陆操作系统。

解决思路

进入急救模式,重设密码即可。

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