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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CPD、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: 检查硬件设备，检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱

2MBR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启动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，并屏幕显示grub菜单

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

传统init对于进程的管理是串行执行 Shell 脚启动服务，容易出现阻塞情况，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。

init与systemd的区别

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

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/lib/systemd/systemd

以CentOS7为例：



init是systemd的软链接

systemd单元类型

运行级别所对应的systemd目标

linux7种运行（操作）级别：0关机，1单用户，234字符界面的多用户，5图形界面的多用户，6重启


如何进入各个运行级别

示例：

init 6



systemctl isolate reboot.target

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
  
  
  具体操作
  
  
  1备份MBR 扇区数据到其它磁盘 (/dev/sdb1)

mkdir /harry
mount /dev/sdb1 /harry
dd if=/dev/sda of=/harry/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“Troubleshootina”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

mkdir /backupdir
mount /dev/sdb1 /backuodir------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

修复GRUB引导故障

故障原因

• MBR中的GRUB引导程序遭到破坏
• grub.cfg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
• 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

三种方法

一手动输入引导命令

找到内核名字即位置等信息，以及镜像系统文件

vim /boot/grub2/grub.cfg

输入引导信息（需要事先记下内核文件配置信息，镜像系统文件，不能复制，笨拙繁琐，不建议使用）

grub> insmod xfs------#加载指定的模块到内核
grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64 root=UUID=db4f35cf-7cae-4674-af84-f11c3c9a355a 
ro spectre_v2 ----------#内核的名字及位置等信息
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-1160.el7.x86_64.img--------#镜像系统文件
grub> boot------#引导boot

注意，这里是在故障现象那个位置有grub> 显示，在那个位置输入上文代码



即下图情况下

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/qrub.bak bs=446 count=1

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

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/qrub.bak of=/dev/sda
sh-4.2# exit

具体做法同MBR操作，这里不做展示


如何进入急救模式


在此界面按ESC键











成功进入急救模式

三引导模式进入急救模式，重建GRUB菜单配置文件

此方法在grub引导程序文件被破坏，且没有备份的情况下去使用

删除grub配置文件

rm -rf /boot/qrub2/qrub.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MRB扇区，如果有多个分区可省略

bash-4.2# grub2-insta11 /dev/sda

重新构建GRUB菜单的配置文件

bash-4.2# grub2-mkconfig -o /boot/qrub2/qrub.cfq

退出chroot 环境，并重启

bash-4.2# exit
sh-4.2# reboot

遗忘root密码操作

一进入急救模式，加载系统镜像

sh-4.2# chroot /mnt/sysimage-------切换系统根环境
bash-4.2# passwd root------重设root用户密码

二切换单用户模式修改密码

1在grub菜单按e进入内核信息界面



2进入内核修改信息界面，找到Linux16这一行，把关键字“ro”修改为“rw”，后面还要加上 init=/sysroot/bin/sh





按“Ctrl+X”按钮进入单用户模式

(3) 重新挂载根目录

（4）修改密码

（5）当selinux防火墙启动时，修改密码后要创建文件

（6）重启系统