Linux: 引导过程与服务控制 理论干货

it2025-02-10  10

引导过程与服务控制

引导过程开机自检(BIOS)MBR引导GRUB菜单加载内核(Kernel)init进程初始化systemd单元类型

引导过程

CentOS7系统中,由systemd掌管系统的初始化工作,系统的启动过程与之前的版本相比有了新的变化

开机自检(BIOS)

服务器主机开机以后,将根据主板BIOS(Basic Input/Output System,基本输入输出系统)中的设置对CPU。内存。显卡,键盘等设备进行初步检测,并初始化部分硬件(加电自检)检测成功后根据预设的启动顺序移交系统控制权,大多数时候会移交给本机硬盘(加载部分驱动)自检过程中可以根据主机的POST信息进入配置,通常按某一组合键进入,常用F2或者Delete

MBR引导

当从本机硬盘中启动系统时,首先根据硬盘的第一个扇区中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(CentOS7中为grub2)若安装双系统,则两个系统需要分别安装在不同的盘符当中

GRUB菜单

对于Linux系统来说,GRUB算是使用最广泛的多系统引导器程序系统控制权传递给GRUB以后,将会显示启动菜单提供给用户选择,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

加载内核(Kernel)

系统引导器程序会从本地硬盘中加载内核以及内存文件系统(CentOS 7 中使用initramfs)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内存文件系统initramfs 是经过gzip 的cpio归档,其中包含启动时所有必要的硬件内核模块,初始化脚本等。内核放在/boot目录下,/boot目录相当于Windows的system32

init进程初始化

加载硬件驱动以及初始化进程(加载全部驱动)由Linux内核加载运行/sbin/init程序是系统中第一个进程PID(进程标记)号永远为1内核初始化在initramfs中找到驱动程序的所有硬件,然后作为PID1从initramfs执行/sbin/init,CentOS 7中将其复制为systemd,systemd启动initrd.target中所有单元,并挂载根文件系统/sysroot,内核与文件系统由内存文件系统切换至系统根文件系统,并重新运行/sysroot.systemd。systemd启动默认target(图形或者字符终端),最后等待用户进行登录

systemd单元类型

在systemd中不同类型的systemd对象被统一称为单元,是让系统知道该如何进行操作和管理资源的主要对象,所以systemd有许多单元类型

systemd单元文件最初默认存放在/lib/systemd/system目录中,每当安装新的软件都会自动在这个目录中添加一个配置文件

systemctl 命令用于管理各种类型的systemd单元,可以使用“systemctl -t help”命令来查询systemd支持的单元类型 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(通信协议的载体)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目录Timer.timer描述一个定时器(用于实现类似cron的调度任务)Path.path描述一个文件系统中文件或目录(path 路径)Snapshot.snapshot用于保存一个systemd的状态(snapshot 快照)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描述一组systemd的单元(target 目标) Init运行级别所对应的Systemd目标 init运行级别Systemd 的 target说明0target关机状态,使用该级别时会关闭主机1rescue.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2multi-user.target用户定义/域特定运行级别,默认等同于33multi-user.target字符界面的完整用户模式,大多数服务器主机运行在此级别4multi-user.target用户定义/域特定运行级别,默认等同于35graphical.target图形界面的多用户模式,提供了图形桌面操作环境6reboot.target重新启动,使用该级别时将会重启主机
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