centos 后台启动

一、简述

    CentOS启动流程

二、使用

    1.POST（Power On Self Test）

        计算机接通电源后，系统进行的一个自我检查的例行程序，这个程序通常称为POST（加电自检），此过程会对系统几乎所有硬件进行检测。此时系统的控制权就交由BIOS来完成

        POST大致检测过程为：加电-CPU-ROM-BIOS-System Clock-DMA-64KB RAM-IRQ-显卡等。

        （ 此过程详细参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_61746be701017x3g.html ）

    2.BOOT Sequence

        BIOS按次序查找各个引导设备，找到的第一个有引导程序的设备即为本次启动用到的设备。

        查找引导实际上是在磁盘的MBR中查找引导加载器/引导程序（bootloader）。

        2.1）MBR（Master Boot Record）

    硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区、MBR（主引导记录），其总共大小为512字节，由三部分组成。

组成部分	大小（字节）
bootloader（主引导程序）	最大为446
DPT（硬盘分区表）	64
55AA（分区有效标志）	2

    此阶段的过程是：BIOS将找到MBR，然后将找到MBR中的bootloader加载到内存中，此阶段也被称之为GRUB的第一阶段（stage1）。

        2.2）bootloader

    bootloader就是一段小程序，通过这段小程序可以初始化硬件设备，建立内存空间的映射图，将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，为后期调用操作系统内核做准备。 

bootloader分类

系统	类别
Windows	ntloader
Linux	LILO（LInux LOader） GRUB（GRand Uniform Bootloader）

    此处仅简单介绍GRUB，GRUB功用如下：

提供一个菜单，允许用户选择要启动系统或不同的内核版本，把用户选定的内核装在到内核中特定的空间中，解压、展开，并把系统控制权交给内核。

    此阶段的过程对于GRUB来说，有两个阶段：

        stage1.5：加载MBR之后的扇区，识别stage2所在分区上的文件系统。

        stage2：读取/boot/grub/grub.conf或等配置文件，为用户显示GRUB选项、信息，确定内核启动参数等。

    3.Kernel（ramdisk）

            通过上一阶段，kernel已经被读到，其内存上的环境也已经准备好了，此时kernel开始解压缩，并将解压后的内核放置在内存中，调用start_kernel()函数来启动一系列的初始化函数并初始化各种设备，完成Linux核心环境的建立。Linux内核建立后，基于Linux的程序则可以正常运行。

    此阶段中也被称之为kernel的自身初始化，其主要操作有：

        探测可识别到的所有硬件设备。

        加载硬件驱动程序（因为内核解压缩装载在内存中，所以内核要足够小，驱动就未被封装在内核中，此文件称为核心文件，其核心文件一般路径及格式：/boot/vmlinuz-VERSION-release），有可能会借助于ramdisk（ramdisk，即虚拟内存盘，用于通过软件将一部分内存（RAM）模拟为硬盘来使用的一种技术）来加载驱动。

        以只读方式挂载根文件系统。

        运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init 。

    4.Init/Systemd

        init程序是Linux系统不可获取的程序之一，init进程是由内核启动的用户级进程，其路径在/sbin/init或/bin/sh。内核通过启动第一个init程序（init进程编号为1）的方式来完成其它进程的引导。

        systmed 是一个用户空间的程序，属于应用程序，不属于 Linux 内核范畴。Systemd 是 Linux 系统中最新的初始化系统（init），它主要的设计目标是克服 SysV init 固有的缺点，提高系统的启动速度。

        4.1）进程编号为“1”的程序分类

系统	类型	第一个程序	配置文件
CentOS 5	SysV	init	/etc/inittab
CentOS 6	Upstart	init	/etc/inittab，/etc/init/*.conf
CentOS 7	Systemd	systemd	/usr/lib/systemd/system，/etc/systemd/system

            SysV、Upstart、Systemd三者比较（Systemd加速启动原理）

        4.2）此阶段涉及流程

            4.2.1）CentOS 5 、CentOS 6

        CentOS 5 init程序为：SysV    配置文件为 /etc/inittab

            读取/etc/inittab文件（ inittab文件里面定义了系统默认运行级别 ）

# 读取/etc/inittab文件的功用
  初始运行级别(RUN LEVEL)
  系统初始化脚本
  对应运行级别的脚本目录
  定义UPS电源终端/恢复脚本
  在虚拟控制台生成getty,以生成终端
  在运行级别5初始化X

            运行级别：为了系统的运行或维护等应用目的而设定

        0-6（7个级别）

级别	功用
0	关机
1	单用户模式（root，无须登录），single，维护模式
2	多用户模式，会启动网络功能，但不会启动NFS，维护模式
3	多用户模式，正常模式，文本界面
4	预留级别，可同级别3
5	多用户模式，正常模式，图形界面
6	重启

    级别查看

默认级别 ：3，5

切换级别：
~]# init #

查看级别：
~]# runlevel
~]# who -r

    配置文件

# 文件位置：/etc/inittab
# 文件格式
  每一行定义一种action 以及与之对应的process
  id:runlevel:action:process
    action 
      wait：切换至此级别时执行一次
      respawn：此process终止，就重新启动之
      initdefault：设定默认运行级别，process省略（“:”不可省）
      sysinit设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit
      ...

    案例

id:3:initdefault:
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
...
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc.6

# 说明
rc 0 --> 意味着读取/etc/rc.d/rc0.d/
K*：K##*：##运行次序，数字越小，越先运行，数字越小的服务，通常为依赖到别的服务
S*：S##*：##运行次序，数字越小，越先运行，数字越小的服务，通常为被依赖到的服务

# K*与S*通常是脚本应用的方式，例如
for srv in /etc/rc.d/rc0.d/K*;do
  $srv stop
done

for srv in /etc/rc.d/rc0.d/S*;do
  $srv start
done

    chkconfig命令

        查看服务在所有级别的启动或关闭设定情况

# 格式
chkconfig [--list] [name]
# 添加（SysV 的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)）
  chkconfig --add name
    #!/bin/bash
    #
    # chkconfig：LLLL nn nn
# 删除
  chkconfig --del name
# 修改指定的链接类型
  chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>
     --level LLLL：指定需要设置的级别，省略时表示2345

    系统初始化

        系统初始化脚本，完成系统初始化

/etc/rc.d/rc.sysinit ：系统初始化脚本
# 功用
  设置主机名
  设置欢迎信息
  激活udev和selinux（可以在grub.conf中的kernel行添加selinux=0，以此来关闭selinux）
  挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统
  检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统
  设置系统时钟
  激活swap设备
  根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
  激活lvm及software raid设备
  加载额外设备的驱动程序
  清理操作

    启动对应服务

    各种服务存在的位置/etc/rc#.d/文件，其中名称为“S”开头代表开机启动的服务，名称为“K”开头的是关机要执行的任务。#代表数字，一个数字代表一个运行级别，即上述的级别0-6（7个运行级别）。

CentOS 6 init程序为：upstart    配置文件为 /etc/inittab，/etc/init/*.conf

注意：/etc/init/*.conf文件语法遵循upstart配置文件的语法格式。

    4.2.2）CentOS 7

基本上可以参考CentOS 5与CentOS 6系统进行对比。

执行initrd.target
    包括挂载/etc/fstab文件中的系统,此时挂载后，就可以切换到根目录了

从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

systemd执行默认target配置
    centos7表面是有“运行级别”这个概念，实际上是为了兼容以前的系统，每个所谓的“运行级别”都有对应的软链接指向，默认的启动级别时/etc/systemd/system/default.target,根据它的指向可以找到系统要进入哪个模式。 

    模式：

    0 ==> runlevel0.target, poweroff.target

    1 ==> runlevel1.target, rescue.target

    2 ==> runlevel2.target, multi-user.target

    3 ==> runlevel3.target, multi-user.target

    4 ==> runlevel4.target, multi-user.target

    5 ==> runlevel5.target, graphical.target

    6 ==> runlevel6.target, reboot.target

systemd执行sysinit.target

    在CentOS6上是被叫做rc.sysint程序，初始化系统及basic.target准备操作系统

systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

getty.target是启动终端的systemd对象

    如果到此步骤，系统没有被指定启动图形桌面，到此就可以结束了，如果要启动图形界面，需要在此基础上启动桌面程序。

    5.执行/bin/login

        执行/bin/login程序，等待用户登录

三、补充

    正常级别下，最后启动的一个服务（S99local）没有链接至 /etc/rc.d/init.d/ 的一个服务脚本，而是指向了 /etc/rc.d/rc.local 脚本，因此，不便于或不需要将服务脚本放置于 /etc/rc.d/init.d/ 目录，且又想开机时自动运行的命令，则可直接放置于 /etc/rc.d/rc.local 文件中。

    登录程序案例

tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
tty2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2
tty3:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty3
tty4:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty4
tty5:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty5
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
#  mingetty 会调用login程序

        系统启动时的操作，其运行级别应该设置为1。