Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

時間  2019-11-16
標籤 linux centos7 centos 系統管理 引導 過程 服務 控制 欄目 Linux 简体版
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Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

  1. Linux系統引導的過程
  2. 解決常見的啓動類故障
  3. 控制Linux中的系統服務（核心）
  4. 優化Linux中的啓動任務

1、引導過程總覽（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、內存、顯卡、鍵盤等設備）是否沒有問題，沒有問題加載驅動linux

  2. MBR引導——微代碼找啓動盤shell

    CPU首先讀取位於CMOS中的BIOS程序，按照BIOS中設定的啓動次序（Boot Sequence)逐一查找可啓動設備,找到可啓動的設備後，去該設備的第一個扇區中讀取MBR（Master Boot Record，主引導記錄）。centos

    MBR存在於可啓動磁盤的0磁道0扇區，佔用512字節，它主要用來告訴計算機從選定的可啓動設備的哪一個分區來加載引導加載程序（Boot loader),MBR中存在以下內容： 緩存

    （1） Boot Loader 佔用446字節，存儲有操做系統（OS）相關信息，如操做系統名稱，操做系統內核位置等，它的主要功能是加載內核到內存中運行。 bash

    （2） Partition Table 分區表，佔用64字節，每一個主分區佔用16字節（這就是爲啥一塊硬盤只能有4個主分區網絡

    （3）分區表有效性標記佔用2字節，CPU將MBR讀取至內存，運行GRUB(Boot Loader經常使用的有GRUB和LILO兩種，如今經常使用的是GRUB），GRUB會把內核加載到內存去執行。tcp

    如上所示，咱們可查看/boot/grub2/grub.cfg文件的第100行的內容，就能看到是在該配置文件中對內核文件進行操做了。ide

  3. GRUB菜單——使用普遍的多系統引導器程序，系統控制權傳遞給GRUB之後，將會顯示啓動菜單提供給用戶選擇，根據選擇或者默認項加載內核文件，而後將系統控制權轉交給內核。工具

  4. 加載內核（kernel）——/boot目錄下，Linux內核是預先編譯好的特殊二進制文件，介於各類硬件資源和系統程序之間，負責資源分配與調度。優化

    補充：下面的vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64就是咱們的內核文件了。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進程初始化——原來的緩存所有清空，加載必要進程以後，加載外部的第三方進程（應用軟件）（延時啓動）

    內核初始化做爲PID1從initramfs執行/sbin/init。在Centos7中將其複製爲systemd，systemd啓動initrd.target中的 全部單元，而且掛載根文件系統/sysroot

1.1init進程

由Linux內核加載運行/sbin/init程序，是系統中的第一個進程，PID號永遠爲1

Systemd 單元類型

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

運行級別所對應的systemd目標

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

其中.service ——/lib/sysytemd/system

文件存儲兩個部分——元信息（狀態的信息）和內容

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

1.2修復MBR扇區故障

1.故障緣由

病毒、***等形成的破壞

不正確的分區操做、磁盤讀寫誤操做

2.故障現象

找不到引導程序、啓動中斷

沒法加載操做系統，開機後黑屏

3.解決思路

提早作好備份文件

以安裝光盤引導進入急救模式

從部分文件中恢復

實驗一——模擬修復MBR扇區故障實驗

流程以下

  1. 備份MBR扇區數據——加一塊硬盤作備份（必定須要先備份）

    （1）分區，格式化，掛載

    （2）備份mbr引導扇區到其它磁盤

    備份=dd if=/dev/sda of=/abc/sda.mbr.bak bs=512 count=1 （/abc是另外一塊磁盤的掛載點）

  2. 模擬故障

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

    重啓：reboot——> 啓用DHCP（找不到系統），從網上找有無能夠加載的系統，可是是找不到的

    修復以前須要光盤鏡像須要鏈接使用

  3. 加載系統鏡像文件中的急救模式

    加載系統鏡像文件中的內核界面

    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：固然若是你的鏡像文件一直是鏈接狀態的話前面兩個步驟是能夠省略的）

    4.把備份數據作恢復

具體實驗步驟和結果以下：

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(512 B)已複製，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內容（模擬破壞）
記錄了1+0 的讀入
記錄了1+0 的寫出
512字節(512 B)已複製，0.000139415 秒，3.7 MB/秒
[root@localhost ~]# reboot                                      //重啓

第三步：

一直是鏈接着系統鏡像文件的狀況下啊，重啓以後操做以下：

（1）選擇Troubleshooting——回車

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

（2）選擇Rescue a CentOS system——回車

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

（3）進入加載界面，稍等

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

（4）進入急救界面準備進行修復MBR，輸入1，回車，彈出下面的對話後再次回車

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

（5）進行修復扇區的命令輸入

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

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

1.3修復GRUB引導故障

1.故障緣由

MBR中的GRUB弓|導程序遭到破壞
grub.conf文件丟失、引導配置有誤

2.故障現象
系統引導停滯，顯示"grub>」 提示符

3.解決思路
嘗試手動輸入引導命令
進入急救模式，重寫或者從備份中恢復grub.conf
向MBR扇區中重建grub程序

實驗二——模擬修復GRUB引導故障實驗

流程以下：

  1. 使用系統急救模式進入命令字符界面

  2. 加載鏡像中的系統進入bash環境

    chroot /mnt/sysimage

  3. 從新構建GRUB菜單系統

    grub2-install /dev/sda

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

    exit

    reboot

實驗操做過程與結果以下：

[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目錄存放的是啓動菜單的背景圖片及樣式，而grub2中存放的纔是配置文件。

（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

重啓以後的界面以下：（此時沒法正常登陸）

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

（2）引導急救模式，加載系統鏡像：在讀條時（手速快點）按下ESC進入選擇菜單——選擇3.CD-ROM Drive——選擇Troubleshooting——選擇Rescue a Centos system，最終進入以下界面進行操做

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

以後就能夠正常登陸了。

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

1.4破解root密碼

1.故障緣由

遺忘root用戶密碼

2.故障現象

沒法進行須要root權限的管理操做

沒有其餘可用帳號，將沒法登陸系統

3.解決思路

進入急救模式，從新設置密碼

實驗三——遺忘root用戶密碼

流程以下：

  1. 加載鏡像系統
  2. 直接改密碼

實驗操做過程與結果以下：

（1）先將鏡像文件選擇爲已鏈接

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（2）重啓本地虛擬機

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

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

Linux/Centos7系統管理之引導過程與服務控制

（3）使用chroot命令和passwd root來設置root密碼；以後exit、reboot就能夠正常登陸root用戶了

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2、系統服務控制

2.1系統服務控制命令systemctl

控制類型 （選項參數）

  • start： 啓動
  • stop： 中止
  • restart： 從新啓動（會中斷服務，至關於先stop，後start）
  • reload： 從新加載（會從新加載配置文件，不會中斷）
  • status： 查看服務狀態
  • …

實例：

[root@localhost ~]# systemctl stop network     //中止網絡鏈接
[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     //啓動網絡鏈接
[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優化啓動過程

系統服務管理工具

  • ntsysv工具（僞圖像化界面）

    • 提供一個交互式、可視化窗口
    • 能夠在字符終端運行
    • 便於集中管理多個服務

  • systemctl 工具

    • 不提供交互式、可視化窗口
    • 管理單個服務效率更高

    結合下面的實例來進一步介紹systemctl命令

    [root@localhost ~]# rpm -q httpd
httpd-2.4.6-90.el7.centos.x86_64
[root@localhost ~]# netstat  顯示網絡鏈接，路由表，接口狀態，假裝鏈接，網絡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 是開機自啓動，is-enabled是顯示其狀態，關閉自啓動是disable 上面輸入reboot後使用netstat查看80端口是否有httpd服務自啓動。具體操做以下所示。

    [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 ~]#

    3、總結

    本文主要是對Linux系統管理中系統引導過程和服務控制及優化的講解，涉及以下命令：

    exit、reboot、chroot、grub2-install、grub2-mkconfig、passwd、runlevel、ntsysv、systemctl、netstat等。主要是對系統啓動引導過程當中的一些問題進行解決，強制破解root密碼（實質上是強行更換），最後講述的是服務控制命令操做和簡單的一些優化操做。

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