linux系统中的引导和服务

一、引导

1.Linux操作系统引导过程

1.1过程总览

开机自检（BIOS）

加电自检，检硬件是否有故障，如果无故障，就去bios中设置的第一启动项找grub的第一阶段。

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。 网络启动 加载 网络批量pxe

硬件启动POST：Power-On-Self-Test，加电自检，是BIOS功能的一个主要部分。负责完成对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘等硬件情况的检测

主板的ROM：BIOS，Basic Input and Output System，保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置、开机加电自检程序和系统启动自举程序等

MBR引导

第一个扇区的前446字节，有一个 grub程序第一阶段，引导硬件找到grub完整的程序

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

GRUB菜单

会根据grub.cfg 配置文件找到操作系统

grub功能和组成

bootloader: 引导加载器，引导硬件去找到 内核（操作系统的核心）

• Windows: ntloader，仅是启动OS

• Linux：功能丰富，提供菜单，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载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核

Linux的bootloader

• LILO：LInux LOader，早期的bootloader功能单一

• GRUB: GRand Unified Bootloader, CentOS 5,6 GRUB 0.97: GRUB Legacy， CentOS 7 以后使用GRUB 2.02

GRUB 启动阶段

• primary boot loader :

  1st stage：MBR的前446个字节 引导 硬件去找 内核

  1.5 stage：MBR 之后的扇区，让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统

• secondary boot loader ：2nd stage，分区文件/boot/grub2/grub.cfg

加载内核（操作系统）

把内核和镜像文件系统加载到内存中，使其可以使用。

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（即把内核和镜像文件系统加载到内存中，使其可以使用。 ）

启动程序（init进程初始化）

第一个启动的程序（祖宗进程）

centos7 ：systemd（并行启动）

centos6 ：init（串行启动）

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（即加载硬件驱动程序，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，系统启动速度较慢需要排队进行。

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。

简单来说就是并行和串行的区别，systemd的启动速度会比init要快很多

另外，systemd的进场好始终是为1的，可以使用pstree命令查看系统中所有进程

二、服务

1.systemd服务

systemd进程简单的说就是系统第一个启动的进程，所有的程序都依托此进程启动，提供保姆级服务，代为管理所有进程，在需要的时候将沉睡的程序唤醒

systemd

• Systemd是Linux操作系统中的一种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

2.systemd的单元类型

在Systemd中不同类型的systemd对象被统一称为单元（unit），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。通过配置文件进行标识和配置不同单元；文件中主要包含了系统服务、监听

3.使用systemctl命令管理服务类型

服务的目录：

/user/lib/systemd/system

服务命令：

• systemctl start：开启服务

• systemctl stop：关闭服务

• systemctl restart ：重启服务

• systemctl reload：重新加载服务配置文件

• systemctl status ：查看服务状态

• systemctl enable：开机自启

• systemctl disable ：关闭开机自启

PS：所有systemctl命令可以支配的程序，都有.service文件在固定的目录下（/user/lib/systemd/system）

4. service unit文件

所有systemctl命令可以支配的程序，都有.service文件在固定的目录下（/user/lib/systemd/system）

所以我们需要理解service unit file文件

service unit file文件通常由三部分组成：

• Unit：定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等

• Service：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型

• Install：定义由systemctl enable以及systemctl disable命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项

图示：

Unit段的常用选项

Description：描述信息

After：定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚于哪些unit启动，其功能与Before相反

Requires：依赖到的其它units，强依赖，被依赖的units无法激活时，当前unit也无法激活

Wants：依赖到的其它units，弱依赖

Conflicts：定义units间的冲突关系

Service段的常用选项

Type：定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型

EnvironmentFile：环境配置文件

ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径

ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本

ExecStartPre： ExecStart前运行

ExecStartPost： ExecStart后运行

Restart：当设定Restart=1 时，则当次daemon服务意外终止后，会再次自动启动此服务

RestartSec: 设置在重启服务( Restart= )前暂停多长时间。 默认值是100毫秒(100ms)。 如果未指定时间单位，那么将视为以秒为单位。 例如设为"20"等价于设为"20s"

PrivateTmp：设定为yes时，会在生成/tmp/systemd-private-UUID-NAME.service-XXXXX/tmp/目录

Install段的常用选项

Alias：别名，可使用systemctl command Alias.service

RequiredBy：被哪些units所依赖，强依赖

WantedBy：被哪些units所依赖，弱依赖

Also：安装本服务的时候还要安装别的相关服务

5.运行级别

运行级别（runlevel）指的是系统的工作状态，定义了系统启动时运行的服务和进程. init 0-6 可以临时切换到 对应的运行级别