linux启动流程与grub和kickstart应用

作者: 家有猪宝_ | 来源:发表于2018-10-09 13:00 被阅读0次

简述linux操作系统启动流程

本示例流程以centos6的以MBR结构的linux启动流程为例：

linux操作系统启动流程.png

加电自检： 自检要是检查设备：如CPU、内存、硬盘是否正常、鼠标键盘等外接设备是否存在等。
启动BIOS：BIOS（基本的输入输出系统）装载在硬件芯片CMOS之上，自检时会启动这个程序，并根据CMOS上的配置信息去读取其他的硬件信息，检测正常之后进行硬件设备的初始化。
Boot Loader（MBR）：引导加载程序，在MBR（主引导记录）中，主要功能是识别，加载操作系统的核心文件，并提交到内存中运行来启动对应的系统，windows的Boot Loader不具备控制权转交功能，因此windows的Boot Loader不能加载linux系统的Boot Loder，相反linux系统的Boot Loader可以加载windows的Boot Loader。
启动Kernel（ramdisk）：Kernel会自身初始化，探测可识别的硬件设备，因为Kernel是存在硬盘之中的，但是在内核启动时还没有加载硬盘，为了解决这个问题Kernel内核通过ramdisk（虚拟文件系统）来加载硬件程序，为了防止根文件系统加载时出现bug等问题无法挽回的情况，以只读方式来挂载根文件系统，来完成根文件系统的初始化。
rootfs（readonly）：启动真正的根文件系统，然后虚拟的根文件系统与真实的根文件系统进行交换。
/sbin/init：在内核，硬件及驱动信息加载完毕后，内核会运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init，包括系统的主机名称，网络管理，文件系统格式等其他服务。

centos6的文件格式
[root@localhost ~]# cat /etc/inittab
# inittab is only used by upstart for the default runlevel.
#
# ADDING OTHER CONFIGURATION HERE WILL HAVE NO EFFECT ON YOUR SYSTEM.
#
# System initialization is started by /etc/init/rcS.conf
#
# Individual runlevels are started by /etc/init/rc.conf
#
# Ctrl-Alt-Delete is handled by /etc/init/control-alt-delete.conf
#
# Terminal gettys are handled by /etc/init/tty.conf and /etc/init/serial.conf,
# with configuration in /etc/sysconfig/init.
#
# For information on how to write upstart event handlers, or how
# upstart works, see init(5), init(8), and initctl(8).
#
# Default runlevel. The runlevels used are:
#   0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
#   1 - Single user mode
#   2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
#   3 - Full multiuser mode
#   4 - unused
#   5 - X11
#   6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
# 
id:3:initdefault:

执行/etc/inittab，/etc/init/*.conf：centos6的配置文件在/etc/init目录下所有以.conf结尾的文件中。

每行定义一种action以及与之对应的process
    id:runlevels:action:process 
        id：一个任务的标识符；
        runlevels：在哪些级别启动此任务；#，###，也可以为空，表示所有级别；
        action：在什么条件下启动此任务；
        process：任务；
                            
action：
    wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；
    respawn：一旦此任务终止，就自动重新启动之；
    initdefault：设定默认运行级别；此时，process省略；
    sysinit：设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本；
                            
例如：
    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

设定默认运行级别：根据系统的设定来启动系统要进入的运行级别，默认的运行级别有7种，可以用runlevel命令查看当前的运行级别，init #命令可以切换当前的运行级别，默认运行级别不能设置成0和6级别中的任何一个级别，这7种运行级别分别代表如下：

运行级别：为了系统的运行或维护等目的而设定的机制；
    0-6：7个级别；
        0：关机, shutdown
        1、单用户模式(single user)，root用户，无须认证；维护模式；
        2、多用户模式(multi user)，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式；
        3、多用户模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；
        4、预留级别：目前无特别使用目的，但习惯以同3级别功能使用；
        5、多用户模式(multi user)， 完全功能模式，图形界面；
        6、重启，reboot

[root@localhost ~]# runlevel
N 3        # N：表示 系统启动时就进入3级别   3：目前系统的运行级别
[root@localhost ~]# init 5
[root@localhost ~]# runlevel
3 5        # N：由3级别切换到5级别运行

系统初始化脚本：
系统初始化脚本：/etc/rc.d/rc.sysinit配置文件中，主要进行如下的操作：
(1) 设置主机名；
(2) 设置欢迎信息；
(3) 激活udev和selinux；
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统；
(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统；
(6) 设置系统时钟；
(7) 根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数；
(8) 激活lvm及软raid设备；
(9) 激活swap设备；
(10) 加载额外设备的驱动程序；
(11) 清理操作；

#!/bin/bash
#
# /etc/rc.d/rc.sysinit - run once at boot time
#
# Taken in part from Miquel van Smoorenburg's bcheckrc.
#

HOSTNAME=$(/bin/hostname)

set -m

if [ -f /etc/sysconfig/network ]; then
    . /etc/sysconfig/network
fi
if [ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" = "(none)" ]; then
    HOSTNAME=localhost
fi

if [ ! -e /proc/mounts ]; then
        mount -n -t proc /proc /proc
        mount -n -t sysfs /sys /sys >/dev/null 2>&1
fi
if [ ! -d /proc/bus/usb ]; then
        modprobe usbcore >/dev/null 2>&1 && mount -n -t usbfs /proc/bus/usb /proc/bus/usb
    . /etc/sysconfig/network
fi
if [ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" = "(none)" ]; then
    HOSTNAME=localhost
fi

if [ ! -e /proc/mounts ]; then
        mount -n -t proc /proc /proc
        mount -n -t sysfs /sys /sys >/dev/null 2>&1
fi
if [ ! -d /proc/bus/usb ]; then
        modprobe usbcore >/dev/null 2>&1 && mount -n -t usbfs /proc/bus/usb /proc/bus/usb
else
        mount -n -t usbfs /proc/bus/usb /proc/bus/usb
fi

#remount /dev/shm to set attributes from fstab #669700
mount -n -o remount /dev/shm >/dev/null 2>&1
#remount /proc to set attributes from fstab #984003
mount -n -o remount /proc >/dev/null 2>&1

. /etc/init.d/functions

关闭或启动对应级别下的服务：意味着去启动或关闭/etc/rc.d/rc#.d/目录下的服务脚本所控制服务;
K：要停止的服务；K##，优先级，数字越小，越是优先关闭；依赖的服务先关闭，而后关闭被依赖的;
S：要启动的服务；S##，优先级，数字越小，越是优先启动；被依赖的服务先启动，而依赖的服务后启动;
同一个服务的K脚本数值小时，S的脚本数值就应该比K的数值大，相反的，如果S数值小，则K的数值要比S的数值要大。

chkconfig命令：管控/etc/init.d/每个脚本在各级别下的启动或关闭状态：

查看该服务在各级别下的开启或关闭状态：chkconfig  --list   [name]
添加该服务在各级别下的开启或关闭状态：chkconfig  --add  name
    能被添加的服务的脚本定义格式之一：
        #!/bin/bash
        #
        # chkconfig: LLL  NN1 NN2
            LL： 运行级别（runlevel)
            NN1：启动优先级
            NN2：关闭优先级       
        # description:  表明此配置文件的作用

删除指定服务在各级别下的开启或关闭状态：chkconfig  --del  name
修改指定的链接类型：
    chkconfig  [--level  LEVELS]  name <on|off|reset>
        --level LEVELS：指定要控制的级别；默认为2345；

[root@localhost ~]# chkconfig --list crond
crond           0:关闭    1:关闭    2:启用    3:启用    4:启用    5:启用    6:关闭
[root@localhost ~]# chkconfig --level 23 crond off
[root@localhost ~]# chkconfig --list crond
crond           0:关闭    1:关闭    2:关闭    3:关闭    4:启用    5:启用    6:关闭

注意：正常级别下，最后启动的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本，而是链接至了/etc/rc.d/rc.local （/etc/rc.local）脚本；因此，不便或不需写为服务脚本的程序期望能开机自动运行时，直接放置于此脚本文件中即可。

在3级别下的服务有：
[root@localhost ~]# ls /etc/rc.d/rc3.d
K10saslauthd    K89netconsole    S07iscsid     S10network  S13iscsi             S25netfs      S80postfix
K87multipathd   K89rdisc         S08ip6tables  S11auditd   S15mdmonitor         S26udev-post  S90crond
K87restorecond  S02lvm2-monitor  S08iptables   S12rsyslog  S25blk-availability  S55sshd       S99local

启动终端：最后mingetty会调用login程序。

简述grub启动引导程序配置及命令行接口详解

grub是目前最广泛linux启动管理程序，其配置文件为：/boot/grub/grub.conf，此目录其实是/etc/grub.conf的符号链接

[root@localhost ~]# ll /etc | grep grub.conf
lrwxrwxrwx.  1 root root     22 9月   6 01:57 grub.conf -> ../boot/grub/grub.conf

注意：此处grub.conf仅限centos5和centos6版本，而centos7的grub的配置文件在/boot/grub2/grub.cfg中

[root@localhost ~]# cat /boot/grub/grub.conf
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root
#          initrd /initrd-[generic-]version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
password --md5 $1$E7rO20$rqSROpSM6VCDdjlra727I1
title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.i686)
    root (hd0,0)
    kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.i686 ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root rd_NO_LUKS rd_NO_MD rd_LVM_LV=VolGroup/lv_swap crashkernel=auto LANG=zh_CN.UTF-8 rd_LVM_LV=VolGroup/lv_root  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
    initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.i686.img

配置项：
default=#: 设定默认启动的菜单项；落单项(title)编号从0开始；
timeout=#：指定菜单项等待选项选择的时长；
splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_PIC_FILE：指明菜单背景图片文件路径；
hiddenmenu：隐藏菜单；
password [--md5] STRING: 菜单编辑认证；
title TITLE：定义菜单项“标题”, 可出现多次；
root (hd#,#)：grub查找stage2及kernel文件所在设备分区；为grub的“根”;
kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]：启动的内核
initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE.img: 内核匹配的ramfs文件；
password [--md5] STRING: 启动选定的内核或操作系统时进行认证；

grub界面支持命令行接口，在界面输入e、b、c等命令可以进入对应的命令编辑，在对应的“title”中输入c进入命令模式

grub界面.png

grub的命令行界面.png

grub的help信息.png

为了防止他人随意进入grub对系统造成破坏（修改root密码等操作）可以在grub配置文件文件中加入密码来防止他人随意进入。

使用grub-md5-crypt命令来生成加密的密码

[root@localhost ~]# grub-md5-crypt
Password: 
Retype password: 
$1$94MZ20$VEC6jrQzic0nYg3CgFxaD.

在配置文件中一个或某一个title添加password --md5 ***********格式的密码保护编辑模式

# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root
#          initrd /initrd-[generic-]version.img 
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
password --md5 $1$94MZ20$VEC6jrQzic0nYg3CgFxaD.                  #此处password可以对grub界面加密，使用的就是上面得到的加密的密码
title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.i686)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.i686 ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root rd_NO_LUKS rd_NO_MD rd_LVM_LV=VolGroup/lv_swap crashkernel=auto LANG=zh_CN.UTF-8 rd_LVM_LV=VolGroup/lv_root  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
        initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.i686.img
        password --md5 $1$94MZ20$VEC6jrQzic0nYg3CgFxaD.          #此处password可以对进入系统之前加密

加密后回到grub界面提示按p输入密码解锁下一步设置或环境

加密后的grub界面.png
按p后提示输入密码
grub提示输入密码.png
输入密码后按c可以进入编辑模式，在编辑模式下可以进行find来查看grub第一和第二阶段所有的硬盘位置，具体的命令可以通过help来获取帮助：
grub命令界面.png

实现kickstart文件制作与光盘镜像制作

kickstart只能在图形界面下运行并先安装kickstart，命令如下：

定制kickstart文件：
    # yum install  system-config-kickstart
    # system-config-kickstart

kickstart配置界面.png

制作kickstart文件配置安装方法

安装方法.png
配置分区

分区信息.png
配置网络

网络配置.png
配置防火墙

防火墙e.png
配置图形界面

图形界面配置.png
配置包组

软件包选择.png
保存并检验

保存.png

[root@localhost ~]# ksvalidator ks.cfg
[root@localhost ~]#

kickstart文件格式

kickstart配置文件由命令段,程序包段,脚本段等一个分段内容组成

命令段：指定各种安装前配置选项，如键盘类型等
必备命令

authconfig：认证方式配置
    authconfig  --enableshadow  --passalgo=sha512
bootloader：定义bootloader的安装位置及相关配置
    bootloader  --location=mbr  --driveorder=sda  --append="crashkernel=auto rhgb quiet"
keyboard：设置键盘类型
    keyboard us
lang：语言类型
    lang  zh_CN.UTF-8
part：分区布局；
    part  /boot  --fstype=ext4  --size=500
    part  pv.008002  --size=51200        #pv后面的数字是pv的id号
clearpart：清除分区
    clearpart  --none  --drives=sda：清空磁盘分区；
volgroup：创建卷组
    volgroup  myvg  --pesize=4096  pv.008002
logvol：创建逻辑卷
    logvol  /home  --fstype=ext4  --name=lv_home  --vgname=myvg  --size=5120
rootpw：管理员密码
    rootpw   --iscrypted  $6$4Yh15kMGDWOPtbbW$SGax4DsZwDAz4201.O97WvaqVJfHcISsSQEokZH054juNnoBmO/rmmA7H8ZsD08.fM.Z3Br/67Uffod1ZbE0s.
    生成加密密码的方式：
    ~]# openssl  passwd  -1  -salt `openssl rand -hex 4`
timezone：时区
    timezone  Asia/Shanghai

可选命令

install  OR  upgrade：安装或升级；
text：安装界面类型，text为tui，默认为GUI
network：配置网络接口
    如：network  --onboot yes  --device eth0  --bootproto dhcp  --noipv6
firewall：防火墙 
    如：firewall  --disabled
selinux：SELinux
    如：selinux --disabled
halt、poweroff或reboot：安装完成之后的行为；
repo：指明安装时使用的repository；
    如：repo  --name="CentOS"   --baseurl=cdrom:sr0  --cost=100
url： 指明安装时使用的repository，但为url格式；
    如：url --url=http://...省略

程序包段：指明要安装程序包，以及包组，也包括不安装的程序包

%packages            包安装的开始标识符
@group_name          包要安装的包组
package              要安装的单个包
-package             不需要安装的包
%end                 包安装的结束标识符

脚本段：指明要运行的脚本,分为linux安装前的脚本和安装后脚本

%pre：安装前脚本
    运行环境：运行安装介质上的微型Linux系统环境；
%post：安装后脚本
    运行环境：安装完成的系统

ks：指明kickstart文件的位置,主要有以下几种格式,其中http,ftp和https三种形式引导kickstart时要保证系统能连接网络

ks=
    DVD drive: ks=cdrom:/PATH/TO/KICKSTART_FILE
    Hard Drive： ks=hd:/DEVICE/PATH/TO/KICKSTART_FILE
    HTTP Server： ks=http://HOST[:PORT]/PATH/TO/KICKSTART_FILE
    FTP Server:  ks=ftp://HOST[:PORT]/PATH/TO/KICKSTART_FILE
    HTTPS Server:   ks=https://HOST[:PORT]/PATH/TO/KICKSTART_FILE

以下是系统安装完成之后在/root目录下根据用户选择生成的kickstart的配置文件信息

[root@localhost ~]# cat anaconda-ks.cfg 
# Kickstart file automatically generated by anaconda.

#version=DEVEL
install
cdrom
lang zh_CN.UTF-8
keyboard us
network --onboot yes --device eth0 --bootproto dhcp --noipv6
rootpw  --iscrypted $6$Ka7MzfgRm5CS9N22$cMgIl.79/xGrzOG4jWCfWHnsbl0fuPIfI5zhfCEC.PKlAr18gJR7auJp8smR1MI73i9Hl3XV2Aa5tFMQ4/j9i0
firewall --service=ssh
authconfig --enableshadow --passalgo=sha512
selinux --enforcing
timezone Asia/Shanghai
bootloader --location=mbr --driveorder=sda --append="nomodeset crashkernel=auto rhgb quiet"
# The following is the partition information you requested
# Note that any partitions you deleted are not expressed
# here so unless you clear all partitions first, this is
# not guaranteed to work
#clearpart --none
#volgroup MYVG --pesize=4096 pv.008002
#logvol / --fstype=ext4 --name=lv_ --vgname=MYVG --size=10240
#logvol /home --fstype=ext4 --name=lv_home --vgname=MYVG --size=5000
#logvol swap --name=lv_swap --vgname=MYVG --size=2000
#logvol /usr --fstype=ext4 --name=lv_usr --vgname=MYVG --size=15000
#logvol /var --fstype=ext4 --name=lv_var --vgname=MYVG --size=10000

#part /boot --fstype=ext4 --size=500
#part pv.008002 --size=60000


repo --name="CentOS"  --baseurl=cdrom:sr0 --cost=100

%packages --nobase
@core
%end

对于修改的kickstart配置文件如果有语法错误可以使用检查语法错误命令： ksvalidator

[root@localhost ~]# ksvalidator anaconda-ks.cfg 
[root@localhost ~]# 
#如果有错误会有提示

引导光盘镜像制作及kickstart文件安装系统

1. 创建目录并复制isolinux目录：
引导光盘仅需要isolinux即可，并把配置好的kickstart文件复制到创建目录中

[root@localhost ~]# mount /dev/cdrom /media
mount: block device /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@localhost ~]# mkdir /tmp/myiso
[root@localhost ~]# cp -r /media/isolinux/ /tmp/myiso/
[root@localhost ~]# ls /tmp/myiso/isolinux/
boot.cat  grub.conf   isolinux.bin  memtest     TRANS.TBL     vmlinuz
boot.msg  initrd.img  isolinux.cfg  splash.jpg  vesamenu.c3
[root@localhost ~]# cp ks.cfg /tmp/myiso/isolinux

2. 创建iso文件系统：
使用mkisofs命令来创建,格式如下:
mkisofs -R -J -T -v --no-emul-boot --boot-load-size 4 --boot-info-table -V "CentOS 6 x86_64 boot" -c isolinux/boot.cat -b isolinux/isolinux.bin -o /root/boot.iso myiso/

[root@localhost ~]# cd /tmp
[root@localhost tmp]# mkisofs -R -J -T -v --no-emul-boot --boot-load-size 4 --boot-info-table -V "CentOS 7 x86_64 boot" -c isolinux/boot.cat -b isolinux/isolinux.bin -o /root/boot.iso myiso/
I: -input-charset not specified, using utf-8 (detected in locale settings)
genisoimage 1.1.9 (Linux)
Scanning myiso/
Scanning myiso/isolinux
Excluded by match: myiso/isolinux/boot.cat
Excluded: myiso/isolinux/TRANS.TBL
Writing:   Initial Padblock                        Start Block 0
Done with: Initial Padblock                        Block(s)    16
Writing:   Primary Volume Descriptor               Start Block 16
Done with: Primary Volume Descriptor               Block(s)    1
Writing:   Eltorito Volume Descriptor              Start Block 17
Size of boot image is 4 sectors -> No emulation
Done with: Eltorito Volume Descriptor              Block(s)    1
Writing:   Joliet Volume Descriptor                Start Block 18
Done with: Joliet Volume Descriptor                Block(s)    1
Writing:   End Volume Descriptor                   Start Block 19
Done with: End Volume Descriptor                   Block(s)    1
Writing:   Version block                           Start Block 20
Done with: Version block                           Block(s)    1
Writing:   Path table                              Start Block 21
Done with: Path table                              Block(s)    4
Writing:   Joliet path table                       Start Block 25
Done with: Joliet path table                       Block(s)    4
Writing:   Directory tree                          Start Block 29
Done with: Directory tree                          Block(s)    2
Writing:   Joliet directory tree                   Start Block 31
Done with: Joliet directory tree                   Block(s)    2
Writing:   Directory tree cleanup                  Start Block 33
Done with: Directory tree cleanup                  Block(s)    0
Writing:   Extension record                        Start Block 33
Done with: Extension record                        Block(s)    1
Writing:   The File(s)                             Start Block 34
 21.94% done, estimate finish Tue Oct  9 19:30:39 2018
 43.79% done, estimate finish Tue Oct  9 19:30:39 2018
 65.71% done, estimate finish Tue Oct  9 19:30:39 2018
 87.57% done, estimate finish Tue Oct  9 19:30:39 2018
Total translation table size: 4701
Total rockridge attributes bytes: 1438
Total directory bytes: 2654
Path table size(bytes): 26
Done with: The File(s)                             Block(s)    22659
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[root@localhost ~]# ls
ab               download.cgi  hostname            line      sum       公共的  文档
anaconda-ks.cfg  filename      idsum               linesum   user      模板    下载
boot.iso         foo.sh        install.log         linesum2  useradd   视频    音乐
dead.letter      hadoop        install.log.syslog  menu      wordlist  图片    桌面

3. 使用FTP工具将boot.iso传到主机上：

将boot.iso发送到主机.png

4. 配置虚拟机并启动：
光盘要选择boot.iso这个文件

虚拟机配置.png

5. 开机启动并配置kickstart文件：

启动界面.png

在以上界面按下ESC后进入boot，并输入ks.cfg的路径

boot界面.png

最后敲入命令即可进入自动引导安装了.

linux启动流程与grub和kickstart应用

简述linux操作系统启动流程

chkconfig命令：管控/etc/init.d/每个脚本在各级别下的启动或关闭状态：

简述grub启动引导程序配置及命令行接口详解

实现kickstart文件制作与光盘镜像制作

kickstart文件格式

引导光盘镜像制作及kickstart文件安装系统

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