Linux基础（7）-Linux启动

linux操作系统启动流程

1. POST系统
   X86平台硬件被设计成一旦通电会自动运行ROM中的程序，所以当主机加电时，CPU寻址ROM,使存放于ROM中的POST系统运行，该系统用于硬件自检，内容包括检查内存，I/O设备是否存在，显示设备是否存在等，如果正常，则进入下一步。

2. Boot Sequence
   加电自检完成后，位于ROM中的BIOS系统运行，BIOS为基本输入输出系统，此时BIOS中的Boot Sequence会按次序查找各引导设备，其中第一个有bootloader（引导程序）的设备即为本次启动要用到的设备，BIOS会读取该设备的MBR，MBR即为Master Boot Record，大小为512bytes，其中前446bytes为bootloader，之后46bytes为分区表，后2bytes为魔术，当标记55AA时即表示MBR有效，否则无效。

3. BootLoader
   现Linux用GRUB作为bootloader，GRUB分为两段，1st stage为bootloader，用于把第二阶段加载到内存从而完整实现更多功能，2nd stage 即为存放于内核中的/boot/grub，其中1.5stage可做为文件系统驱动，使文件系统中的2nd stage可以被识别。UEFI与GPT分区格式不同于MBR。

4. Kernel
   通过GRUB会加载内核程序到内存中，首先内核会自身初始化，探测可识别到的所有硬件设备，在内存上划出临时根ramdisk，并转换为基于fs的文件系统来防止双缓冲，通过该系统加载硬件所需要的驱动。

5. rootfs
   有了临时根，有了驱动，就可以以只读方式挂载硬件上的真正的根文件系统，使用只读方式是为了防止因内核BUG等原因造成破坏。 有了根文件系统，将会启动用户空间的第一个应用程序init程序，其中CentOS7使用Systemd作为第一个程序

6. init
   init程序将读取/etc/inittab文件中的配置，根据运行级别，运行对应的脚本程序来开启或关闭对应的服务程序。其中系统初始化脚本为/etc/rc.d/rc.sysinit，该文件配置了
   (1) 设置主机名；hostname
   (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； (之前是只读挂载)
   (6) 设置系统时钟； （读取硬件时钟实现）
   (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；（fstab已包含）
   (10) 加载额外设备的驱动程序；
   (11) 清理操作；

• 运行级别：
  分为7个级别，分别为0-6
  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（网络文件系统）；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
  开机默认级别为：3或 5

grub启动引导程序配置及命令行接口详解

• grub的命令行接口

  • help: 获取帮助列表

  • help KEYWORD: 详细帮助信息

  • find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：查找文件

  • root (hd#,#) 设定根设备

  • kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 内核文件路径

    • 内核通常为vmlinuz，z表示是压缩格式存放
    • 设定本次启动时用到的内核文件；额外还可以添加许多内核支持使用的cmdline参数；
    • 例如：init=/path/to/init, selinux=0

  • initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE:

    • 设定为选定的内核提供额外文件的ramdisk；
    • 需要与内核版本号完完全全匹配

  • boot: 引导启动选定的内核；

  • 手动在grub命令行接口启动系统：

          grub> root (hd#,#)
          grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE
          grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
          grub> boot

grub配置文件

• 配置文件：/boot/grub/grub.conf
  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；（超时时间，超时则选择默认菜单项）
  • splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_PIC_FILE：指明菜单背景图片文件路径；xpm格式，只能使用14位色，默认的图片需要800*600分辨率才能显示，可以替换为更小的，使用gimp可以编辑图片
  • hiddenmenu：隐藏菜单；
  • password [--md5] STRING: 菜单编辑认证；设定认证方式，匹配才可以编辑
  • 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: 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-md5-crypt命令：生成要保护的密码串，将密码串贴到--md5 密码串，这要配置文件里的密码就不会明文暴露

• 进入单用户模式：
  • (1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title，而后使用e命令);
  • (2) 在选定的kernel后附加
  • 1, s, S或single都可以；
  • (3) 在kernel所在行，键入“b”命令；

实现kickstart文件制作与光盘镜像制作

kickstart文件的格式

• 命令段：
  • 指定各种安装前配置选项，如键盘类型等；
    • 必备命令
    • 可选命令
  • 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 程序包段开始
      • @group_name 安装的包组
      • package 安装的包
      • -package 不安装的，也可能因为依赖而被安装
      • %end 程序包段结束
• 脚本段：
  • %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；

命令段中的必备命令：

authconfig：认证方式配置，本地认证配置，基于shadow

authconfig  --enableshadow  --passalgo=sha512

bootloader：定义bootloader的安装位置及相关配置，--append=补充参数

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；以及分区使用方式，默认被注释，默认单位mb，pv为固定前缀

part  /boot  --fstype=ext4  --size=500
part  pv.008002  --size=51200

rootpw：管理员密码

rootpw   --iscrypted  $6$4Yh15kMGDWOPtbbW$SGax4DsZwDAz4201.O97WvaqVJfHcISsSQEokZH054juNnoBmO/rmmA7H8ZsD08.fM.Z3Br/67Uffod1ZbE0s.

timezone：时区

timezone  Asia/Shanghai

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

生成加密密码的方式：生成4个字节8位16进制数为随机数

~]# openssl  passwd  -1  -salt `openssl rand -hex 4`

命令段中的可选命令：

install OR upgrade：安装或升级；

text：

    安装界面类型，text为tui，默认为GUI，单独成行，不需要参数  

network：配置网络接口，自动dhcp

network  --onboot yes  --device eth0  --bootproto dhcp  --noipv6

firewall：防火墙

firewall  --disabled

selinux：SELinux安全加强的策略库

selinux --disabled

repo：指明安装时使用的repository；

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

url： 指明安装时使用的repository，但为url格式；

url --url=http://172.16.0.1/cobbler/ks_mirror/CentOS-6.7-x86_64/

halt、poweroff或reboot：安装完成之后的行为；

    参考官方文档：《Installation Guide》

定制kickstart文件：

# yum install  system-config-kickstart
# system-config-kickstart

通过该程序界面可以配置上面所有选项

创建光盘镜像：

~]# 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   myboot/