Linux系统启动原理及故障排除

Linux启动过程详解
影响启动的配置文件
常见的启动故障排除
救援模式的使用
Live CD的使用

Linux启动过程详解：
1：加载BIOS的硬件信息，跟据设定取得第一个可开机引导设置
2：读取硬盘中MBR的bootloader<grub.....>
    MBR详解
        名称：主引导扇区，主引导扇区
        位置：硬盘的0柱面，0磁头，1扇区
        大小：磁盘默认一个扇区大小为512字节,而MBR也是1个扇区，自然是512字节
        三部分组成：
            1:主引导程序(bootloader) 占446字节
                主引导程序，它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序
            2:Partition table区（分区表），即DPT，占64个字节
                硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。
                每个分区表项长16个字节，共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4
            3:MBR有效标识位，占2个字节，固定为55AA。如果这个标志位0xAA55，就认为这个是MBR。
    GRUB（GRand Unified Bootloader简称“GRUB”）是一个来自GNU项目的多操作系统启动程序。
3：依据 boot loader 的设定，到引导分区加载 Kernel，Kernel会开始侦测硬件并加载驱动程序
4：在硬件驱动成功后，Kernel 会主动执行 init 程序，而 init 会取得 run-level 信息；
5：init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 文件来准备软件执行的作业环境 (如网络、时区等)；
6：init 执行 run-level 下各个服务并启动 (script 方式)；
7：init 执行开机后自动运行脚本 /etc/rc.d/rc.local 文件；
8：init 执行虚拟终端机控制程序 mingetty 来启动 login 程序，最后就等待用户登入啦；

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开机自检（BIOS）————>MBR引导————>GRUB菜单————>加载内核（kernel）————>运行INIT进程
————>读取/etc/inittab配置文件
        --->执行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本
        --->执行/etc/rc.d/rc脚本
            --->/etc/rc0.d/*
            --->/etc/rc1.d/*
            --->/etc/rc2.d/*
            --->/etc/rc3.d/*
            --->/etc/rc4.d/*
            --->/etc/rc5.d/*
            --->/etc/rc6.d/*
        --->启动mingetty进程
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Linux启动相关的配置文件
在init3级别下启用图形界面：startx
从init3-->init5进入图形界面需要重启服务，用户重新登陆

RHEL6系统启动相关配置文件

BIOS

/boot/grub/grub.conf-->bootloader 加载kernel
    [[email protected] ~]# vim /boot/grub/grub.conf

/etc/inittab--> 判断启动级别
        systemctl -f enable multi-user.target    RHEL7:
    [[email protected] ~]# vim /etc/inittab   
    # 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:5:initdefault:   #这个代表我当前启动级别是5，可以改成3

/etc/rc.d/rc.sysinit-->系统初始化： 像：主机名 和/etc/fstab 都在这里指定了..
    执行rc.sysinit 完成了包括mount分区 激活swap 加载modules等重要的工作.

/etc/rc.d/rc[1-6].d -->（这里的程序/服务S开头的全部开机执行；K开头的开机不执行）
    rc[1-6].d:对应于不同的runlevel下起不同的服务. 这些目录下都
    是一些符号连接, 连接到/etc/rc.d /init.d下的一些文件.以S开头的表示要启动, 以K
    开头的不启动. 第一个字母后面的数值是一个优先级. 
       
        试着查看下network的启动级别
            [[email protected] ~]# vim /etc/init.d/network
            #! /bin/bash
            #
            # network       Bring up/down networking
            #
            # chkconfig: 2345 10 90
                看有chkconfig的那一行, 2345表示在runlevel 2 3 4 5下被启动, 10是为
                此服务的启动顺序, 90为关机时闭此服务的顺序。

[[email protected] rc3.d]# ls *network*
            S10network

[[email protected] rc3.d]# ls *network*
S10network
[[email protected] rc3.d]# chkconfig --list network
network             0:off     1:off     2:on     3:on     4:on     5:on     6:off

[[email protected] rc3.d]# chkconfig network off
[[email protected] rc3.d]# chkconfig --list network
network             0:off     1:off     2:off     3:off     4:off     5:off     6:off
[[email protected] rc3.d]# ls *network*
K90network
#说明，如果在此级别下开机启动，就不再显示其关机顺序了

如果系统启动启动级别被恶意改成0或6，进入单用户模式修改默认启动级别就行

/etc/rc.local-->设置开机自动执行某个命令
    比如：设置开机自动挂载光盘，自动开启某服务
        [[email protected] rc.d]# vim /etc/rc.local
        [[email protected] rc.d]# ll /etc/rc.local
        lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Apr 10 07:06 /etc/rc.local -> rc.d/rc.local
        #为链接文件

运行mingetty，打开tty1-6
[[email protected] ~]# ps -aux |grep mingetty
Warning: bad syntax, perhaps a bogus ‘-‘? See /usr/share/doc/procps-3.2.8/FAQ
root       2156  0.0  0.0   4064   536 tty2     Ss+  09:22   0:00 /sbin/mingetty /dev/tty2
root       2158  0.0  0.0   4064   532 tty3     Ss+  09:22   0:00 /sbin/mingetty /dev/tty3
root       2160  0.0  0.0   4064   532 tty4     Ss+  09:22   0:00 /sbin/mingetty /dev/tty4
root       2163  0.0  0.0   4064   536 tty5     Ss+  09:22   0:00 /sbin/mingetty /dev/tty5
root       2165  0.0  0.0   4064   536 tty6     Ss+  09:22   0:00 /sbin/mingetty /dev/tty6
root       4278  0.0  0.0 103256   840 pts/1    S+   15:35   0:00 grep mingetty
       
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防止密码被破解
    我们都知道进入单用户模式可以破解root密码，怎么防止被破解呢？
    那只能加密grub
    怎么加密grub?我们练习下就知道了
        首先把你想设的密码使用md5加密成密文
            [[email protected] ~]# grub-md5-crypt
            Password:
            Retype password:
            $1$wQfpC$a5wf2zGhDyLdz.wkH6KXg0  #这个就是加密后的密文
        然后我们把密码添加到grub配置文件中去
            [[email protected] ~]# vim /boot/grub/grub.conf
            #boot=/dev/sda
            default=0
            timeout=5
            splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
            hiddenmenu
         lock
            password --md5 $1$wQfpC$a5wf2zGhDyLdz.wkH6KXg0
            title Red Hat Enterprise Linux (2.6.32-431.el6.x86_64)
            root (hd0,0)
         ....
         lock
     lock锁定系统，不能启动

最后重启测试下（reboot）
   重启时在grub引导菜单按p键输入密码后才能进入grub编辑模式
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进入救援模式

当系统坏了，进不去了。  进入救援模式拷贝数据

挂载安装系统的光盘
    重启
    F2进入虚拟机bios设置，设置从光盘启动，F10保存
    进入光盘引导界面，选择Rescue Install system这项
    会加载ramfs:内存文件系统
    chroot  /mnt/sysimage   # 切换文件系统根
    挂载其他存储设备，拷贝数据
   
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常见系统故障解决方案：
    1：忘记root用户的密码
解决方法：重启系统进入单用户模式，然后重设密码
grub界面按任意键，干预启动过程。
e按键，编辑启动时内核接收的选项，增加“1”。
enter和b按键，按照修改过的选项启动操作系统。
把下图中的x去掉，然后reboot 就可以，再次使用root进入密码，就不需要输入密码
进入系统passwd就可以修改root。

2:：磁盘资源耗尽故障
        1、:无法写入新的文件，提示“… : 设备上没有空间”
        2、：部分程序无法运行，甚至系统无法启动
        故障原因
            1:磁盘空间已被大量的数据占满，空间耗尽
            2:虽然还有可用空间，但文件数i节点耗尽
        解决方案：
             1. 清理磁盘空间，删除无用、冗余的文件
             2 .转移或删除占用大量i节点的琐碎文件
             3. 进入单用户模式、救援模式进行修复或删除文件

3:双系统启动修复
        安装windows,linux双系统建议先装windows,再装linux

故障：
            当我们安装双系统环境，先安装Linux再安装Windows或
            经安装好双系统环境的Windows损坏，在重新安装Windows后，
            保存 GRUB的MBR（Master Boot Record，主引导记录）会被Windows系统的
            自举程序NTLDR所覆盖，造成Linux系统无法引导。

解决：
            1、如果要恢复双系统引导，首先用上述方法进入救援模式，执行chroot命令如下：
                sh-4.1# chroot /mnt/sysimage
            2、将根目录切换到硬盘系统的根目录中，然后执行grub-install命令重新安装GRUB：
                 sh-4.1# grub-install  /dev/sda
            3、然后依次执行exit命令，退出chroot模式及救援模式（执行两次exit命令）：
                sh-4.1# exit
                sh-4.1# reboot

系统重启后，将恢复GRUB引导的双系统启动。
           
           
    也可以借用livecd处理故障，如：再生龙
           
         mbr备份与恢复