一、内核
linux系统的组成：内核（kernel）+根文件系统（rootfs)
1、内核的功能
进程管理：task_struct，scheduler（调度）
内存管理：
I/O管理：中断及中断处理
文件系统：
驱动程序
安全相关功能：SElinux，各种加密库
2、内核设计流派
单内核：单一体系
将所有功能都作成一个整体，都作在内核中
linux：
模块化设计：核心 + 外围功能性模块组成
内核支持动态装卸载模块 .ko文件：kernel object
微内核：内核子系统
windows，solaris
每种各功能使用一个单独的子系统实现
二、POST
Power On Self Test 上电自检
接通电源，系统将执行一个自我检查的例行程序（cpu执行ROM中的指令),这是BIOS功能的一部分，通常称为POST
主板在接通电源后，系统首先由POST程序来对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统串并行接口、键盘、CD-ROm光驱等硬件进行检测
当自检完成后，系统转入BIOS的下一步骤：从A驱、C驱或CD－ROM以及网络服务器上寻找操作系统进行启动，然后将控制权交给操作系统。
三、Boot Sequence
按照bios中的启动次序查找各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动要用的设备
BIOS "Basic Input Output System"，直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。
其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。
四、bootloader
1、MBR
Master Boot Record：主引导记录
是存在于硬盘的0柱面，0磁头，1扇区里，占512字节的空间(扇区编号从0开始而不是1)
它由三个部分组成：
Bootloader ( 446 bytes )：引导加载器，程序 446B
Disk Partition Table ( 64 bytes )：硬盘分区表 64B
SA：MBR有效标志位（标识此MBR是否有效，55AA表示有效） 2B
2、bootloader
引导加载器，引导程序，安装操作系统时安装在硬盘的MBR中
bootloader的实现：
Windows ：
NTloader
Linux：
LILO：LInux LOader 不能引导位于1024 Cylinder以后的分区中的OS
GRUB：GRand Uniform Bootloader
配置文件：/etc/grub.conf
GRUB 0.x：Grub Legace
GRUB 1.x：Grub2
3、GRUB功能
提供一个菜单，允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本，把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权转交给内核
1）选择要启动的内核或系统
可以隐藏选择界面
2）交互式接口
grub接口：
title：操作系统或内核的版本
root： 设定内核文件所在的分区，为grub的根 #grub查找stage2及kernel文件所在设备分区
kernel：定义内核文件，后面可附加传递给内核的启动参数root=“真正的根所在的分区” queit 静默模式 #不输出内核初始化的信息
initrd：指定为内核提供额外驱动等功能的ram disk或ram fs文件
e：进入编辑模式，修改/etc/grub.conf文件
init的级别1的表示方式：1，s,S,single
单用户模式几乎不会启动任何服务，且不需要用户登录（默认不需要密码使用root登录），但是会执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件，如果连/etc/rc.d/rc.sysinit文件也不加载，则需传递emergency（紧急模式）
运行级别的切换：init [0-6]
查看运行级别：
runlevel
who -r
3）基于密码保护
启用内核映像
编辑/etc/grub.conf文件，将passwd --md5 密码经过md5加密后的字符串，添加至title行之后
传递参数（进入编辑模式）
编辑/etc/grub.conf文件，将passwd --md5 密码经过md5加密后的字符串，添加至title行之前
[[email protected] ~]# grub-md5-crypt #使用这个命令生成密码串 Password: Retype password: $1$va4p5/$6v3ki5EMhiIW4ViPGVk1j/
4、grub.conf配置文件语法
[[email protected] ~]# 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/sda2 # initrd /initrd-[generic-]version.img #boot=/dev/sda default=0 #指定默认启动的内核或0S timeout=5 #等待用户选择要启动的内核或OS的时长 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz #指定背景图片 hiddenmenu #隐藏菜单 title CentOS (2.6.32-431.el6.x86_64) #标题 root (hd0,0) #（Device,Part) kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64 ro root=UUID=e0c0bc25-62e5-4896-8749-fce761bc3af7 rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet initrd /initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.img
Device表示方式：在grub中，统统以hd开头，并紧跟一个数字做各磁盘设备的标记，从0开始编号
Part表示方式：代表分区，0从0开始编号
kernel：
指定内核文件及传递给内核的参数
参数：ro root=/path/to/DEVICE #把这个设备当前/，以只读方式挂载
initrd：
文件，通常为cpio归档，并使用gzip压缩，通常以.img作为文件名后缀
5、grub的安装
1）grub配置文件损坏，重启将直接进入grub命令行（找不到内核文件）
救援模式下：启动光盘上的微型Linux #版本要相同
微型linux会查找磁盘上的/文件系统，找到后会自动挂载到/mnt/sysimage、
第一种方式：
#chroot /mnt/sysimage/ #先切换到真正的根目录下
#grub
grub> root（hd#,#） #指定根
grub> setup hd# #将grub安装在指定分区上
grub> quit #退出，系统将会重启，grub就修复完成了
第二种方式：
# chroot /mnt/sysimage
# grub-install --root-directory=/ /dev/sda #--root-diectory要指到root目录的父目录
再新建一个grub.conf文件
五、kernel装载
1、bootloader装载boot所在分区中的内核到内存中
bootloader只有基本磁盘分区文件系统驱动，只能识别基本分区，所以kernel文件必须放在基本磁盘分区中（因Boot loader大小有限，不能驱动高级文件系统） #内核和/不在同一个分区
2、initrd (centos5) /initramfs (centos6 )：将内存模拟成根文件系统，读取并装载真正根文件系统所需要的驱动
3、真正根文件系统成功识别后，替换掉临时根文件系统
六、init
真正根文件系统挂载成功后，init将开始运行初始化用户空间的程序与服务
执行/etc/rc.d/rc.sysinit初始化脚本
SysV风格：Centos5 的init脚本
串行化初始化：需按照依赖关系顺序初始化进程，A–B–C，前一个进程初始化完成后，才能初始化后一个
Upstart ：由ubuntu研发，加速初始化速度
dbus：可以在前一个进程启动一部分时就开始下一个进程启动
速度比SysV快
SystemD ：Centos7 的init脚本，参考so x的并行初始化初始化过程，速度更快，兼容SysV
2、系统运行级别
linux系统包含 0-6 共7个运行级别
0：关机
1：单用户模式，直接以root用户登陆，不需要密码 #常用于破解root密码
2：多用户模式，不支持NFS文件系统
3：完全多用户模式，文本模式 #不启动图形界面
4：预留级别
5：完全多用户模式，图形shell
6：重启
3、SysV风格的/sbin/init的配置文件
/etc/inittab 每一行指定一种操作
id:3:initdefault:
id：操作的ID
runlevels：设置在哪些运行级别下执行此操作，不写为所有级别
action：[ACTION_CMD] 动作，指定如何进行操作
initdefault：设置默认运行级别，无需定义操作
sysinit：指定系统初始化脚本例如：si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
wait：等到系统切换到此级别时运行一次
ctrlaltdel：指定组合键所执行的命令
respawn：当制定操作进程被关闭后立即再从启一次
process：操作，具体运行的程序
4、init命令的主要任务
[[email protected] ~]# ls /etc/init/ control-alt-delete.conf rc.conf start-ttys.conf init-system-dbus.conf rcS.conf tty.conf kexec-disable.conf rcS-emergency.conf vmware-tools.conf plymouth-shutdown.conf rcS-sulogin.conf vmware-tools-thinprint.conf prefdm.conf serial.conf quit-plymouth.conf splash-manager.conf
设定默认运行级别
/etc/inittab
指定系统运行的初始化脚本
/etc/rc.d/rc.sysinit
启动指定级别下要启动的服务，开关闭需要停止的服务
/etc/rc.d/rcN.d (0-6)
S## #启动
K## #停止
定义组合键CtrlAltDel的动作
初始化字符终端：
终端：对应的是设备
/dev/tty#,/dev/ttyS#，/dev/console,/dev/pts/#
调用：login-->/etc/issue
启动图形终端：
X-Window，桌面管理器
5、系统初始化脚本
/etc/rc.d/rc.sysinit
设置主机名
打印文本欢迎信息
激活SELinux和udev
激活swap
挂载/etc/fstab定义的本地文件系统
检测根文件系统并对其以读写方式重新挂载
设置系统时钟
装载键盘映射
根据/etc/sysctl.conf设置内核参数
激活RAID和LVM设备
清理操作
CentOS操作系统的详细启动流程，了解这些启动流程之后，我们可以实验做一个小型的Linux。