小白Linux学习笔记-Linux开机启动流程

Linux 开机启动流程

文章目录

  • Linux 开机启动流程
    • 启动流程概览
    • 详细讲解
      • 开机软件 —— BIOS、Grub
        • 名词解释
        • 流程解释
        • BIOS
      • 开机文档 —— menu.lst、grub.conf
        • Grub 配置文档
        • 流程解释
      • init 程序
        • 流程解释
        • init 执行的相关文件
      • run-level(启动等级)
    • 相关的命令
    • 实验
      • rhel6 单用户模式修改密码
      • rhel7 单用户模式修改密码
      • rhel7 GRUB2菜单加密
    • Linux 开机启动流程课后作业

启动流程概览

  1. 加载 BIOS 的硬件信息并自我测试 , 依据设定取得第一个可开机的装置 ;
  2. 读取并执行第一个开机装置内 MBR 的 boot Loader ( grub, spfdisk 等程序 );
  3. 依据 boot loader 的设定加载 Kernel
  4. Kernel 会开始侦测硬件并加载驱动程序 ;
  5. 在硬件驱动成功后 ,Kernel 会主动呼叫 init 程序
  6. init 会取得 run-level 信息 ;
  7. init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 档案来准备软件执行的作业环境 ( 如网络、时区等 );
  8. init 执行 run-level 的各个服务的启动 (script 方式 );
  9. init 执行 /etc/rc.d/rc.local 档案 ;
  10. init 执行终端仿真程序 mingetty 来启动 login 程序 ,
  11. 最后等待用户登入

详细讲解

开机软件 —— BIOS、Grub

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

名词解释
  1. BIOS 一个写入到主板上的一个软件程序,在开机的时候,计算机系统会主动执行第一个程序
  2. HD 硬盘
  3. MBR 主要启动记录区(Master Boot Record)该硬盘里的第一个扇区 512 bytes
  4. boot loader 开机管理程序,可读取核心文件并执行 446 bytes
  5. DPT 磁盘分割表(disk partition table)记录整颗硬盘分割状态 64 bytes
  6. 55AA 2 bytes
流程解释
  • 通电后,服务器主版上的一个软件 BIOS 启动,他的任务就是找到带有开机程序的设备,此处以硬盘为例, BIOS 的任务结束;
  • 该硬盘上的第一个扇区中有一个开机管理程序, rhel6 上为 grub1 , rhel7 上为 grub2 ,版本不同;
  • 接下去就是 grub 在工作了。
BIOS

开机时按下 pause break 暂停中断,可以看到 bios 的大概信息:

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AMIBIOS©2006 American Megatrends, Inc.

基本输入输出系统的版本为 AMIBIOS ,为美国趋势科技

2006 年生产

HP System BIOS – 033 (09/01/2011)

惠普系统的基本输入输出系统,支持到 2011/01/09 的硬件

Processor 1 Initiallized at 2.26 GHz with 8 MB cache

处理器 cpu 一个,频率为 2.26GHz , 8M 缓冲

16384MB Total Memory Detected

16G 内存

Asset Tag : 0111049

资产编号为 0111049

BMC Firmware Version 04.04(Jul/01/2009)

BMC SDR Version : 2.18.1.17

basebiard management controller 底板管理控制器的缩写,时一个在 IPMI 结构下提供智能管理的控制器

IPMI 时智能平台管理界面,即与 intel 结构的企业系统中所使用外围设备采用的一种工业标准。

USB Device(s) : 1 Keyboard , 1 Mouse

usb 设备有一个鼠标一个键盘,此处可以查看是否有人恶意用 usb 设备要攻击服务器

Auto-Detecting AHCI PORT 1 … IDE Hard Disk 自动检测

开机按下 F10 ,进入 BIOS 管理界面

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IPMI

HP 服务器远程管理平台

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开机文档 —— menu.lst、grub.conf

Grub 配置文档
  • menu.lst
  • grub.conf
[root@rhel6 grub]# ll /boot/grub/
total 274
-rw-r--r--. 1 root root 63 Jul 2 2015 device.map
-rw-r--r--. 1 root root 13380 Jul 2 2015 e2fs_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 12620 Jul 2 2015 fat_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 11748 Jul 2 2015 ffs_stage1_5
-rw-------. 1 root root 796 Jul 2 2015 grub.conf
-rw-r--r--. 1 root root 11756 Jul 2 2015 iso9660_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 13268 Jul 2 2015 jfs_stage1_5
lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Jul 2 2015 menu.lst -> ./grub.conf
-rw-r--r--. 1 root root 11956 Jul 2 2015 minix_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 14412 Jul 2 2015 reiserfs_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 1341 May 7 2010 splash.xpm.gz
-rw-r--r--. 1 root root 512 Jul 2 2015 stage1
-rw-r--r--. 1 root root 126100 Jul 2 2015 stage2
-rw-r--r--. 1 root root 12024 Jul 2 2015 ufs2_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 11364 Jul 2 2015 vstafs_stage1_5
-rw-r--r--. 1 root root 13964 Jul 2 2015 xfs_stage1_5
[root@rhel6 grub]# vim grub.conf
default=0		===>默认菜单
timeout=5		===>启动菜单超时5秒进入默认启动内核
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz	===>菜单的背景图片位置
hiddenmenu		===>默认不看启动菜单
title Red Hat Enterprise Linux (2.6.32-431.el6.x86_64)
开机启动的系统名称(可以更改对其他没有影响),指定启动硬盘位置在第一个硬盘的第一个分区
root (hd0,0)
指定核心文件的名称及位置 /boot/ ,指定语言等等
kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg_rhel6-LogVol01 rd_NO_LUKS
LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 KEYBOARDTYPE=pc
KEYTABLE=us rd_LVM_LV=vg_rhel6/LogVol01 rd_NO_DM rhgb quiet
指定核心加载的模块文件 /boot/
initrd /initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.img
流程解释
  • grub 软件的任务就是找到核心文件,并加载该文件
  • 内核的第一任务就是驱动硬件
  • 内核第二任务就是呼叫 init 程序,接下来就交给 init 了

init 程序

流程解释
  • init 程序挂接 /etc 和 /lib 所在的目录分区
  • 执行 /etc/inittab 文件,取得 run-level 信息,判断是否开启终端、网络等
  • 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 初始化环境 ( 如网络、时区等 )
  • 执行 run-level 的各个服务的启动 (script 方式 );
  • 执行 /etc/rc.d/rc.local 档案
  • 执行终端仿真程序 mingetty 来启动 login 程序,最后等待用户登入
init 执行的相关文件
[root@rhel6 ~]# cat /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:		===>默认启动等级(run-level)为5(中间的数字为启动等级)
[root@rhel6 etc]# ll /etc/rc.d	===>根据默认启动等级，来读取相应的rc0-6.d目录中的文件
total 60
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 init.d
-rwxr-xr-x. 1 root root 2617 Oct 10 2013 rc
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc0.d
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc1.d
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc2.d
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc3.d
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc4.d
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc5.d
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 2 2015 rc6.d
-rwxr-xr-x. 1 root root 220 Oct 10 2013 rc.local
-rwxr-xr-x. 1 root root 19432 Oct 10 2013 rc.sysinit

文件夹里都是软连接，软链接链接到/etc/rc.d/init.d目录下的文件，目录下都是服务的启动脚本，目录和etc/init.d下的内容一样，因为有个软连接在etc下面rcX.d下的文件K开头表示服务要关闭的，S开头的表示系统启动时要开启的，（例如rc0.d下，几乎都是K打头的），在5里后面的数字标示优先级，数字小优先级高，在6里这些数字无用，因为是并行的，没有依赖关系。

无论是3还是5的runlevel，最后都会读到S99local文件，链接到/etc/rc.d/rc.local文件

文件说明：这个脚本在所有脚本执行完之后执行，开机过程汇总最后读到的一个文件，这个文件是开机自定义启动脚本，把自己想要执行的命令写进来。系统启动命令也会完成。

备注:以上分析均为 rhel6 操作系统, rhel7 启动改为 systemd 模式,相关文件在 /usr/lib/systemd/system/*

run-level(启动等级)

Runlevel 0 是让init关闭所有进程并终止系统。

Runlevel 1 是用来将系统转到单用户模式，单用户模式只能有系统管理员进入，在该模式下处理那些在有登录用户的情况下不能进行更改的文件。

Runlevel 2 是允许系统进入多用户的模式，但并不支持文件共享，这种模式很少应用。

Runlevel 3 是最常用的运行模式，主要用来提供真正的多用户模式，也是多数服务器的缺省模式。

Runlevel 4 一般不被系统使用，用户可以设计自己的系统状态并将其应用到runlevel 4阶段，尽管很少使用，但使用该系统可以实现一些特定的登录请求。

Runlevel 5 是将系统初始化为专用的X Window终端。对功能强大的Linux系统来说，这并不是好的选择，但用户如果需要这样，也可以通过在runlevel启动来实现该方案。

Runlevel 6 是关闭所有运行的进程并重新启动系统。

相关的命令

rhel6

chkconfig --list ===>查看不同等级中各项服务的启动情况(开机启动项)

chkconfig 服务名 on ===>开启某个服务开机自启动，off代表关闭

chkconfig --level 35 服务名 off ===>在启动等级为3和5的时候该服务不开机启动

rhel7

开机自启的服务通过systemctl enable命令来实现

Systemctl enable httpd ===>自启动httpd服务，关闭使用disable。

systemctl get-default ===>查看当前默认启动级别(启动级别的说明查看/etc/inittab)

systemctl set-default multi-user.target ===>设置默认启动级别为3(7的的启动级别名称有所变化)

实验

rhel6 单用户模式修改密码

  • 1> 进入到数及时界面时,按上下键进入以下界面,选择 kernel 一行,按下 e 进行编辑
  • 2> 在最后追加 “空格”和1 或者 “空格” single 后,按下 esc
  • 3> 再按下 b ,启动后,进入单人模式后,输入 passwd 进行密码修改,修改完成后, reboot 即可。

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rhel7 单用户模式修改密码

  • 1> 进入如下界面后按 e 进入编辑模式
  • 2> 找到 linux16 开始的那一行,删除没用的,在最后追加 rd.break ,然后按 Ctrl+x 重启即可进入单人模式
  • 3> 进入单用户模式后,用 mount 命令查看一下,会发现根目录时只读模式,因此需要重新挂载为读写模式
mount -o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot		===>提高权限
passwd				===>修改密码的命令
touch /.autorelabel ===>autorelabel 自动重新标记, selinux
exit
exit

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###rhel6 GRUB菜单加密

grub-md5-crypt

输入密码，生成一串MD5值，这个就是grub密码，复制好这段内容，粘贴到配置文件中

vim /boot/grub/grub.conf

title那一行的上面加上“password redhat”这样做是明文密码，不安全，所以也可写为“password –-md5 xxxxxxxxx”

这一行要放在title的上面

放在title的下面是系统启动需要密码才可以启动

rhel7 GRUB2菜单加密

vim /etc/grub.d/40_custom

set superusers=“root” ===>设置超级用户的名称，注意：名称任意可以不用是系统中存在的用户

password root redhat ===>设置用户名和密码，注意：该密码为明文，如果需要密文需要生成密文密码

保存退出

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg ===>使用该命令来重新生成grub.cfg文件来使配置生效

grub2-mkpasswd-pbkdf2 ===>该命令为生成加密密码

password_pbkdf2 ===>如果使用加密的密文需要定义密码的加密方式，后面同上跟上用户名和加密后的密码

Linux 开机启动流程课后作业

  1. 名词解释

BIOS

MBR

boot loader

grub

DPT

55AA

  1. 请自己描述 linux 开机启动的流程,并画出流程图。
  2. linux 破解 root 密码

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