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Linux技术研究－基础篇（启动和自动挂载）

2011-05-21 11:30 344 查看

系统启动流程

如果有一天你的服务器启动不了,面对屏幕上的各种各样的提示素手无策.

你不知道服务器出了什么问题,无法判断启动到了哪个环节.

若想排查出问题原因就必须掌握linux的系统启动流程,根据提示信息判断系统在哪个启动环节遇到故障

这样就能很快的把问题排解.

整个启动过程都属于纯粹的理论知识.今天我们就来学习一下linux系统的启动过程是什么样

一.BIOS 加电自检

当你按电源开关开机时,电脑会首先去启动BIOS(基本输入输出系统),BIOS一般是集成在主板上的.

BIOS 的工作

1.检测连接硬件,比如显卡,内存,磁盘等等,检测的目的是以后把这些设备信息提供给操作系统

2.寻找启动磁盘,每一种BIOS都会有开机启动菜单,可以在菜单里设置以哪个设备启动系统

比如:光驱,硬盘,网络等等,这个菜单可以设置多个选项,依照设置次序在设备上寻找启动信息

3.找到了启动硬盘,接着BIOS就会在磁盘上找启动扇区,找到内核启动系统.

1)先试着寻找第一个扇区,也就是主引导记录MBR(Master Boot Record)

2)如果第一个扇区上没有没有存在操作系统,再去寻找标记为BOOT的分区.

不论是MBR还是BOOT分区,存储操作系统的空间都只有446字节;

如果没有在上面提到的位置找到操作系统的内核,那么BIOS就无法继续启动工作.

而我们的内核往往会大于446个字节,存放在磁盘的其他位置上,既然446装不下内核,又为了能顺利的找到放在其他位置上的内核,人们想出了一个办法就在446字节里写了一个小程序,当BIOS试着启动操作系统时就会执行这个小程序,然后再由小程序来载入其他位置的内核.这个小程序就是启动载入器(boot loader)

二.BOOT Loader

linux的boot loader(上文提到的小程序) 常见的有两种:lilo grub

因为lilo存在着一个1024柱面的限制,并且更改了磁盘上的启动信息文件后需要重新启动系统才能同步446字节的内容,因为lilo的缺陷,已经被grub所取代.现在的绝大多数类linux系统都采用grub做boot loader;

grub则没有了lilo各种限制,而且方便到能修改系统文件的启动内容就可以立刻与446内容同步.

那么我们就看看grub的内容它存在于 /boot/grub中

GRUB有几个重要的文件，STAGE1、STAGE1.5、STAGE2

STAGE1：它只有512字节，通常放在MBR中，它的作用很简单，就是在系统启动时用于装载STAGE2并将控制权交给它。

STAGE2：GRUB的核心，所有的功能都是由它实现。

STAGE1.5：介于STAGE1和STAGE2之间，是它们的桥梁，因为STAGE2较大，通常都是放在一个文件系统当中的，但是STAGE1并不能识别文件系统格式，所以才需要STAGE1.5来引导位于某个文件系统当中的STAGE2。根据文件系统格式的不同，STAGE1.5也需要相应的文件，如：e2fs_stage1_5，fat_stage1_5，分别用于识别ext和fat的文件系统格式。它存放于1-63的柱面之间.

引导顺序如下：STAGE1->;STAGE1.5->;STAGE2，

主要的配置文件时 grub.conf

里面选项含义:

title:一个操作系统引动的标头,可以使多个

root :指明所需文件存在于哪个磁盘哪个分区上 (hd0,0)表示第一个硬盘,第一个分区,可参考/boot/grub/device.map

kernel:内核文件的名字,并且会有一些加载内核时的参数 or代表以只读方式加载

initrd:包含一些附加的驱动程序

三.内核启动

内核启动后会向bios查询电脑的所有硬件信息,然后自己接手下来管理这些设备,以便提供给linux使用

内核会试着驱动这些设备,这些设备的驱动一部分包含在内核中,叫做静态驱动,一部分以模块的方式(动态)存放文件系统中,由于此时还未挂载任何文件系统,因此还不能使用文件系统中的模块,这里只能驱动在内核中存在的硬件驱动程序的对应设备.想驱动内核中未包含的硬件驱动就需要加载文件系统.

内核会尝试挂载根文件系统,根文件系统至少包含 /etc /bin /sbin /lib /dev 这5大目录

他们5个缺一不可.都会导致系统无法启动

根文件系统挂载是以只读方式挂载的,因为这时linux还在启动阶段,并不稳定,避免破坏系统资料

四.启动INIT服务

顺利的挂载了根文件系统后,就会启动init服务

内核会按 /sbin/init /etc/init /bin/init 顺序寻找init程序,

如果找不到则内核报错这里存在一个参数 init=/bin/sh 如果启动时指定了则最后执行/bin/sh

而不会产生内核报错.也被称为快速启动,因为它忽略了很多启动初始化工作.

启动init的目的就是为了初始化系统环境,启动了init就证明了内核已经顺利启动,接下来就由init服务来建立linux使用环境

init做了什么?它会读取 /etc/inittab 文件,根据这个文件的信息来进行初始化工作.

会执行三个脚本 /etc/rc.d/rc.sysinit /etc/rc.d/rc /etc/rc.d/rc.local

rc.sysinit 主要的功能用来建立系统的基本环境

启动udev selinux子系统

udev负责产生 /dev中的文件,selinux负责增强系统的安全性

设定核心参数 sysctl -p 加载 /etc/sysctl.conf

设定系统时间将硬件时间设定为系统时间

加载键盘和交换分区 swapon -a -e

设置主机名,挂载文件系统,并将根重新挂载为可读写的.

加载动态驱动模块

USB设备与RAID & LVM

卸载 /initrd/ 目录

rc 脚本设置启动级别 linux中有许多不同的启动级别,不同的启动级别会制定不同的服务

根据指定rc的参数会对应执行 /etc/rc.d/rc[0-6].d/ 中的连接脚本文件以S开头的则启动

rc.local 前两个脚本都是系统至关重要的脚本,如果我们想在启动过程中放置一些其他程序

应该使用rc.local脚本中因为S99local存在于rc[2-5].d中

三个RC脚本执行完毕后,就会建立虚拟主控制台执行 /bin/login 就提供了用户登陆界面了

如果是图形 L5级别的话,会启动X window登录界面

所有的启动就都已经完毕

用户环境初始化

输入用户名和密码系统验证,然后会执行

/etc/profile

/etc/profile.d/*.sh $HOME/.bash_profile

/etc/bashrc

$HOME/.bashrc

启动级别

0 关机

1 单用户

2 多用户模式但带网络但不能远程登录

3 不受限多用户模式 TUI

4 保留

5 图形模式

6 重新启动

查看启动级别

# runlevel

N 3

N是上次的级别,3是当前级别也就是说机器开机就是3级别

切换级别

init 5

挂载文件系统

/etc/fstab

第一项是要mount的存储装置的实体位置或者用卷标

第二项要挂到哪个目录位置

第三项指定要挂载的系统格式

第四项 mount时要设定的状态，只读或defauls

第五项提供DUMP功能，在系统DUMP时需要BACKUP的标志位，其内定位置是 0

第六项设定开机时文件系统是否要check

除了root的文件系统其必要的check为1 其他视需要而定默认是0

LABEL=/boot /boot ext3 defaults 1 2

磁盘分区

fdisk -l

fdisk DEVICE

m 帮助

l

挂载文件系统 mount

man mount

# df -Th 查看在线系统或用 mount

重新加载/etc/fstab 用 mount -a

fdisk -l 查看磁盘和分区

卸载文件系统 umount /目录

remount 参数试验

# mount -o ro /dev/sda6 /mnt/

# mount | grep sda6

/dev/sda6 on /mnt type ext3 (ro)

# touch /mnt/my_file

touch: 无法触碰 “/mnt/my_file”: 只读文件系统

# mount -o remount,rw /dev/sda6 /mnt/

# touch /mnt/my_file

交换分区swap的设定

fdisk 中的 t 参数

# mkswap /dev/sda5

Setting up swapspace version 1, size = 509927 kB

# free -m

total

Swap: 509

# swapon /dev/sda5

# free -m

total

Swap: 996

# swapoff /dev/sda3

# free -m

total

Swap: 486

#

随系统启动挂载

写到 /etc/fstab 中

LABEL=myext3 /mnt ext3 default 0 0

触发挂载

触发挂载是一项服务,我们首先来学习服务的基本控制

讲启动级别时,我们知道需要启动 /etc/rc.d/rc[0-6] 中的脚本这些脚本既是服务的启动脚本

根据启动级别来控制应该启动哪些服务他们都是软连接,真实文件存在于 /etc/init.d/ 中

我们可以去这个目录下去手动加参数来执行启动脚本

也可以用命令 service 服务名 start|stop|restart 等等参数来控制

触发挂载的服务名叫做 autofs 我们就可以用 service autofs restart

任何服务都有他们的主配置文件 autofs 的主配置文件在 /etc/auto.master

系统有一个自动加载光驱的配置

auto.master

/misc /etc/auto.misc

/misc是自动挂载的上层目录,/etc/auto.misc指明了对 /misc 下的目录子目录挂接的配置信息

测试把光盘放在光驱里,然后执行 cd /misc/cd 则autofs服务会自动把光驱挂载到 /misc/cd中

定制自己的配置信息

vi /etc/auto.misc

myext3 -fstype=auto :/dev/sda6

:wq

也可以自己定义父级目录

vi /etc/auto.master

/opt /etc/auto.opt

:wq

vi /etc/auto.opt

myext3 -fstype=auto :/dev/sda6

:wq

重新添加了autofs监控目录所以需要重新启动autofs服务

service autofs restart

cd /opt/myext3

再用mount验证

ext3 收缩扩大

放大

fdisk

/dev/sda5 1123 1184 497983+ 83 Linux

[root@stu254 ~]# partprobe /dev/sda

[root@stu254 ~]# mke2fs -j /dev/sda5

[root@stu254 ~]# mount /dev/sda5 /mnt

[root@stu254 ~]# cp /etc/rc.d/init.d/* /mnt

[root@stu254 ~]# sync

[root@stu254 ~]# umount /mnt

[root@stu254 ~]# e2fsck -f /dev/sda5

[root@stu254 ~]# fdisk /dev/sda

Command (m for help): d

Partition number (1-5): 5

Command (m for help): n

First cylinder (1123-2088, default 1123):

Using default value 1123

Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1123-2088, default 2088): 1245

Command (m for help): w

[root@stu254 ~]# partprobe /dev/sda

[root@stu254 ~]# resize2fs /dev/sda5 1G

resize2fs 1.39 (29-May-2006)

The containing partition (or device) is only 987966 (1k) blocks.

You requested a new size of 1048576 blocks.

[root@stu254 ~]# resize2fs /dev/sda5 987966K

resize2fs 1.39 (29-May-2006)

Resizing the filesystem on /dev/sda5 to 987966 (1k) blocks.

The filesystem on /dev/sda5 is now 987966 blocks long.

[root@stu254 ~]# mount /dev/sda5 /mnt

[root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5

文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点

/dev/sda5 ext3 935M 11M 876M 2% /mnt

[root@stu254 /]# ls /mnt/ | wc -l

68

[root@stu254 /]#

缩小

[root@stu254 /]# e2fsck -f /dev/sda5

[root@stu254 /]# resize2fs /dev/sda5 300M

resize2fs 1.39 (29-May-2006)

Resizing the filesystem on /dev/sda5 to 307200 (1k) blocks.

The filesystem on /dev/sda5 is now 307200 blocks long.

[root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt

[root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5

文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点

/dev/sda5 ext3 291M 11M 269M 4% /mnt

[root@stu254 /]#

ext2 ext3 相互转换

[root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt

[root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5

文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点

/dev/sda5 ext3 291M 11M 269M 4% /mnt

[root@stu254 /]# umount /dev/sda5

[root@stu254 /]# tune2fs -O ^has_journal /dev/sda5

tune2fs 1.39 (29-May-2006)

[root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt

[root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5

文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点

/dev/sda5 ext2 291M 2.3M 277M 1% /mnt

[root@stu254 /]# umount /mnt

[root@stu254 /]# tune2fs -j /dev/sda5

tune2fs 1.39 (29-May-2006)

Creating journal inode: done

This filesystem will be automatically checked every 34 mounts or

180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.

[root@stu254 /]# mount /dev/sda5 /mnt

[root@stu254 /]# df -Th /dev/sda5

文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点

/dev/sda5 ext3 291M 11M 269M 4% /mnt

[root@stu254 /]#

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