系統(tǒng)啟動與服務(wù)管理

• 一、系統(tǒng)啟動
• • 二、systemd服務(wù)管理

一、系統(tǒng)啟動

1.開機自檢BIOS
(Basic Input Output System基本輸入輸出系統(tǒng))
加電自檢、檢測硬件、決定啟動介質(zhì)、找到引導(dǎo)扇區(qū)。
2.MBR引導(dǎo)
讀取并且執(zhí)行第一個開機設(shè)備中的MBR(Master Boot Record主引導(dǎo)記錄)的bootloader(grub程序:Grand unified bootloader大統(tǒng)一啟動加載器)。
3.加載內(nèi)核
依據(jù)bootloader設(shè)置去加載內(nèi)核，內(nèi)核開始偵測硬件并加載驅(qū)動程序。
boot loader主要功能

提供選單：用戶可以選擇不同的開機項目載入核心文件：直接指向可開機的程序區(qū)域來開始操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)交其他loader：將開機管理功能轉(zhuǎn)交給其他Loader負責(zé)

內(nèi)核在Linux中的存放位置為/boot分區(qū)下，主要有2個文件要被加載。

vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64 內(nèi)核文件initramfs-3.10.0-514.el7.x86_64.img 虛擬文件系統(tǒng)

使用lsinitrd命令查看虛擬文件系統(tǒng)。

[root@localhost ~]# lsinitrd Image: /boot/initramfs-3.10.0-1160.6.1.el7.x86_64.img: 21M ======================================================================== Early CPIO image ======================================================================== drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 19 13:50 . -rw-r--r-- 1 root root 2 Nov 19 13:50 early_cpio drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 19 13:50 kernel drwxr-xr-x 3 root root 0 Nov 19 13:50 kernel/x86 drwxr-xr-x 2 root root 0 Nov 19 13:50 kernel/x86/microcode -rw-r--r-- 1 root root 25600 Nov 19 13:50 kernel/x86/microcode/GenuineIntel.bin ======================================================================== Version: dracut-033-564.el7 ...

GRUB2相較于GRUB一代的提升：更健壯、可移植、更強大。支持BIOS、EFI和OpenFirmware，支持GPT和MBR分區(qū)表。支持非Linux系統(tǒng)，如蘋果HFS文件系統(tǒng)和Windows的NTFS文件系統(tǒng)。
4.如果是sysvinit啟動程序(linux6版本)

4.內(nèi)核啟動init進程5.系統(tǒng)初始化6.init找到/etc/inittab文件，決定系統(tǒng)的運行級別(X)7.觸發(fā)相應(yīng)的運行級別的事件，運行/etc/rcX.d下的腳本8.執(zhí)行/etc/rc.local文件來到登錄界面9.輸入用戶名密碼進入到系統(tǒng)中

5.如果是systemd啟動程序(Linux7版本)

4.在硬件驅(qū)動加載成功后，內(nèi)核會主動呼叫systemd程序，并以default.target流程開機5.systemd執(zhí)行sysinit.target初始化系統(tǒng)及basic.target準(zhǔn)備操作系統(tǒng)6.systemd啟動multi-user.target下的本機與服務(wù)器服務(wù)7.systemd執(zhí)行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local文件8.systemd執(zhí)行multi-user.target下的getty.target及登錄服務(wù)9.systemd執(zhí)行g(shù)raphical需要的服務(wù)

6.Init和Systemd的區(qū)別
systemd是linux系統(tǒng)中最新的初始化系統(tǒng)(init)，它主要的設(shè)計目標(biāo)是克服sysvinit固有的缺點，提高系統(tǒng)的啟動速度。
Init

(1)啟動時間長 init是串行啟動，只有前一個進程啟動完才會啟動下一個進程;(2)啟動腳本復(fù)雜 init進程只是執(zhí)行啟動腳本，不管其他事情，腳本需要自己處理各種情況，這往往使得腳本變得很長;(3)由Linux內(nèi)核加載運行 位于/sbin/init，是系統(tǒng)中第一個進程，PID永遠為1;

對于支持service的程序，安裝時會自動在/etc/init.d目錄添加一個配置文件。當(dāng)使用service控制程序時，比如執(zhí)行開啟httpd服務(wù)：service httpd start。那么service就會開啟/etc/init.d/httpd配置文件里面指向的/usr/sbin/httpd可執(zhí)行文件。
systemd

(1)按需啟動服務(wù)，減少系統(tǒng)資源消耗;(2)盡可能并行啟動進程，減少系統(tǒng)啟動等待時間;(3)由Linx內(nèi)核加載運行 位于/usr/lib/systemd/systemd，是系統(tǒng)中第一個進程，PID永遠為1。

對于支持systemd的程序，安裝時會自動在/usr/lib/systemd/system目錄添加一個配置文件。當(dāng)使用systemctl控制該程序時，比如執(zhí)行開啟httpd服務(wù)：systemctl start httpd。那么systemctl就會開啟httpd.service配置里面指向的/usr/sbin/httpd可執(zhí)行文件。
如果想讓該程序開機啟動，可以執(zhí)行命令systemctl enable httpd，這個命令相當(dāng)于在/etc/systemd/system目錄添加一個軟鏈接，指向/usr/lib/systemd/system目錄下的httpd.service文件。這是因為開機時，systemd只執(zhí)行/etc/systemd/system目錄里面的配置文件。
7.配置文件的區(qū)別
init進程的配置文件

文件位置意義

/etc/init.d/	服務(wù)啟動腳本配置文件存放目錄
/etc/inittab	默認運行級別配置文件
/etc/init/rcS.conf	系統(tǒng)初始化配置文件
/etc/init/rc.conf	各運行級別初始化的配置文件
/etc/init/rcS-sulogin.conf	單用戶模式啟動/sbin/sushell環(huán)境的配置文件
/etc/init/control-altdelete.conf	終端下的ctrl+alt+del熱鍵操作的配置文件
/etc/sysconfig/init	tty終端的配置文件
/etc/init/start-ttys.conf	配置tty終端的開啟數(shù)量、設(shè)備文件
/etc/init/tty.conf或/etc/init/serial.conf	控制tty終端的開啟

systemd進程的配置文件

文件位置意義

/etc/systemd/system/default.target	取代/etc/inittab文件配置，通常符號鏈接到/lib/systemd/system/graphical.target
/run/systemd/system/	系統(tǒng)執(zhí)行過程中所產(chǎn)生的服務(wù)腳本所在目錄
/etc/systemd/system/	里面存放著不同級別的開機自啟服務(wù)
/usr/lib/systemd/system/和/lib/systemd/system/	兩個文件完全一樣，因為/lib是/usr/lib的軟鏈接。每個服務(wù)最主要的啟動腳本設(shè)置，類似于之前的/etc/init.d/

8.運行級別和說明

級別意義命令

0	關(guān)機狀態(tài)，使用該級別將會關(guān)機	rehl6/7命令：init 0----rhel命令：poweroff
1	系統(tǒng)救援模式，多用于系統(tǒng)維護	rehl6/7命令：init 1----rhel命令：systemctl isolate rescue.target
2	字符界面的多用戶模式(不可訪問網(wǎng)絡(luò))	rehl6/7命令：init 2----rhel命令：systemctl isolate mutil-user.target
3	字符界面的完整多用戶模式，大多數(shù)服務(wù)器主機運行此級別	rehl6/7命令：init 3----rhel命令：systemctl isolate mutil-user.target
4	未分配使用	rehl6/7命令：init 4----rhel命令：systemctl isolate mutil-user.target
5	圖形界面的多用戶模式，提供了圖形桌面操作環(huán)境	rehl6/7命令：init 5----rhel命令：systemctl isolate graphical.target
6	重新啟動主機	rehl6/7命令：init 6----rhel命令：reboot

9.查看運行級別
(1)runlevel
顯示切換前的運行級別和當(dāng)前運行級別(6/7)。

[root@localhost ~]# runlevel N 3

(2)systemctl get-default
顯示當(dāng)前運行級別(7)

[root@localhost ~]# systemctl get-default multi-user.target

10.永久設(shè)置開機模式

systemctl set-default multi-user.target #開機默認為文本模式systemctl set-default graphical.target #開機默認為圖形模式修改/etc/inittab默認運行級別配置文件

二、systemd服務(wù)管理

1.單元(unit)的概念
系統(tǒng)初始化需要做的事情非常多。需要啟動后臺服務(wù)，比如啟動SSHD服務(wù)；需要做配置工作，比如掛載文件系統(tǒng)。這個過程中的每一步都被systemd抽象為一個配置單元。可以認為一個服務(wù)是一個配置單元；一個掛載點是一個配置單元；一個交換分區(qū)的配置是一個配置單元等。

單元意義

Service unit	系統(tǒng)服務(wù)，最常見的類型
Target unit	多個Unit構(gòu)成的一個組，執(zhí)行環(huán)境類型
Device Unit	硬件設(shè)備
Mount Unit	文件系統(tǒng)的掛載點
Automount Unit	自動掛載點
Path Unit	偵測特定文件或目錄類型的
Scope Unit	不是由Systemd啟動的外部進程
Slice Unit	進程組
Snapshot Unit	Systemd快照，可以切回某個快照
Socket Unit	進程間通信的socket服務(wù)
Swap Unit	swap文件
Timer Unit	循環(huán)執(zhí)行的服務(wù)

2.Target和運行級別
systemd用target替代了運行級別的概念，提供了更大的靈活性。比如你可以繼承一個已有的目標(biāo)，并添加其它服務(wù)來創(chuàng)建自己的目標(biāo)。
下表列舉了systemd下的目標(biāo)和常見runlevel的對應(yīng)關(guān)系。

sysvinit運行級別systemd目標(biāo)備注

0	runlevel0.target，poweroff.target	關(guān)閉系統(tǒng)
1，s，single	runlevel1.target，rescue.target	單用戶模式
2，4	runlevel2.target，runlevel4.target，multi-user.target	用戶定義/域特定運行級別。默認等同于3。
3	runlevel3.target，multi-user.target	多用戶，非圖形化。用戶可以通過多個控制臺或網(wǎng)絡(luò)登錄。
5	runlevel5.target，graphical.target	多用戶，圖形化。通常為所有運行級別3的服務(wù)外加圖形化登錄。
6	runlevel6.target，reboot.target	重啟
emergency	emergency.target	緊急shell

3.systemctl管理服務(wù)
RHEL7監(jiān)視和控制systemd的主要命令是systemctl，該命令可以用于查看系統(tǒng)狀態(tài)和管理系統(tǒng)及服務(wù)。

命令意義

systemctl start <單元>	立即啟動單元
systemctl stop <單元>	立即停止單元
systemctl restart <單元>	重啟單元
systemctl reload <單元>	重新讀取單元配置
systemctl status <單元>	輸出單元運行狀態(tài)
systemctl is-enabled <單元>	檢查單元是否配置為自動啟動
systemctl enable <單元>	開機自動啟動單元
systemctl disable <單元>	取消開機自動激活單元
systemctl is-active <單元>	查看單元是不是正在運行
systemctl is-failed <單元>	查看單元是否處于啟動失敗狀態(tài)
systemctl kill <單元>	殺死單元的所有子進程
systemctl daemon-reload	重新載入systemd，掃描新的或有變動的單元

RHEL7的服務(wù)systemctl腳本存放在：/usr/lib/systemd/目錄，有系統(tǒng)(system)和用戶(user)之分，像需要開機不登陸就能運行的程序存在系統(tǒng)服務(wù)里，即/usr/lib/systemd/system目錄下。
4.服務(wù)組成介紹
每一個服務(wù)以.service結(jié)尾，一般會分為3部分：[Unit]、[Service]和[Install]，每個部分內(nèi)部是一些等號連接的鍵值對，注意鍵值對的等號兩側(cè)不能有空格。

[root@localhost ~]# cat /usr/lib/systemd/system/sshd.service [Unit] Description=OpenSSH server daemon Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5) After=network.target sshd-keygen.service Wants=sshd-keygen.service[Service] Type=notify EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID KillMode=process Restart=on-failure RestartSec=42s[Install] WantedBy=multi-user.target

[Unit]
通常是配置文件的第一個區(qū)塊，用來定義Unit的元數(shù)據(jù)以及配置與其他Unit的關(guān)系。
主要字段如下:

Description：簡短描述Documentation：文檔地址Requires：當(dāng)前Unit依賴的其他Unit，如果它們沒有運行，當(dāng)前Unit會啟動失敗Wants：與當(dāng)前Unit配合的其他Unit，如果它們沒有運行，當(dāng)前Unit不會啟動失敗BindsTo：與Requires類似，它指定的Unit如果退出，會導(dǎo)致當(dāng)前Unit停止運行Before：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當(dāng)前Unit之后啟動After：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當(dāng)前Unit之前啟動Conflicts：這里指定的Unit不能與當(dāng)前Unit同時運行Condition...：當(dāng)前Unit運行必須滿足的條件，否則不會運行Assert...：當(dāng)前Unit運行必須滿足的條件，否則會報啟動失敗

[Service]
是服務(wù)的關(guān)鍵，是服務(wù)的一些具體運行參數(shù)的設(shè)置，只有Service類型的Unit才有這個區(qū)塊。
它的主要字段如下:
Type：定義啟動時的進程行為。
它有以下幾種值:

Type=simple：默認值，執(zhí)行ExecStart指定的命令，啟動主進程Type=forking：以fork方式從父進程創(chuàng)建子進程，創(chuàng)建后父進程會立即退出Type=oneshot：一次性進程，Systemd會等當(dāng)前服務(wù)退出再繼續(xù)往下執(zhí)行Type=dbus：當(dāng)前服務(wù)通過D-Bus啟動Type=notify：當(dāng)前服務(wù)啟動完畢會通知Systemd，再繼續(xù)往下執(zhí)行Type=idle：若有其他任務(wù)執(zhí)行完畢，當(dāng)前服務(wù)才會運行ExecStart：啟動當(dāng)前服務(wù)的命令ExecStartPre：啟動當(dāng)前服務(wù)之前執(zhí)行的命令ExecStartPost：啟動當(dāng)前服務(wù)之后執(zhí)行的命令ExecReload：重啟當(dāng)前服務(wù)時執(zhí)行的命令KillModecontrol-group(默認值)：當(dāng)前控制組里面的所有子進程都會被殺掉process：只殺主進程mixed：主進程將收到SIGTERM信號，子進程收到SIGKILL信號none：沒有進程會被殺掉，只是執(zhí)行服務(wù)的stop命令ExecStop：停止當(dāng)前服務(wù)時執(zhí)行的命令ExecStopPost：停止當(dāng)前服務(wù)之后執(zhí)行的命令RestartSec：自動重啟當(dāng)前服務(wù)間隔的秒數(shù)Restart：定義何種情況Systemd會自動重啟當(dāng)前服務(wù)，可能的值包括always(總是重啟)、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdogTimeoutSec：定義Systemd停止當(dāng)前服務(wù)之前等待的秒數(shù)Environment：指定環(huán)境變量

[Install]
通常是配置文件的最后一個區(qū)塊，用來定義如何啟動以及是否開機啟動。
它的主要字段如下:

WantedBy：它的值是一個或多個Target，當(dāng)前Unit激活時(enable)，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target名+.wants后綴構(gòu)成的子目錄中RequiredBy：它的值是一個或多個Target，當(dāng)前Unit激活時，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target名+.required后綴構(gòu)成的子目錄中Alias：當(dāng)前Unit可用于啟動的別名Also：當(dāng)前Unit激活(enable)時，會被同時激活的其他Unit

注意：如果服務(wù)沒有Install段落，一般意味著應(yīng)該通過其它服務(wù)自動調(diào)用它們。
5.target簡介
簡單來說，Target就是一個Unit組，包含許多相關(guān)的Unit。啟動某個Target時，Systemd就會啟動里面所有的Unit。從這個意義上說，Target這個概念類似于"狀態(tài)點"，啟動某個Target就好比啟動到某種狀態(tài)。
傳統(tǒng)的init啟動模式里面有RunLevel的概念，跟Target的作用很類似。
不同的是，RunLevel是互斥的，不可能多個RunLevel同時啟動，但是多個Target可以同時啟動。
(1)查看當(dāng)前系統(tǒng)的所有Target

$ systemctl list-unit-files --type=target

(2)查看一個Target包含的所有Unit

$ systemctl list-dependencies multi-user.target

(3)查看啟動時的默認Target

$ systemctl get-default

(4)設(shè)置啟動時的默認Target

$ sudo systemctl set-default multi-user.target

(5)切換Target時，默認不關(guān)閉前一個Target啟動的進程

$ systemctl isolate 命令改變這種行為

(6)關(guān)閉前一個Target里面所有不屬于后一個Target的進程

$ sudo systemctl isolate multi-user.target

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统启动流程及服务管理控制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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