這篇文章給大家分享的是Centos7系統(tǒng)啟動(dòng)流程，相信大部分人都還沒學(xué)會(huì)這個(gè)技能，為了讓大家學(xué)會(huì)，給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，話不多說，一起往下看吧。

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熟悉系統(tǒng)啟動(dòng)流程對(duì)于我們學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)是非常有幫助的，雖然基礎(chǔ)，但能幫助我們更加理解Linux系統(tǒng)的工作機(jī)制。以下將以CentOS發(fā)行版為例來介紹Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)流程，因?yàn)樵贑entOS 5、CentOS 6以及CentOS 7使用的初始化程序init各不相同，雖然CentOS 6和CentOS 7都有向后兼容，但在工作機(jī)制上仍有一些差異，因此以下主要介紹CentOS 5/6系統(tǒng)啟動(dòng)流程。

CentOS的啟動(dòng)流程總體順序如下(以CentOS 6為例)：

POST --> Boot Sequence --> bootloader(MBR) --> Kernel --> 加載rootfs --> switchroot --> /sbin/init --> (配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 根據(jù)init配置文件設(shè)置默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別 --> 運(yùn)行系統(tǒng)初始化腳本/etc/rc.d/rc.sysinit，完成系統(tǒng)初始化 --> 開啟或關(guān)閉用戶選定的對(duì)應(yīng)運(yùn)行級(jí)別下所對(duì)應(yīng)的服務(wù) --> 啟動(dòng)終端，打印登錄提示符。

注意：紅色部分代表內(nèi)核空間的系統(tǒng)啟動(dòng)流程，紫色部分代表用戶空間的系統(tǒng)啟動(dòng)流程。

接下來逐一詳解：

第一步：POST加電自檢

    主要實(shí)現(xiàn)的功能是檢測(cè)各個(gè)外圍硬件設(shè)備是否存在而且能夠正常運(yùn)行起來，實(shí)現(xiàn)這一自檢功能的是固化在主板上的ROM(主要代表為CMOS)芯片上的BIOS(Basic Input/Output System)程序；例如BIOS會(huì)檢測(cè)CPU、Memory以及I/O設(shè)備是否能夠正常運(yùn)行，如果是個(gè)人計(jì)算機(jī)的話可能還會(huì)檢測(cè)一下顯示器。只要一通電，CPU就會(huì)自動(dòng)去加載ROM芯片上的BIOS程序，是這樣來實(shí)現(xiàn)的。而檢測(cè)完成之后就進(jìn)行硬件設(shè)備的初始化。

第二步：Boot Sequence(選擇啟動(dòng)設(shè)備以加載MBR)

    主要實(shí)現(xiàn)的功能是選擇要啟動(dòng)的硬件設(shè)備，選擇了之后就可以讀取這個(gè)設(shè)備上位于MBR里頭的bootloader了。這一步的實(shí)現(xiàn)是這樣的：根據(jù)BIOS中對(duì)啟動(dòng)順序的設(shè)定，BIOS自己會(huì)依次掃描各個(gè)引導(dǎo)設(shè)備，然后第一個(gè)被掃描到具有引導(dǎo)程序(bootloader)的設(shè)備就被作為要啟動(dòng)的引導(dǎo)設(shè)備。

第三步：加載bootloader(MBR)

    這一步實(shí)現(xiàn)起來的步驟比較多，前面的BIOS通過讀取并執(zhí)行啟動(dòng)設(shè)備的MBR中的bootloader，而bootloader要實(shí)現(xiàn)的功能就是提供一個(gè)菜單給用戶，讓用戶去選擇要啟動(dòng)的系統(tǒng)或不同的內(nèi)核版本，然后把用戶選擇的內(nèi)核版本加載至RAM中的特定空間，接著在RAM中解壓、展開，而后把系統(tǒng)控制權(quán)移交給內(nèi)核。

    grub是bootloader中的一種，就grub來說，為了打破在MBR中只有446Bytes用于存放bootloader這一限制，所以這一步的實(shí)現(xiàn)是這樣的：grub是通過分成三個(gè)階段來實(shí)現(xiàn)加載內(nèi)核這一功能的，這三個(gè)階段分別是：stage1, stage1.5以及stage2。其中：

    stage1：存放于MBR的前446Bytes，用于加載stage1.5階段，目的是為了識(shí)別并驅(qū)動(dòng)stage2(或者/boot)所在分區(qū)的文件系統(tǒng)；

    stage1.5：存放于MBR之后的扇區(qū)，加載stage2所在分區(qū)的文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，讓stage1中的bootloader能識(shí)別stage2所在分區(qū)的文件系統(tǒng)；

    stage2：存放于磁盤分區(qū)之上，具體存放于/boot/grub目錄之下，主要用于加載內(nèi)核文件(vmlinuz-VERSION-RELEASE)以及ramdisk這個(gè)臨時(shí)根文件系統(tǒng)(initrd-VERSION-RELEASE.img或initramfs-VERSION-RELEASE.img)。

    概述：假如要啟動(dòng)的是硬盤設(shè)備，首先我們的硬件平臺(tái)主板BIOS必須能夠識(shí)別硬盤，然后BIOS才能加載硬盤中的bootloader，而bootloader自身加載后就能夠直接識(shí)別當(dāng)前主機(jī)上的硬盤設(shè)備了；不過，能夠識(shí)別硬盤設(shè)備不代表能夠識(shí)別硬盤設(shè)備中的文件系統(tǒng)，因?yàn)槲募到y(tǒng)是額外附加的一層軟件組織的文件結(jié)構(gòu)，所以要對(duì)接一種文件系統(tǒng)，就必須要有對(duì)應(yīng)的能夠識(shí)別和理解這種文件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)就稱為文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。而stage1.5就是向grub提供文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，這樣stage1就能訪問stage2及內(nèi)核所在的分區(qū)(/boot)了。

注意：kernel和initramfs的文件路徑均以grub的"根"作為起始目錄，且存放于stage2所在分區(qū)上；

    需要注意的是，stage2、內(nèi)核以及ramdisk文件通常放置于一個(gè)基本磁盤分區(qū)之上，因?yàn)間rub無法驅(qū)動(dòng)lvm、高級(jí)軟raid等復(fù)雜邏輯設(shè)備，除非提供一個(gè)復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)接口，否則如果stage2及內(nèi)核等文件都存放在lvm等復(fù)雜邏輯設(shè)備上將無法被stage1所識(shí)別，更別說加載了！

第四步：Kernel自身初始化

    Kerenl在得到系統(tǒng)控制權(quán)之后，首先要進(jìn)行自身初始化，而初始化的主要作用是：

    (1)探測(cè)可識(shí)別到的所有硬件設(shè)備；

        bootloader將系統(tǒng)控制權(quán)移交給內(nèi)核就好比如后朝推翻前朝，統(tǒng)治者(內(nèi)核)當(dāng)權(quán)之后，首先要檢查一下有哪些是前朝所留下的，例如有哪些領(lǐng)土、人力、財(cái)力、兵力可用等等。

    (2)加載硬件驅(qū)動(dòng)程序，即加載真正的根文件系統(tǒng)所在設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序（有可能會(huì)借助于ramdisk加載驅(qū)動(dòng)）；

        這就像統(tǒng)治者(內(nèi)核)在得知底下存在的人力、財(cái)力之后，開始將可以“為我所用”的人力納入麾下，聽自己使喚，而不聽使喚的殺掉；

    (3)以只讀方式掛載根文件系統(tǒng)；

        如果有借助于ramdisk這個(gè)臨時(shí)文件系統(tǒng)（虛根），則在這一步之后會(huì)執(zhí)行根切換；否則不執(zhí)行根切換。

    (4)運(yùn)行用戶空間的第一個(gè)應(yīng)用程序：/sbin/init.

        到這里內(nèi)核空間的啟動(dòng)流程就結(jié)束了，而接下來是用戶空間完成后續(xù)的系統(tǒng)啟動(dòng)流程。

注意：

    ramdisk和內(nèi)核是由bootloader一同加載到內(nèi)存當(dāng)中的，ramdisk是用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化的、基于內(nèi)存的磁盤設(shè)備，即加載至內(nèi)存（的某一段空間）后把內(nèi)存當(dāng)磁盤使用，并在內(nèi)存中作為臨時(shí)根文件系統(tǒng)提供給內(nèi)核使用，幫助內(nèi)核掛載真正的根文件系統(tǒng)。而之所以能夠幫助內(nèi)核掛載根文件系統(tǒng)是因?yàn)樵趓amdisk這個(gè)臨時(shí)文件系統(tǒng)的/lib/modules目錄下有真正的根文件系統(tǒng)所在設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；除此之外，這個(gè)臨時(shí)文件系統(tǒng)也遵循FHS，例如有這些固定目錄結(jié)構(gòu)：/bin, /sbin, /lib, /lib64, /etc, /mnt, /media, ...

    因?yàn)長(zhǎng)inux內(nèi)核有一個(gè)特性就是通過使用緩沖/緩存來達(dá)到加速對(duì)磁盤上文件的訪問的目的，而ramdisk是加載到內(nèi)存并模擬成磁盤來使用的，所以Linux就會(huì)為內(nèi)存中的“磁盤”再使用一層緩沖/緩存，但是我們的ramdisk本來就是內(nèi)存，它只不過被當(dāng)成硬盤來使用罷了，這就造成雙緩沖/緩存了，而且不會(huì)起到提速效果，甚至影響了訪問性能；CentOS 5系列以及之前版本的ramdisk文件為initrd-VERSION-RELEASE.img，就會(huì)出現(xiàn)上述所說到的問題；而為了解決一問題，CentOS 6/7系列版本就將其改為initramfs-VERSION-RELEASE.img，使用文件系統(tǒng)的方式就可以避免雙緩沖/緩存了，我們可以說這是一種提速機(jī)制。

    需要注意的是，系統(tǒng)發(fā)行商為了適應(yīng)于各個(gè)不同的硬件接口，因此將各個(gè)不同的硬件接口的驅(qū)動(dòng)組裝打包起來，例如在用戶第一次使用光盤安裝完系統(tǒng)之后，會(huì)動(dòng)態(tài)探測(cè)當(dāng)前主機(jī)上的硬件設(shè)備并調(diào)用與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)再做成ramdisk文件的。所以，ramdisk文件并非必須的，如果只是為了將Linux安裝于特定硬件平臺(tái)上，就可以直接把對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)編譯進(jìn)內(nèi)核即可，而不需要去使用ramdisk文件了。

第五步：init管理用戶空間服務(wù)進(jìn)程

    init可以理解成是內(nèi)核派來管理用戶空間的使者，就好像天使代表上帝來訪問人間一樣。init這個(gè)初始化程序會(huì)根據(jù)其配置文件執(zhí)行一系列操作。雖然CentOS 5、CentOS 6以及CentOS 7的init配置 文件各不相同，但總體的啟動(dòng)流程是不變的。

    這一步的流程是：/sbin/init --> 根據(jù)init配置文件設(shè)置默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別 --> 運(yùn)行系統(tǒng)初始化腳本/etc/rc.d/rc.sysinit，完成系統(tǒng)初始化 --> 關(guān)閉或啟動(dòng)用戶選定的默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別所對(duì)應(yīng)的服務(wù) --> 啟動(dòng)終端，打印登錄提示符

(1)根據(jù)init配置文件設(shè)置默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別

    對(duì)于CentOS 5來說，初始化程序init是SysV init，其配置文件為：/etc/inittab；

    對(duì)于CentOS 6來說，初始化程序init是upstart，其配置文件為：/etc/inittab， /etc/init/*.conf，也就是upstart將配置文件拆分成多個(gè)，在/etc/init/目錄下以conf結(jié)尾的都是upstart風(fēng)格的配置文件，而/etc/inittab僅用于設(shè)置默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別；

    對(duì)于CentOS 7來說，初始化程序init是systemd，其配置文件為：/usr/lib/system/systemd/*, /etc/systemd/system/*；

    看完上述內(nèi)容，你們掌握Centos7系統(tǒng)啟動(dòng)的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！