Linux操作系統的引導過程及初始化的必要操作詳解

系統引導是操作系統運行的開始，在用戶能夠正常登錄到系統之前，Linux操作系統的引導過程將完成一系列的初始化任務，并加載必要的程序和命令終端，為用戶登錄做好準備。

一、引導過程預覽

如圖：

1.開機自檢

服務器主機開機之后，將根據主板BIOS中的設置對CPU、內存、顯卡、鍵盤等設備進行初步檢測，檢測成功后根據預設的啟動順序移交系統控制權，大多時候會移交本機硬盤；

2.MBR引導

當從本機硬盤中啟動系統時，首先根據硬盤第一個扇區中MBR（主引導記錄）的設置，將系統控制權傳遞給包含操作系統引導文件的分區；或者直接根據MBR記錄中的引導信息調用啟動菜單（如GRUB）；

3.GRUB菜單

對于Linux操作系統來說，GRUB（統一啟動加載器）是使用最為廣泛的多系統引導器程序。系統控制權傳遞給GRUB后，將會顯示啟動菜單給用戶選擇，并根據所選項（或采用默認值）加載Linux內核文件，然后將系統控制權轉交給內核。需要注意的是，Centos 7 采用的是GRUB2啟動引導器。

4.加載Linux內核

Linux內個是一個預先編譯好的特殊二進制文件，介于各種硬件資源與系統程序之間，負責資源分配與調度。內核接過系統控制權以后，將會完全掌握整個Linux操作系統的運行過程。在Centos 系統中，默認的內核文件是“/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64”。

5.init進程初始化

為了進一步的系統引導過程，Linux內核首先將系統中的“/sbin/init”程序加載到內存中運行，init進程負責完成一系列的系統初始化過程，最后等待用戶進行登錄。

二、系統初始化進程及文件

1.init進程

Linux操作系統中的進程使用數字進行標記，每個進程的身份標記號為PID，在引導Linux操作系統的過程中。“/sbin/init”是內核第一個加載的程序，因此init進程對應的PID號總是為1。

init進程運行以后將會陸續執行系統中的其他程序，不斷生成新的進程，這些進程稱為init進程的子進程。

init進程正是維持整個Linux操作系統運行的所有進程的“始祖”。因此，init進程是不允許被輕易終止的。

2.Systemd簡介

Systemd是Linux操作系統的一種init軟件，Centos 7 系統采用了全新的Systemd啟動方式，取代了傳統的SysVint。Systemd啟動方式使系統初始化時諸多服務并行啟動，大大提高了開機效率。Centos 7系統中“/sbin/init”是“/lib/systemd/systemd”的鏈接文件。

[root@localhost ~]# ll /sbin/init 
lrwxrwxrwx. 1 root root 22 7月  14 18:54 /sbin/init -> ../lib/systemd/systemd

systemd守護進程負責Linux的系統和服務，systemctl用于控制Systemd管理的系統和服務狀態。

Systemd將其管理的資源組織成各種類型的單元（Unit）。如圖：

早期的Linux操作系統中的SysVint機制。默認包括七種不同的服務搭配方式，其中每一種搭配方式稱為運行級別，類似于Windows系統中的正常啟動、安全模式等。Linux系統中用數字來表示，如圖：

三、優化啟動過程

Linux操作系統中包含了大量的服務策劃那個系，這些服務程序在切換運行級別是根據預設的狀態進行啟動或終止。

1.常見的系統服務

這些服務到底是選擇開啟還是關閉，應根據實際情況而定。

2.優化開機自動加載的服務

1）使用ntsysv工具

[root@localhost ~]# ntsysv

通過使用“--level”選項可以對指定運行級別中的服務進行管理。比如：

[root@localhost ~]# ntsysv --level 35
//針對運行3、5級別中的各種服務的默認狀態進行調整

2）使用systemctl工具

常用的選項：
enable：開機自啟動；
disable：開機自動關閉；
is-enable：查看開機啟動狀態；

[root@localhost ~]# systemctl list-units --type=service
//查看當前系統中所有已激活的系統服務