如何u盘启动安装系统linux系统启动流程图解u盘启动安装linux系统教程




如何u盘启动安装系统linux系统启动流程图解u盘启动安装linux系统教程

2022-07-20 21:53:32 网络知识 官方管理员

常常被问到linux系统启动流程问题,刚好今天有空来梳理下这个过程:

一般来说,所有的操作系统的启动流程基本就是:

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(1)

总的来说,linux系统启动流程可以简单总结为以下几步:

1)开机BIOS自检,加载硬盘。

2)读取MBR,进行MBR引导。

3)grub引导菜单(BootLoader)。

4)加载内核kernel。

5)启动init进程,依据inittab文件设定运行级别

6)init进程,执行rc.sysinit文件。

7)启动内核模块,执行不同级别的脚本程序

8)执行/etc/rc.d/rc.local

9)启动mingetty,进入系统登陆界面。

linux系统安装时,如果要想设置开启启动项,可以:

开机到BIOS提醒界面,按键F11(Dell服务器的做法)进入BIOS设置BOOTMENU,继而设置启动项:硬盘HD启动,光盘CD/DVD启动,还是U盘USB启动。

下面就linux操作系统的启动过程做一详细解析记录:

加载内核

操作系统接管硬件以后,首先读入/boot目录下的内核文件。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(2)

[root@bastion-IDC~]#ll/boot/total21668-rw-r--r--.1rootroot105195Nov222013config-2.6.32-431.el6.x86_64drwxr-xr-x.3rootroot1024Aug2216:31efidrwxr-xr-x.2rootroot1024Aug2216:32grub-rw-------.1rootroot15217153Aug2216:32initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.imgdrwx------.2rootroot12288Aug2216:24lost+found-rw-r--r--.1rootroot193758Nov222013symvers-2.6.32-431.el6.x86_64.gz-rw-r--r--.1rootroot2518236Nov222013System.map-2.6.32-431.el6.x86_64-rwxr-xr-x.1rootroot4128368Nov222013vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64

启动初始化进程

内核文件加载以后,就开始运行第一个程序/sbin/init,它的作用是初始化系统环境。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(3)

由于init是第一个运行的程序,它的进程编号(pid)就是1。其他所有进程都从它衍生,都是它的子进程。

确定运行级别

许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做"服务"(service),在Linux就叫做"守护进程"(daemon)。

init进程的一大任务,就是去运行这些开机启动的程序。但是,不同的场合需要启动不同的程序,比如用作服务器时,需要启动Apache,用作桌面就不需要。Linux允许为不同的场合,分配不同的开机启动程序,这就叫做"运行级别"(runlevel)。也就是说,启动时根据"运行级别",确定要运行哪些程序。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(4)

Linux预置七种init运行级别(0-6):

0:关机模式(相当于poweroff)

1:单用户模式(破解root密码的方法:linux系统root密码遗忘的情况下的解决办法)

2:无网络支持的多用户模式

3:有网络支持的多用户模式(也就是文本模式,工作中最常用的模式)

4:保留,未使用

5:有网络支持的X-windows支持多用户模式(也就是桌面图形模式)

6:重新引导系统,即重启(相当于reboot)

init进程首先读取文件/etc/inittab,它是运行级别的设置文件。

如果打开它,可以看到第一行是这样的:

[root@bastion-IDC~]#cat/etc/inittab....id:3:initdefault:

initdefault的值是3,表明系统启动时的运行级别为3。如果需要指定其他级别,可以手动修改这个值。

那么,运行级别3有哪些什么程序呢,系统怎么知道每个级别应该加载哪些程序呢?

答案是每个运行级别在/etc目录下面,都有一个对应的子目录,指定要加载的程序。

/etc/rc0.d/etc/rc1.d/etc/rc2.d/etc/rc3.d/etc/rc4.d/etc/rc5.d/etc/rc6.d

上面目录名中的"rc",表示runcommand(运行程序),最后的d表示directory(目录)。下面让我们看看/etc/rc3.d目录中到底指定了哪些程序。

[root@bastion-IDC~]#ll/etc/rc3.d/total0lrwxrwxrwx.1rootroot19Aug2216:30K10saslauthd->../init.d/saslauthdlrwxrwxrwx.1rootroot18Aug2216:47K15svnserve->../init.d/svnservelrwxrwxrwx.1rootroot15Aug2316:21K25squid->../init.d/squidlrwxrwxrwx.1rootroot19Dec2313:14K45memcached->../init.d/memcachedlrwxrwxrwx.1rootroot20Aug2216:30K50netconsole->../init.d/netconsolelrwxrwxrwx.1rootroot13Dec2117:45K60nfs->../init.d/nfslrwxrwxrwx.1rootroot20Dec2117:45K69rpcsvcgssd->../init.d/rpcsvcgssdlrwxrwxrwx.1rootroot17Nov2414:45K75ntpdate->../init.d/ntpdatelrwxrwxrwx.1rootroot20Aug2216:31K87multipathd->../init.d/multipathdlrwxrwxrwx.1rootroot21Aug2216:30K87restorecond->../init.d/restorecondlrwxrwxrwx.1rootroot15Aug2216:30K89rdisc->../init.d/rdisclrwxrwxrwx.1rootroot22Aug2216:31S02lvm2-monitor->../init.d/lvm2-monitorlrwxrwxrwx.1rootroot16Aug2216:31S07iscsid->../init.d/iscsidlrwxrwxrwx.1rootroot19Aug2216:30S08ip6tables->../init.d/ip6tableslrwxrwxrwx.1rootroot18Aug2216:30S08iptables->../init.d/iptableslrwxrwxrwx.1rootroot17Aug2216:30S10network->../init.d/networklrwxrwxrwx.1rootroot16Aug2216:31S11auditd->../init.d/auditdlrwxrwxrwx.1rootroot17Aug2216:30S12rsyslog->../init.d/rsysloglrwxrwxrwx.1rootroot15Dec2117:45S13iscsi->../init.d/iscsilrwxrwxrwx.1rootroot17Dec2117:45S13rpcbind->../init.d/rpcbindlrwxrwxrwx.1rootroot17Dec2117:45S14nfslock->../init.d/nfslocklrwxrwxrwx.1rootroot19Aug2216:31S15mdmonitor->../init.d/mdmonitorlrwxrwxrwx.1rootroot17Dec2117:45S19rpcgssd->../init.d/rpcgssdlrwxrwxrwx.1rootroot26Aug2216:31S25blk-availability->../init.d/blk-availabilitylrwxrwxrwx.1rootroot15Aug2216:30S25netfs->../init.d/netfslrwxrwxrwx.1rootroot19Aug2216:30S26udev-post->../init.d/udev-postlrwxrwxrwx.1rootroot18Oct2511:49S50onealert->../init.d/onealertlrwxrwxrwx.1rootroot14Aug2216:31S55sshd->../init.d/sshdlrwxrwxrwx.1rootroot16Oct2609:47S56xinetd->../init.d/xinetdlrwxrwxrwx.1rootroot17Aug2216:30S80postfix->../init.d/postfixlrwxrwxrwx.1rootroot15Aug2216:30S90crond->../init.d/crondlrwxrwxrwx.1rootroot11Aug2216:30S99local->../rc.local

可以看到:

字母S表示Start,也就是启动的意思(启动脚本的运行参数为start)

如果这个位置是字母K,就代表Kill(关闭),即如果从其他运行级别切换过来,需要关闭的程序(启动脚本的运行参数为stop)。

后面的两位数字表示处理顺序,数字越小越早处理,所以第一个启动的程序是motd,然后是rpcbing、nfs......数字相同时,则按照程序名的字母顺序启动,所以rsyslog会先于sudo启动。

这个目录里的所有文件(除了README),就是启动时要加载的程序。如果想增加或删除某些程序,不建议手动修改/etc/rcN.d目录,最好是用一些专门命令进行管理(参考这里和这里)。

加载开机启动程序

前面提到,七种预设的"运行级别"各自有一个目录,存放需要开机启动的程序。不难想到,如果多个"运行级别"需要启动同一个程序,那么这个程序的启动脚本,就会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会造成管理上的困扰:如果要修改启动脚本,岂不是每个目录都要改一遍?

Linux的解决办法,就是七个/etc/rcN.d目录里列出的程序,都设为链接文件,指向另外一个目录/etc/init.d,真正的启动脚本都统一放在这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序,其实就是运行这个目录里的启动脚本。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(5)

下面就是链接文件真正的指向

[root@bastion-IDC~]#ls-l/etc/rc3.dlrwxrwxrwx.1rootroot10Aug2216:30/etc/rc3.d->rc.d/rc3.d

这样做的另一个好处,就是如果你要手动关闭或重启某个进程,直接到目录/etc/init.d中寻找启动脚本即可。

比如,我要重启iptables服务器,就运行下面的命令:

[root@bastion-IDC~]#/etc/init.d/iptablesrestart

/etc/init.d这个目录名最后一个字母d,是directory的意思,表示这是一个目录,用来与程序/etc/init区分。

用户登录

开机启动程序加载完毕以后,就要让用户登录了。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(6)

一般来说,用户的登录方式有三种:命令行登录、ssh登录、图形界面登录。这三种情况,都有自己的方式对用户进行认证。

1)命令行登录:init进程调用getty程序(意为getteletype),让用户输入用户名和密码。输入完成后,再调用login程序,核对密码(Debian还会再多运行一个身份核对程序/etc/pam.d/login)。如果密码正确,就从文件/etc/passwd读取该用户指定的shell,然后启动这个shell。

2)ssh登录:这时系统调用sshd程序(Debian还会再运行/etc/pam.d/ssh),取代getty和login,然后启动shell。

3)图形界面登录:init进程调用显示管理器,Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm(GNOMEDisplayManager),然后用户输入用户名和密码。如果密码正确,就读取/etc/gdm3/Xsession,启动用户的会话。

进入loginshell

所谓shell,简单说就是命令行界面,让用户可以直接与操作系统对话。用户登录时打开的shell,就叫做loginshell。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(7)

Linuix默认的shell是Bash,它会读入一系列的配置文件。上一步的三种情况,在这一步的处理,也存在差异。

1)命令行登录:首先读入/etc/profile,这是对所有用户都有效的配置;然后依次寻找下面三个文件,这是针对当前用户的配置。

~/.bash_profile~/.bash_login~/.profile

需要注意的是,这三个文件只要有一个存在,就不再读入后面的文件了。比如,要是~/.bash_profile存在,就不会再读入后面两个文件了。

2)ssh登录:与第一种情况完全相同。

3)图形界面登录:只加载/etc/profile和~/.profile。也就是说,~/.bash_profile不管有没有,都不会运行。

打开non-loginshell

老实说,上一步完成以后,Linux的启动过程就算结束了,用户已经可以看到命令行提示符或者图形界面了。但是,为了内容的完整,必须再介绍一下这一步。

用户进入操作系统以后,常常会再手动开启一个shell。这个shell就叫做non-loginshell,意思是它不同于登录时出现的那个shell,不读取/etc/profile和.profile等配置文件。

如何u盘启动安装系统(linux系统启动流程图解)(8)

non-loginshell的重要性,不仅在于它是用户最常接触的那个shell,还在于它会读入用户自己的bash配置文件~/.bashrc。大多数时候,我们对于bash的定制,都是写在这个文件里面的。

你也许会问,要是不进入non-loginshell,岂不是.bashrc就不会运行了,因此bash也就不能完成定制了?事实上,Debian已经考虑到这个问题了,请打开文件~/.profile,可以看到下面的代码:

if[-n"$BASH_VERSION"];thenif[-f"$HOME/.bashrc"];then."$HOME/.bashrc"fifi

上面代码先判断变量$BASH_VERSION是否有值,然后判断主目录下是否存在.bashrc文件,如果存在就运行该文件。第三行开头的那个点,是source命令的简写形式,表示运行某个文件,写成"source~/.bashrc"也是可以的。

因此,只要运行~/.profile文件,~/.bashrc文件就会连带运行。但是上一节的第一种情况提到过,如果存在~/.bash_profile文件,那么有可能不会运行~/.profile文件。解决这个问题很简单,把下面代码写入.bash_profile就行了。

if[-f~/.profile];then.~/.profilefi

这样一来,不管是哪种情况,.bashrc都会执行,用户的设置可以放心地都写入这个文件了。

Bash的设置之所以如此繁琐,是由于历史原因造成的。早期的时候,计算机运行速度很慢,载入配置文件需要很长时间,Bash的作者只好把配置文件分成了几个部分,阶段性载入。系统的通用设置放在/etc/profile,用户个人的、需要被所有子进程继承的设置放在.profile,不需要被继承的设置放在.bashrc。

顺便提一下,除了Linux以外,MacOSX使用的shell也是Bash。但是,它只加载.bash_profile,然后在.bash_profile里面调用.bashrc。而且,不管是ssh登录,还是在图形界面里启动shell窗口,都是如此。

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