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centos启动和内核管理

2020-12-24 01:42:59   17  举报

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AI智能生成

linux启动流程和内核管理

Linux启动过程

作者其他创作

大纲/内容

linux系统的组成部分

内核+文件系统

内核：进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统、驱动程序、安全管理

运行中的系统环境分两层

内核空间

内核代码（系统调用）

应用程序（进程或线程）

内核设计流派

微内核

windows 鸿蒙代表

单内核

把所有功能集成于同一个应用程序

linux为代表不过linux也支持内核功能模块化了

linux内核特点

支持模块化

支持模块运行时动态装载或卸载

编译内核

[ ]：N
[M]：Module
[*]：Y，编译进内核核心

组成部分：

内核核心文件

/boot/vmlinuz-`uname -r`

ramdisk

centos5

/boot/initrd-`uname -r`

centos6 7

/boot/initramfs-`uname -r`

ramdisk是辅助文件并非是必须的。

这取决于内核是否能直接驱动rootfs所在的设备；目标设备驱动，例如SCSI设备的驱动；
逻辑设备驱动，例如LVM设备的驱动；
文件系统，例如xfs文件系统；

ramdisk：是一个简装版的根文件系统；目的是为了加载grub stage2阶段的内核

内核模块文件

/lib/modules/`uname -r`

内核管理

组成部分：

内核核心文件

/boot/vmlinuz-`uname -r`

ramdisk

centos5

/boot/initrd-`uname -r`

centos6 7

/boot/initramfs-`uname -r`

ramdisk是辅助文件并非是必须的。

ramdisk文件的管理：
(1) mkinitrd命令
为当前使用中的内核重新制作ramdisk文件：
# mkinitrd [OPTION...] [<initrd-image>] <kernel-version>
--with=<module>：除了默认的模块之外需要装载至initramfs中的模块；
--preload=<module>：initramfs所提供的模块需要预先装载的模块；

示例： ~]# mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

(2) dracut命令
- low-level tool for generating an initramfs image
# dracut [OPTION...] [<image> [<kernel version>]]

示例： ~]# dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

内核模块文件

/lib/modules/`uname -r`

命令：

lsmod命令：
- Show the status of modules in the Linux Kernel

显示的内核来自于/proc/modules

modinfo命令：
- Show information about a Linux Kernel module

modinfo [-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]
-F field：仅显示指定字段的信息；
-n：显示文件路径；

modprobe命令：
- Add and remove modules from the Linux Kernel

格式：modprobe [-r] module_name
模块的动态装载：modprobe module_name
动态卸载：modprobe -r module_name

depmod命令：
- Generate modules.dep and map files.

内核模块依赖关系文件的生成工具；

模块的装载和卸载的另一组命令：
insmod命令：
insmod [filename] [module options...]
filename：模块文件的文件路径；

rmmod命令：
rmmod [module_name]

/proc 内核信息输出的伪文件系统

临时配置/proc/sys下的设置

读取

sysctl path.to.parameter

~]# sysctl net.ipv4.icmp_echo_ignore_all
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1

写入

sysctl -w path.to.parameter=VALUE

sysctl -w net.ipv4.icmp.echo_ignore_all=1

echo 1|0 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all

永久写入文件
sysctl -p 配置文件
读取配置文件并立即生效

/etc/sysctl.conf

推荐 /etc/sysctl.d/*.conf

/etc/sysctl.d/*.conf
/usr/local/lib/sysctl.d/*.conf
/usr/lib/sysctl.d/*.conf
/lib/sysctl.d/*.conf

常用的内核参数

net.ipv4.icmp_echo_ignore_all

1禁ping

0允许ping

net.ipv4.ip_forward

1开启内核路由转发功能

0关闭内核路由转发功能

net.ipv4.ip_nonlocal_bind

允许应用层序监听本地不存在的ip。常用于监听VIP 即virtual IP 虚拟IP。

fs.file-max = 1020000

允许打开的最大文件，其实这些都要根据别的参数来调整即木桶短板效应

vm.drop_caches

centos系统启动流程

硬件启动阶段

BIOS加电自检

POST:power on self test

检测CPU Memory IO设备主板等是否正常否则不予启动

Boot sequence

选择启动方式：硬盘、光盘、网络、U盘

grub启动阶段

写在grub之前：bootloader概念

引导启动器，程序

windows：ntbootloader

linux：

LILO：LIinux LOader
GRUB：Grand Uniform Bootloader
GRUB 0.X：Grub Legacy
GRUB 1.X：Grub2

功能

提供一个菜单，供用户选择要启动的系统或不同的内核版本，把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权移交给内核；

linux的bootloader：grub

stage1

MBR扇区的前446字节bootloader

what is MBR：master Boot record

前446字节：bootloader

64字节：分区信息

2字节：55AA标志位，表示分区是否有效

stage1.5

partition filesystem dirver 分区文件系统驱动

位于MBR第一个扇区之后的扇区，目的让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统；

stage2

/boot/grub 目录下文件grub.conf

stage2及内核等通常放置于一个基本磁盘分区；

功用

提供菜单，供用户选择需要启动的内核版本或操作系统

提供菜单、并提供交互式接口

e: 编辑模式，用于编辑菜单；

c: 命令模式，交互式接口；

为菜单提供了保护机制

为编辑菜单进行认证
为启用内核或操作系统进行认证

解析/boot/grub/grub.conf

显示操作系统启动菜单与背景图片,并提供交互式接口

a内核参数

e编辑模式用于编辑菜单

c命令模式，交互式接口

设置等待秒数

加载内核镜像到内存

为菜单提供了保护机制，为编辑启动菜单进行认证
为启用内核或操作系统进行认证

通过/boot/initrd开头文件建立虚拟文件系统

转交控制权给内核

内核kernel

内核自身初始化

探测可识别的所有硬件设备

加载硬件驱动程序；（有可能会借助于ramdisk加载驱动）

以只读方式挂载根文件系统；

运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

init程序类型

centos5 sysvinit

配置文件：/etc/inittab

运行级别runlevel

0关机

1单用户模式root用户，无需密码认证，维护模式

2多用户模式会启动网络但不会启动NFS 维护模式

3多用户模式文本界面

4多用户模式保留目前没有使用等待自定义

5多用户模式图形界面

6重启

默认级别：3，5

级别切换

init #

centos6 upstart

配置文件：/etc/inittab
/etc/init/*.conf

centos7 systemd

/lib/systemd/system/

ramdisk

Linux内核的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问；

ramdisk --> ramfs

CentOS 5: initrd

工具程序： mkinitrd

CentOS 6,7: initramfs

工具程序：dracut, mkinitrd

总结：系统启动流程：

开机

BIOS加电自检POST

BootSequence(BIOS)

Bootloader(MBR446byte)

kernel ramdisk

rootfs (readonly)

/sbin/init

systemd

系统初始化阶段

centos5 sysvinit

配置文件：/etc/inittab

运行级别runlevel

0关机

1单用户模式root用户，无需密码认证，维护模式

2多用户模式会启动网络但不会启动NFS 维护模式

3多用户模式文本界面

4多用户模式保留目前没有使用等待自定义

5多用户模式图形界面

6重启

默认级别：3，5

级别切换

init #

系统初始化脚本功能/etc/rc.d/rc.sysinit

(1) 设置主机名
(2) 设置欢迎信息
(3) 激活udev和selinux
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统
(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统
(6) 设置系统时钟
(7) 激活swap设备
(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
(9) 激活lvm及software raid设备
(10)加载额外设备的驱动程序
(11)清理操作

根据运行级别，加载系统服务

/etc/rc.d/rc

for srv in /etc/rc.d/rcN.d/K*; do
$srv stop
done
for srv in /etc/rc.d/rcN.d/S*; do
$srv start
done

加载系统服务：定义/etc/rcN.d/下所有文件其实是/etc/init.d/下脚本文件的软链接

S开头文件：要启动的服务（脚本），从01开始启动，数字越小越优先启动

K开头的文件：要停止的服务（脚本），从01开始关闭，数字越小越优先关闭

用户自定义服务：/etc/rcN.d/下rc.local文件

centos6有执行权限用户自定义服务可以写在里面而不用写# chkconfig: 345 9 1 这样的备注

centos7 8没有执行权限用户自定义服务可以写在里面而不用写# chkconfig: 345 9 1 这样的备注

chkconfig

chkconfig --list查看系统自启动服务

chkconfig --add servicename