Linux 系统启动过程

linux启动时我们会看到许多启动信息。,这里使用的CentOS为例讲解：

Linux系统的启动过程并不是大家想象中的那么复杂，其过程可以分为5个阶段：

• 内核的引导。
• 运行 init。
• 系统初始化。
• 建立终端 。
• 用户登录系统。

init程序的类型：

• SysV: init, CentOS 5之前, 配置文件： /etc/inittab。
• Upstart: init,CentOS 6, 配置文件： /etc/inittab, /etc/init/*.conf。
• Systemd： systemd, CentOS 7,配置文件： /usr/lib/systemd/system、 /etc/systemd/system。

内核引导

当计算机打开电源后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。

操作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。

运行init

init 进程是系统所有进程的起点，你可以把它比拟成系统所有进程的老祖宗，没有这个进程，系统中任何进程都不会启动。

init 程序首先是需要读取配置文件 /etc/inittab。

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。

Linux系统有7个运行级别(runlevel)：

• 运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动
• 运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆
• 运行级别2：多用户状态(没有NFS)
• 运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式
• 运行级别4：系统未使用，保留
• 运行级别5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式
• 运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

系统初始化

在init的配置文件中有这么一行： si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit　它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。

它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些连接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。

而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。

/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的连接文件，对于以 S 开头的启动脚本，将以start参数来运行。

而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的连接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将首先以stop为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。

这样做是为了保证是当init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。

至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的”System Services”来自行设定。

建立终端

rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。

init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。

同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。

用户登录系统

一般来说，用户的登录方式有三种：

• （1）命令行登录
• （2）ssh登录
• （3）图形界面登录

对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入 KDE、Gnome 等窗口管理器。

而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。

Linux 的账号验证程序是 login，login 会接收 mingetty 传来的用户名作为用户名参数。

然后 login 会对用户名进行分析：如果用户名不是 root，且存在 /etc/nologin 文件，login 将输出 nologin 文件的内容，然后退出。

这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc/securetty中登记了的终端才允许 root 用户登录，如果不存在这个文件，则 root 用户可以在任何终端上登录。

/etc/usertty文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。

图形模式与文字模式的切换方式

Linux预设提供了六个命令窗口终端机让我们来登录。

默认我们登录的就是第一个窗口，也就是tty1，这个六个窗口分别为tty1,tty2 … tty6，你可以按下Ctrl + Alt + F1 ~ F6 来切换它们。

如果你安装了图形界面，默认情况下是进入图形界面的，此时你就可以按Ctrl + Alt + F1 ~ F6来进入其中一个命令窗口界面。

当你进入命令窗口界面后再返回图形界面只要按下Ctrl + Alt + F7 就回来了。

如果你用的vmware 虚拟机，命令窗口切换的快捷键为 Alt + Space + F1~F6. 如果你在图形界面下请按Alt + Shift + Ctrl + F1~F6 切换至命令窗口。

Linux 关机

在linux领域内大多用在服务器上，很少遇到关机的操作。毕竟服务器上跑一个服务是永无止境的，除非特殊情况下，不得已才会关机。

正确的关机流程为：sync > shutdown > reboot > halt

关机指令为：shutdown ，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。

例如你可以运行如下命令关机：

sync 将数据由内存同步到硬盘中。

shutdown 关机指令，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。例如你可以运行如下命令关机：

shutdown –h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ 这个命令告诉大家，计算机将在10分钟后关机，并且会显示在登陆用户的当前屏幕中。

halt 立刻关机
poweroff 立刻关机
shutdown –h now 立马关机 (root用户使用)
shutdown –h 20:25 系统会在今天20:25关机 (root用户使用)
shutdown –h +10 十分钟后关机(root用户使用)
shutdown –r now 系统立马重启(root用户使用)
shutdown –r +10 系统十分钟后重启(root用户使用)
reboot 就是重启，等同于 shutdown –r now
halt 关闭系统，等同于shutdown –h now 和 poweroff

Linux其他设置注意

shutdown

　　shutdown命令安全地将系统关机。 有些用户会使用直接断掉电源的方式来关闭linux，这是十分危险的。因为linux与windows不同，其后台运行着许多进程，所以强制关机可能会导致进程的数据丢失﹐使系统处于不稳定的状态﹐甚至在有的系统中会损坏硬件设备。而在系统关机前使用shutdown命令﹐系统管理员会通知所有登录的用户系统将要关闭。并且login指令会被冻结﹐即新的用户不能再登录。直接关机或者延迟一定的时间才关机都是可能的﹐还可能重启。这是由所有进程〔process〕都会收到系统所送达的信号〔signal〕决定的。这让像vi之类的程序有时间储存目前正在编辑的文档﹐而像处理邮件〔mail〕和新闻〔news〕的程序则可以正常地离开等等。
　　shutdown执行它的工作是送信号〔signal〕给init程序,要求它改变runlevel。Runlevel 0被用来停机〔halt〕,runlevel 6是用来重新激活〔reboot〕系统﹐而runlevel 1则是被用来让系统进入管理工作可以进行的状态﹔这是预设的﹐假定没有-h也没有-r参数给shutdown。要想了解在停机〔halt〕或者重新开机〔reboot〕过程中做了哪些动作﹐你可以在这个文件/etc/inittab里看到这些runlevels相关的资料。

shutdown 参数说明:
　　[-t] 在改变到其它runlevel之前﹐告诉init多久以后关机。
　　[-r] 重启计算器。
　　[-k] 并不真正关机﹐只是送警告信号给每位登录者〔login〕。
　　[-h] 关机后关闭电源〔halt〕。
　　[-n] 不用init﹐而是自己来关机。不鼓励使用这个选项﹐而且该选项所产生的后果往
　　往不总是你所预期得到的。
　　[-c] cancel current process取消目前正在执行的关机程序。所以这个选项当然没有
　　时间参数﹐但是可以输入一个用来解释的讯息﹐而这信息将会送到每位使用者。
　　[-f] 在重启计算器〔reboot〕时忽略fsck。
　　[-F] 在重启计算器〔reboot〕时强迫fsck。
　　[-time] 设定关机〔shutdown〕前的时间。

halt—-最简单的关机命令

其实halt就是调用shutdown -h。halt执行时﹐杀死应用进程﹐执行sync系统调用﹐文件系统写操作完成后就会停止内核。

参数说明:
　　[-n] 防止sync系统调用﹐它用在用fsck修补根分区之后﹐以阻止内核用老版本的超
　　级块〔superblock〕覆盖修补过的超级块。
　　[-w] 并不是真正的重启或关机﹐只是写wtmp〔/var/log/wtmp〕纪录。
　　[-d] 不写wtmp纪录〔已包含在选项[-n]中〕。
　　[-f] 没有调用shutdown而强制关机或重启。
　　[-i] 关机〔或重启〕前﹐关掉所有的网络接口。
　　[-p] 该选项为缺省选项。就是关机时调用poweroff。

reboot

reboot的工作过程差不多跟halt一样﹐不过它是引发主机重启﹐而halt是关机。它的参数与halt相差不多。

init

init是所有进程的祖先﹐它的进程号始终为1﹐所以发送TERM信号给init会终止所有的用户进程﹑守护进程等。shutdown 就是使用这种机制。init定义了8个运行级别(runlevel)，init 0为关机﹐init 1为重启。关于init可以长篇大论﹐这里就不再叙述。另外还有telinit命令可以改变init的运行级别﹐比如﹐telinit -iS可使系统进入单用户模式﹐并且得不到使用shutdown时的信息和等待时间。

linux如何修改root管理员密码

以root 身份登录(SSH操作)
　　输入 passwd 命令 就可以看到提示输入新密码了
　　注意：输入密码的时候是看不到字符的。(很多小伙伴都以为没输入上)

Sync命令 ：

在用reboot命令启动unix系统后，系统提示出错信息，部分应用程序不能正常工作。经仔细检查系统文件，并和初始的正确备份进行比较，发现某些文件确实被破坏了，翻来覆去找不到文件遭破坏的原因，最后想到了写缓存命令——sync，在reboot前没有运行sync命令，导致了系统文件的改变而不能正常工作。  

Sync命令主要作用 ：

1、sync命令的作用：是将有关文件系统的存储器常驻信息送入物理介质内。

2、在暂停系统之前，比如要重新启动机器，一定要去执行sync命令。unix系统运行经验表明，为确保可靠起见，应执行两遍sync命令,这是因为sync命令完成时，并不保证信息实际写到了磁盘上，虽然已经执行了一遍这个命令。在执行sync命令以后，要等待磁盘工作灯灭了（假定有系统工作指示灯的话），再去真正暂停机器的运行或启动机器。

最后总结一下，不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行 sync 命令，把内存中的数据写到磁盘中。

关机的命令有 shutdown –h now halt poweroff 和 init 0

重启系统的命令有 shutdown –r now reboot init 6。