總結Linux系統啟動與服務管理（整理分享）
1. 前言
伺服器在正常的執行過程中，一般很少重新啟動，但是如果發生了未知故障或者遇到了人為誤操作的情況，可能就會出現啟動異常的狀況。雖然 Linux 系統啟動流程是比較底層的知識了，但是為了加深對 Linux 系統的理解，總結了這篇文章。
2. Linux 系統啟動過程
2.1 開機自檢
伺服器主機開機以後，將根據主機板 BIOS 中的設定對 CPU、記憶體、顯示卡、硬碟等裝置進行初步檢測，檢測成功後根據預設的啟動順序移交系統控制權，大多時候會移交給本機硬碟。
2.2 MBR 引導
當從本機硬碟中啟動系統時，首先根據硬碟第一個磁區中 MBR (主開機記錄）的設定，將系統控制權傳遞給包含作業系統引導檔案的分割區；或者直接根據 MBR 記錄中的引導資訊呼叫啟動選單（如GRUB） 。
2.3 GRUB 選單
對於Linux作業系統來說，GRUB (統一啟動載入器）是使用最為廣泛的多系統引導器程式。系統控制權傳遞給 GRUB 以後，將會顯示啟動選單給使用者選擇，並根據所選項（或採用預設值）載入 Linux 核心檔案，然後將系統控制權轉交給核心。需要注意的是，Centos7 採用的是 GRUB2 啟動引導器。
2.4 載入 Linux 核心
Linux 核心是一個預先編譯好的特殊二進位制檔案，介於各種硬體資源與系統程式之間， 負責資源分配與排程。核心接過系統控制權以後，將完全掌控整個 Linux 作業系統的執行過程。
在CentoS 系統中，預設的核心檔案位於"/boot/vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64"。
2.5 init 程序初始化
為了完成進一步的系統引導過程，Linux 核心首先將系統中的 「/sbin/init」 程式載入到記憶體中執行，init 程序負責完成一系列的系統初始化過程，最後等待使用者進行登入。
2.6 系統啟動過程總結
- 檢測出第一個能夠引導系統的裝置比如硬碟或光碟機
- 執行放在 MBR 磁區裡的啟動 GRUB 載入程式
- GRUB 載入程式通過讀取 GRUB 組態檔 /boot/grub2/grub.cfg 來獲取核心和映象檔案系統的設定以及路徑位置
- 把核心和映象檔案系統載入到記憶體中
- 載入硬體驅動程式，核心把 init 程序載入到記憶體中執行
3. init 程序與 systemd
3.1 init 程序
- 由 Linux 核心載入執行 /sbin/init 程式
- init 程序是系統中第一個程序
- init 程序的 PID 號永遠為 1
[root@c7-1 ~]#ll /sbin/initlrwxrwxrwx. 1 root root 22 8月 13 21:44 /sbin/init -> ../lib/systemd/systemd
3.2 Centos5/6/7 init 程序對比
3.3 systemd
- systemd 是 Linux 作業系統的一種 init 軟體
- CentOS7 中採用全新的 systemd 啟動方式，取代傳統的 SysVinit
- CentOS7 中執行的第一個 init 程序是 /lib/systemd/systemd
[root@c7-1 ~]#ps -ef UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 1 0 0 8月15 ? 00:00:31 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22 root 2 0 0 8月15 ? 00:00:00 [kthreadd] root 4 2 0 8月15 ? 00:00:00 [kworker/0:0H] root 6 2 0 8月15 ? 00:00:00 [ksoftirqd/0] root 7 2 0 8月15 ? 00:00:00 [migration/0] ......
3.4 systemd 單元型別
| 單元型別 | 擴充套件名 | 說明 |
|---|---|---|
| Service | .service | 描述一個系統服務 |
| Socket | .socket | 描述一個程序間通訊的通訊端 |
| Device | .device | 描述一個核心識別的裝置檔案 |
| Mount | .mount | 描述一個檔案系統的掛載點 |
| Automount | .automount | 描述一個檔案系統的自動掛載點 |
| Swap | .swap | 描述一個記憶體交換裝置或交換檔案 |
| Path | .path | 描述一個檔案系統中檔案或目錄 |
| Timer | .timer | 描述一個定時器（用於實現類似 cron 的排程任務） |
| Snapshot | .snapshot | 用於儲存一個 systemd 的狀態 |
| Scope | .scope | 使用 systemd 的匯流排介面以程式設計的方式建立外部程序 |
| Slice | .slice | 描述居於 Cgroup 的一組通過層次組織的管理系統程序 |
| Target | .target | 描述一組 systemd 的單元 |
3.5 執行級別對應的 systemd 目標
| 執行級別 | systemd 的 target | 說明 |
|---|---|---|
| 0 | target | 關機狀態，使用該級別時將會關閉主機 |
| 1 | rescue.target | 單使用者模式，不需要密碼驗證即可登入系統，多用於系統維護 |
| 2 | multi-user.target | 使用者定義/域特定執行級別。預設等同於3 |
| 3 | multi-user.target | 字元介面的完整多使用者模式，大多數伺服器主機執行在此級別 |
| 4 | multi-user.target | 使用者定義/域特定執行級別。預設等同於3 |
| 5 | graphical.target | 圖形介面的多使用者模式，提供了圖形桌面操作環境 |
| 6 | reboot.target | 重新啟動，使用該級別時將會重新啟動主機 |
3.6 systemd 管理命令 systemctl
格式：
systemctl COMMAND name.service #.service 也可以省略
Sysvinit 和 Systemd 命令對比
| Sysvinit命令 | Systemd命令 | 含義 |
|---|---|---|
| service name start | systemctl start name | 啟動服務 |
| service name stop | systemctl stop name | 關閉服務 |
| service name restart | systemctl restart name | 重新啟動服務不管當前是啟動還是關閉狀態 |
| service name reload | systemctl reload name | 重新載入服務設定資訊而不中斷服務 |
| service name condrestart | systemctl condrestart name | 執行狀態的服務可以重新啟動，不在執行狀態無法重新啟動 |
| service name status | systemctl status name | 檢視服務的執行狀態 |
| chkconfig name on | systemctl enable name | 設定服務為開機自啟動 |
| chkconfig name off | systemctl disable name | 設定服務為開機關閉 |
| chkconfig name | systemctl is-enabled name | 檢查服務是否開機自啟 |
| chkconfig name --add | systemctl daemon-reload | 建立一個新服務檔案，或者變更設定的時候使用 |
範例：
#啟動 httpd 服務 systemctl start httpd #停止 httpd 服務 systemctl stop httpd #重新啟動 httpd 服務 systemctl restart httpd #檢視 httpd 服務狀態 systemctl status httpd #禁止自動和手動啟動服務(可以關閉執行的服務) systemctl mask name.service #取消禁止 systemctl unmask name.service #檢視某服務當前是否正在執行 systemctl is-active name.service #檢視所有服務 systemctl list-unit-files --type=service #檢視所有已經啟用的服務 systemctl list-unit-files --type=service | grep enabled #列出啟動失敗的服務 systemctl --failed --type=service 或 systemctl list-units --state failed 或 systemctl list-unit-files --state=failed #開啟 httpd 服務並設定開機自啟 systemctl enable --now httpd.service #關閉 httpd 服務並關閉開機自啟 systemctl disable --now httpd.service #檢視服務的依賴關係 systemctl list-dependencies name.service #殺掉程序 systemctl kill unitname
4.總結
作為一名運維工程，對 Linux 系統服務的管理是基本技能。一個系統在安裝完成後免不了要對系統進行優化，關閉不必要的服務，節省系統資源，保護伺服器不受網路攻擊，這也是運維工作的職責所在，熟練掌握 Linux 系統的底層原理和基本操作，在面對問題的時候才不會茫然不知所措！
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