Linux系统启动和内核管理

1 CentOS 6 的启动管理

1.1 Linux 组成

kernel 实现进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能等功能
rootfs 包括程序和 glibc 库

程序：二进制执行文件

库：函数集合, function, 调用接口（头文件负责描述）

1.2 内核设计流派

宏内核(monolithic kernel)：又称单内核和强内核，Unix，Linux

把所有系统服务都放到内核里，所有功能集成于同一个程序，分层实现不同功能，系统庞大复杂，

Linux其实在单内核内核实现了模块化，也就相当于吸收了微内核的优点。

微内核(micro kernel)：Windows，Solaris，HarmonyOS

简化内核功能，在内核之外的用户态尽可能多地实现系统服务，同时加入相互之间的安全保护，每

种功能使用一个单独子系统实现，将内核功能移到用户空间，性能差。

1.3 CentOS 6启动流程

1.3.1 CentOS 6 启动流程

1. 加载BIOS的硬件信息，获取第一个启动设备

2. 读取第一个启动设备MBR的引导加载程序(grub)的启动信息

3. 加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并尝试驱动所有的硬件设备

4. 核心执行init程序，并获取默认的运行信息

5. init程序执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件，重新挂载根文件系统

6. 启动核心的外挂模块

7. init执行运行的各个批处理文件(scripts)

8. init执行/etc/rc.d/rc.local

9. 执行/bin/login程序，等待用户登录

10. 登录之后开始以Shell控制主机

1.3.1 硬件启动POST

POST：Power-On-Self-Test，加电自检，是BIOS功能的一个主要部分。负责完成对CPU、主板、内

存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘等硬件情况的检测。

主板的ROM：BIOS，Basic Input and Output System，保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出

程序，系统信息设置、开机加电自检程序和系统启动自举程序等。

主板的RAM：CMOS互补金属氧化物半导体，保存各项参数的设定，按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备为本次启动设备。

1.3.2 启动加载器 bootloader

1.3.2.1 grub 功能和组成

bootloader: 引导加载器，引导程序

windows: ntloader，仅是启动OS
Linux：功能丰富，提供菜单，允许用户选择要启动系统或不同的内核版本；把用户选定的内核装

载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核。

Linux的bootloader

LILO：LInux LOader，早期的bootloader，功能单一
GRUB: GRand Unified Bootloader, CentOS 6 GRUB 0.97: GRUB Legacy， CentOS 7 以后使用

GRUB 2.02。

GRUB 启动阶段

primary boot loader :

1st stage：MBR的前446个字节

1.5 stage： mbr 之后的扇区，让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统

secondary boot loader ：2nd stage，分区文件/boot/grub/

1.3.2.2 CentOS 6 grub 安装

安装grub：

(1) grub-install 安装grub stage1和stage1_5到/dev/DISK磁盘上，并复制GRUB相关文件到 DIR/boot

目录下

grub-install --root-directory=DIR /dev/DISK

(2) grub
grub> root (hd#,#)
grub> setup (hd#)

范例：修复grub的第1阶段故障

[root@centos6 grub]#hexdump -C -n 512 /dev/sda
00000000 eb 48 90 10 8e d0 bc 00 b0 b8 00 00 8e d8 8e c0 |.H..............|
00000010 fb be 00 7c bf 00 06 b9 00 02 f3 a4 ea 21 06 00 |...|.........!..|
00000020 00 be be 07 38 04 75 0b 83 c6 10 81 fe fe 07 75 |....8.u........u|
00000030 f3 eb 16 b4 02 b0 01 bb 00 7c b2 80 8a 74 03 02 |.........|...t..|
00000040 80 00 00 80 b0 0c 05 00 00 08 fa 90 90 f6 c2 80 |................|
00000050 75 02 b2 80 ea 59 7c 00 00 31 c0 8e d8 8e d0 bc |u....Y|..1......|
00000060 00 20 fb a0 40 7c 3c ff 74 02 88 c2 52 f6 c2 80 |. ..@|<.t...R...|
00000070 74 54 b4 41 bb aa 55 cd 13 5a 52 72 49 81 fb 55 |tT.A..U..ZRrI..U|
00000080 aa 75 43 a0 41 7c 84 c0 75 05 83 e1 01 74 37 66 |.uC.A|..u....t7f|
00000090 8b 4c 10 be 05 7c c6 44 ff 01 66 8b 1e 44 7c c7 |.L...|.D..f..D|.|
000000a0 04 10 00 c7 44 02 01 00 66 89 5c 08 c7 44 06 00 |....D...f.\..D..|
000000b0 70 66 31 c0 89 44 04 66 89 44 0c b4 42 cd 13 72 |pf1..D.f.D..B..r|
000000c0 05 bb 00 70 eb 7d b4 08 cd 13 73 0a f6 c2 80 0f |...p.}....s.....|
000000d0 84 f0 00 e9 8d 00 be 05 7c c6 44 ff 00 66 31 c0 |........|.D..f1.|
000000e0 88 f0 40 66 89 44 04 31 d2 88 ca c1 e2 02 88 e8 |..@f.D.1........|
000000f0 88 f4 40 89 44 08 31 c0 88 d0 c0 e8 02 66 89 04 |..@.D.1......f..|
00000100 66 a1 44 7c 66 31 d2 66 f7 34 88 54 0a 66 31 d2 |f.D|f1.f.4.T.f1.|
00000110 66 f7 74 04 88 54 0b 89 44 0c 3b 44 08 7d 3c 8a |f.t..T..D.;D.}<.|
00000120 54 0d c0 e2 06 8a 4c 0a fe c1 08 d1 8a 6c 0c 5a |T.....L......l.Z|
00000130 8a 74 0b bb 00 70 8e c3 31 db b8 01 02 cd 13 72 |.t...p..1......r|
00000140 2a 8c c3 8e 06 48 7c 60 1e b9 00 01 8e db 31 f6 |*....H|`......1.|
00000150 31 ff fc f3 a5 1f 61 ff 26 42 7c be 7f 7d e8 40 |1.....a.&B|..}.@|
00000160 00 eb 0e be 84 7d e8 38 00 eb 06 be 8e 7d e8 30 |.....}.8.....}.0|
00000170 00 be 93 7d e8 2a 00 eb fe 47 52 55 42 20 00 47 |...}.*...GRUB .G|
00000180 65 6f 6d 00 48 61 72 64 20 44 69 73 6b 00 52 65 |eom.Hard Disk.Re|
00000190 61 64 00 20 45 72 72 6f 72 00 bb 01 00 b4 0e cd |ad. Error.......|
000001a0 10 ac 3c 00 75 f4 c3 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |..<.u...........|
000001b0 00 00 00 00 00 00 00 00 e0 96 01 00 00 00 80 20 |............... |
000001c0 21 00 83 aa 28 82 00 08 00 00 00 00 20 00 00 aa |!...(....... ...|
000001d0 29 82 83 fe ff ff 00 08 20 00 00 80 1a 06 00 fe |)....... .......|
000001e0 ff ff 83 fe ff ff 00 88 3a 06 00 00 71 02 00 fe |........:...q...|
000001f0 ff ff 05 fe ff ff 00 88 ab 08 00 78 54 10 55 aa |...........xT.U.|
#破坏grub第1阶段
[root@centos6 grub]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied, 0.000871905 s, 512 kB/s
[root@centos6 grub]#hexdump -C -n 512 /dev/sda
00000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
000001b0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 20 |............... |
000001c0 21 00 83 aa 28 82 00 08 00 00 00 00 20 00 00 aa |!...(....... ...|
000001d0 29 82 83 fe ff ff 00 08 20 00 00 80 1a 06 00 fe |)....... .......|
000001e0 ff ff 83 fe ff ff 00 88 3a 06 00 00 71 02 00 fe |........:...q...|
000001f0 ff ff 05 fe ff ff 00 88 ab 08 00 78 54 10 55 aa |...........xT.U.|
00000200
[root@centos6 grub]#hexdump -C -n 512 /dev/sda -v
00000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000010 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000020 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000030 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000040 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000050 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000060 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000070 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000080 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000090 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000a0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000b0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000c0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000d0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000e0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000000f0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000100 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000110 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000130 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000140 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000150 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000160 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000170 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000180 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000190 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000001a0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
000001b0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 20 |............... |
000001c0 21 00 83 aa 28 82 00 08 00 00 00 00 20 00 00 aa |!...(....... ...|
000001d0 29 82 83 fe ff ff 00 08 20 00 00 80 1a 06 00 fe |)....... .......|
000001e0 ff ff 83 fe ff ff 00 88 3a 06 00 00 71 02 00 fe |........:...q...|
000001f0 ff ff 05 fe ff ff 00 88 ab 08 00 78 54 10 55 aa |...........xT.U.|
00000200
[root@centos6 grub]#reboot
#无法启动，出现下面提示

光盘启动，进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#grub-install /dev/sda
#sync
#exit
#exit

范例：修复grub的第1.5 阶段故障

[root@centos6 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied, 0.00070171 s, 636 kB/s
[root@centos6 ~]#grub
Probing devices to guess BIOS drives. This may take a long time.
GNU GRUB version 0.97 (640K lower / 3072K upper memory)
[ Minimal BASH-like line editing is supported. For the first word, TAB
lists possible command completions. Anywhere else TAB lists the possible
completions of a device/filename.]
grub> root (hd0,0)
root (hd0,0)
Filesystem type is ext2fs, partition type 0x83
grub> setup (hd0)
setup (hd0)
Checking if "/boot/grub/stage1" exists... no
Checking if "/grub/stage1" exists... yes
Checking if "/grub/stage2" exists... yes
Checking if "/grub/e2fs_stage1_5" exists... yes
Running "embed /grub/e2fs_stage1_5 (hd0)"... 27 sectors are embedded.
succeeded
Running "install /grub/stage1 (hd0) (hd0)1+27 p (hd0,0)/grub/stage2
/grub/grub.conf"... succeeded
Done.
grub> quit
[root@centos6 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=25 seek=1
[root@centos6 ~]#reboot
#无法启动，显示下面界面

光盘启动，进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#grub-install /dev/sda
#sync
#按 ctrl+alt+delete 三个键重启动

1.3.2.3 grub legacy 管理

配置文件：/boot/grub/grub.conf <– /etc/grub.conf

stage2及内核等通常放置于一个基本磁盘分区

grub legacy 功用：

(1) 提供启动菜单、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

(2) 加载用户选择的内核或操作系统

允许传递参数给内核

可隐藏启动菜单

(3) 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

grub的命令行接口

help: 获取帮助列表
help KEYWORD: 详细帮助信息
find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：
root (hd#,#)
kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 设定本次启动的内核文件；额外还可添加许多内核支持使用的cmdline参数
例如：max_loop=100 selinux=0 init=/path/to/init
initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 设定为选定的内核提供额外文件的ramdisk
boot: 引导启动选定的内核

cat /proc/cmdline 内核参数

内核参数文档:

/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.32/Documentation/kernel-parameters.txt

grub legacy识别硬盘设备

(hd#,#)
hd#: 磁盘编号，用数字表示；从0开始编号
#: 分区编号，用数字表示; 从0开始编号
示例：
(hd0,0) 第一块硬盘，第一个分区

手动在grub命令行接口启动系统

grub> root (hd#,#)
grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE
grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
grub> boot

grub legacy配置文件：/boot/grub/grub.conf

default=#: 设定默认启动的菜单项；落单项(title)编号从0开始
timeout=#：指定菜单项等待选项选择的时长
splashimage=(hd#,#)/PATH/XPM_FILE：菜单背景图片文件路径
password [--md5| --encrypt] STRING: 启动菜单编辑认证
hiddenmenu：隐藏菜单
title TITLE：定义菜单项“标题”, 可出现多次
root (hd#,#)：查找stage2及kernel文件所在设备分区；为grub的根
kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]：启动的内核
initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 内核匹配的ramfs文件
password [--md5|--encrypted ] STRING: 启动选定的内核或操作系统时进行认证

grub加密生成grub口令

grub-md5-crypt
grub-crypt

破解root口令：

(1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title，而后使用a 或 e 命令)
(2) 在选定的kernel后附加1, s, S，single 都可以进入单用户模式
(3) 在kernel所在行，键入“b”命令

范例: 给grub 添加密码,防止破解root密码

[root@centos6 ~]#grub-crypt
Password:
Retype password:
$6$RedtvBe0D0sM8yKq$yKwmmnHSDb9wDRUuZbC3H1ZNwIlf/Mh88MXa3JzXloXyy0hXIxFwLIoMdgmYFfkWXxkP.vW3ypIla4P5zUKuT.
[root@centos6 ~]#vim /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=5
password --encrypt
$6$RedtvBe0D0sM8yKq$yKwmmnHSDb9wDRUuZbC3H1ZNwIlf/Mh88MXa3JzXloXyy0hXIxFwLIoMdgmYFfkWXxkP.vW3ypIla4P5zUKuT.
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.x86_64)

范例：生成背景图片

[root@centos6 ~]#convert -resize 640x480 -colors 14 winner.png splash.xpm
[root@centos6 ~]#more splash.xpm
#生成splash.xpm.gz
[root@centos6 ~]#gzip splash.xpm
[root@centos6 ~]#mv splash.xpm.gz /boot/grub

1.3.3 加载 kernel

kernel 自身初始化过程

1. 探测可识别到的所有硬件设备

2. 加载硬件驱动程序（借助于ramdisk加载驱动）

3. 以只读方式挂载根文件系统

4. 运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

Linux内核特点：

支持模块化：.ko（内核对象），如：文件系统，硬件驱动，网络协议等
支持内核模块的动态装载和卸载

内核组成部分：

核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release

ramdisk：辅助的伪根系统，加载相应的硬件驱动，ramdisk –> ramfs 提高速度
CentOS 5 /boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS 6 以后版本 /boot/initramfs-VERSION-release.img

模块文件：/lib/modules/VERSION-release

范例：误删除内核文件/boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64无法启动，故障恢复

[root@centos6 ~]#rm -f /boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64
[root@centos6 ~]#reboot
#进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#mount /dev/sr0 /mnt/
#cp /mnt/isolinux/vmlinuz /boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64
#sync
#exit
#reboot

ramdisk文件的制作：

mkinitrd命令

mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

dracut命令

dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

范例：误删除/boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img无法启动，故障恢复

[root@centos6 ~]#rm -f /boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img
[root@centos6 ~]#reboot
#进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
#sync
#exit
#exit
#reboot

1.3.4 init初始化

POST –> BootSequence (BIOS) –> Bootloader(MBR) –> kernel(ramdisk) –> rootfs(只读) –>

init（systemd）

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

1.3.4.1 运行级别

运行级别：为系统运行或维护等目的而设定；0-6：7个级别，一般使用3, 5做为默认级别

0：关机
1：单用户模式(root自动登录), single, 维护模式
2：多用户模式，启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式
3：多用户模式，正常模式；文本界面
4：预留级别；可同3级别
5：多用户模式，正常模式；图形界面
6：重启

切换级别：

init #

查看级别：

runlevel
who -r

定义运行级别

/etc/inittab

CentOS 5 的inittab文件还定义以下内容

初始运行级别(RUN LEVEL)
系统初始化脚本
对应运行级别的脚本目录
捕获某个关键字顺序
定义UPS电源终端/恢复脚本
在虚拟控制台生成getty
在运行级别5初始化X

CentOS 5 的inittab文件每一行格式：

id:runlevel:action:process
id：是惟一标识该项的字符序列
runlevels： 定义了操作所使用的运行级别
action： 指定了要执行的特定操作
      wait: 切换至此级别运行一次
      respawn：此process终止，就重新启动之
      initdefault：设定默认运行级别；process省略
      sysinit：设定系统初始化方式
process：定义了要执行的进程

范例：CentOS 5 的inittab文件

id:5:initdefault:
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down”
pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled”
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
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

CentOS 6 /etc/inittab和相关文件

CentOS 6 init程序为 upstart, 其配置文件/etc/inittab, /etc/init/*.conf，配置文件的语法遵循 upstart配置文件语法格式，和CentOS5不同

/etc/inittab 设置系统默认的运行级别
/etc/init/control-alt-delete.conf
/etc/init/tty.conf
/etc/init/start-ttys.conf
/etc/init/rc.conf
/etc/init/prefdm.conf

1.3.4.2 初始化脚本 sysinit

/etc/rc.d/rc.sysinit
[root@centos6 ~]#cat /etc/init/rcS.conf

系统初始化脚本功能

(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

1.3.4.3 服务管理

[root@centos6 ~]#cat /etc/init/rc.conf
# rc - System V runlevel compatibility
#
# This task runs the old sysv-rc runlevel scripts. It
# is usually started by the telinit compatibility wrapper.
#
# Do not edit this file directly. If you want to change the behaviour,
# please create a file rc.override and put your changes there.
start on runlevel [0123456]
stop on runlevel [!$RUNLEVEL]
task
export RUNLEVEL
console output
exec /etc/rc.d/rc $RUNLEVEL

service 命令：手动管理服务

service 服务 start|stop|restart
service --status-all

/etc/rc.d/rc 控制服务脚本的开机自动运行

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

说明：rc N –> 意味着读取/etc/rc.d/rcN.d/

K: K##：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为依赖到别的服务

S: S##：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为被依赖到的服务

配置服务开机启动

chkconfig命令
ntsysv命令

chkconfig 命令管理服务

#查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形：
chkconfig [--list] [name]
#添加服务
SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)
#!/bin/bash
chkconfig: LLLL nn nn #LLLL 表示初始在哪个级别下启动，-表示都不启动
description : 描述信息
chkconfig --add name
#删除服务
chkconfig --del name
#修改指定的运行级别
chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>
说明：--level LLLL: 指定要设置的级别；省略时表示2345

1.3.4.4 非独立服务

服务分为独立服务和非独立服务

瞬态（Transient）服务被超级守护进程 xinetd 进程所管理，也称为非独立服务进入的请求首先被xinetd代理

配置文件：

/etc/xinetd.conf
/etc/xinetd.d/<service>

用chkconfig控制非独立服务开机启动

示例：chkconfig tftp on

1.3.4.5 开机启动文件 rc.local

/etc/rc.d/rc.local

注意：正常级别下，最后启动一个服务S99local没有链接至/etc/rc.d/init.d一个服务脚本，而是指向

了/etc/rc.d/rc.local脚本

不便或不需写为服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d/目录，且又想开机时自动运行的命令，可直接放置

于/etc/rc.d/rc.local文件中

/etc/rc.d/rc.local在指定运行级别脚本后运行

1.3.5 CentOS 启动过程总结

/sbin/init –> (/etc/inittab) –> 设置默认运行级别 –> 运行系统初始脚本/etc/rc.d/rc.sysinit、完成系统初始化 –> (关闭对应下需要关闭的服务)启动需要启动服务/etc/rc#.d/Sxxxx,/etc/rc.d/rc.local–> 设置登录终端

1.4 自制linux系统

1.4.1 分区并创建文件系统

#分两个必要的分区,/dev/sdb1对应/boot /dev/sdb2对应根 /
[root@centos6 ~]#echo -e 'n\np\n1\n\n+1G\nw\n' | fdisk /dev/sdb
[root@centos6 ~]#echo -e 'n\np\n2\n\n\n\nw\n' | fdisk /dev/sdb
[root@centos6 ~]#mkfs.ext4 /dev/sdb1
[root@centos6 ~]#mkfs.ext4 /dev/sdb2

1.4.2 挂载boot

#子目录必须为boot
[root@centos6 ~]#mkdir /mnt/boot
[root@centos6 ~]#mount /dev/sdb1 /mnt/boot

1.4.3 安装grub

[root@centos6 ~]#grub-install --root-directory=/mnt/ /dev/sdb

1.4.4 准备内核和initramfs文件

[root@centos6 ~]#cp /boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 /mnt/boot/vmlinuz
[root@centos6 ~]#cp /boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img
/mnt/boot/initramfs.img

1.4.5 建立grub.conf

[root@centos6 ~]#cat /mnt/boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=6
title wang linux
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
initrd /initramfs.img

[root@centos6 ~]#tree /mnt/boot
/mnt/boot
├── grub
│ ├── device.map
│ ├── e2fs_stage1_5
│ ├── fat_stage1_5
│ ├── ffs_stage1_5
│ ├── grub.conf
│ ├── iso9660_stage1_5
│ ├── jfs_stage1_5
│ ├── minix_stage1_5
│ ├── reiserfs_stage1_5
│ ├── stage1
│ ├── stage2
│ ├── ufs2_stage1_5
│ ├── vstafs_stage1_5
│ └── xfs_stage1_5
├── initramfs.img
├── lost+found
└── vmlinuz
2 directories, 16 files
[root@centos6 ~]#

1.4.6 准备根下面相关程序和库

[root@centos6 ~]#mkdir /mnt/sysroot
[root@centos6 ~]#mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot
[root@centos6 ~]#mkdir –pv
/mnt/sysroot/{boot,dev,sys,proc,etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,opt,home,root
,mnt,media}
#复制bash等命令和相关库文件，如：
bash,ifconfig,insmod,ping,mount,ls,cat,df,lsblk,blkid,tree,fdisk
[root@centos6 ~]#mkdir /mnt/sysroot/{dev,proc,etc,sys,lib,home,root}
#准备网卡驱动
[root@centos6 ~]#ethtool -i eth0
driver: e1000
version: 7.3.21-k8-NAPI
firmware-version:
bus-info: 0000:02:01.0
supports-statistics: yes
supports-test: yes
supports-eeprom-access: yes
supports-register-dump: yes
supports-priv-flags: no
[root@centos6 ~]#modinfo -n e1000
/lib/modules/2.6.32-754.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko
[root@centos6 ~]#cp /lib/modules/2.6.32-
754.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko /mnt/sysroot/lib/
[root@centos6 ~]#chroot /mnt/sysroot

1.5 启动过程的故障排错

1.5.1 实战案例

故障: 删除 /sbin/init 无法启动

恢复过程

1 先进入grub菜单，在kernel参数后加 selinux=0 init=/bin/bash
2 mount -o remount,rw /
3 mount /dev/sr0 /mnt/
4 rpm2cpio /mnt/Packages/upstart.xxx.rpm | cpio -idv ./sbin/init
5 mv ./sbin/init /sbin/

1.5.2 实战案例

故障：rm -rf /boot/* 和 /etc/fstab 进行恢复

恢复过程

1. 用光盘进入 rescue mode，找到/ 所在分区并恢复/etc/fstab

fdisk -l
mkdir /mnt/rootdir
mount /dev/sdaN /mnt/rootdir
ls /mnt/rootdir
mount /dev/sda2 /mnt/rootdir
vim /mnt/rootdir/etc/fstab
/dev/sda1 /boot ext4 defaults 0 0
/dev/sda2 / ext4 defaults 0 0
/dev/sda3 /data ext4 defaults 0 0
/dev/sda5 swap swap defaults 0 0
reboot

2. rescue mode 恢复内核和initrd 文件

/dev/sda2 –> /mnt/sysimage

chroot /mnt/sysimage
mount /dev/sr0 /mnt/
#方法1
rpm -ivh /mnt/Packages/kernel.xxxx.rpm --force
#方法2
cp /mnt/isolinux/vmlinuz /boot/
mkinitrd /boot/initramfs.img `uname -r`

3. 修复 grub

grub-install /dev/sda
vim /boot/grub/grub.conf 方法2
[root@centos6 ~]#cat /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=5
title centos
kernel /vmlinuz root=/dev/sda2
initrd /initramfs.img

4. reboot

2 /proc 目录和内核参数管理

/proc目录：内核把自己内部状态信息及统计信息，以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出

帮助：man proc

内核参数：

只读：只用于输出信息
可写：可接受用户指定“新值”来实现对内核某功能或特性的配置

/proc/sys 设置

sysctl命令用于查看或设定此目录中诸多参数

sysctl -w path.to.parameter=VALUE

默认配置文件：/etc/sysctl.conf 及以下文件

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

范例：

sysctl -w kernel.hostname=mail.magedu.com

echo命令通过重定向方式也可以修改大多数参数的值

echo "VALUE" > /proc/sys/path/to/parameter

sysctl命令：

(1) 临时设置某参数

sysctl -w parameter=VALUE

(2) 通过读取配置文件设置参数

sysctl -p [/path/to/conf_file]

(3) 查看所有生效参数

sysctl -a

常用的内核参数：

net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all
net.ipv4.ip_nonlocal_bind #允许应用程序可以监听本地不存在的IP
vm.drop_caches
fs.file-max = 1020000

范例:

[root@centos8 ~]#cat /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
0
[root@centos8 ~]#vim /etc/sysctl.d/test.conf
[root@centos8 ~]#cat /etc/sysctl.d/test.conf
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=1
[root@centos8 ~]#sysctl -p /etc/sysctl.d/test.conf
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1
[root@centos8 ~]#cat /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
1

3 /sys 目录

/sys目录：

使用sysfs文件系统，为用户使用的伪文件系统，输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息，也有内核对硬件特性的设定信息；有些参数是可以修改的，用于调整硬件工作特性

udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需要设备文件，udev是运行用户空间程序

专用工具：udevadmin, hotplug

udev为设备创建设备文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d

及/usr/lib/udev/rules.d目录下

4 内核模块管理和编译

单内核体系设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点，为内核引入模块化机制
内核组成部分：
  kernel：内核核心，一般为bzImage，通常在/boot目录下
    名称为 vmlinuz-VERSION-RELEASE
  kernel object：内核对象，一般放置于
    /lib/modules/VERSION-RELEASE/
  辅助文件：ramdisk
    initrd：从CentOS 5 版本以前
    initramfs：从CentOS6 版本以后

4.1 内核版本

运行中的内核：

uname命令：

uname – print system information

uname [OPTION]…

-n: 显示节点名称

-r: 显示VERSION-RELEASE

-a:显示所有信息

4.2 内核模块命令

lsmod命令：

显示由核心已经装载的内核模块
显示的内容来自于: /proc/modules文件

modinfo命令：

功能：管理内核模块

配置文件：/etc/modprobe.conf, /etc/modprobe.d/*.conf

显示模块的详细描述信息

modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename... ]
  -n：只显示模块文件路径
  -p：显示模块参数
  -a：作者
  -d：描述

范例：

[root@centos8 ~]#lsmod |grep xfs
xfs 1474560 2
libcrc32c 16384 1 xfs
[root@centos8 ~]#modinfo xfs
filename: /lib/modules/4.18.0-147.el8.x86_64/kernel/fs/xfs/xfs.ko.xz
license: GPL
description: SGI XFS with ACLs, security attributes, no debug enabled
author: Silicon Graphics, Inc.
alias: fs-xfs
rhelversion: 8.1
srcversion: 947E2EDC226CFCEC0F1F71B
depends: libcrc32c
intree: Y
name: xfs
vermagic: 4.18.0-147.el8.x86_64 SMP mod_unload modversions
sig_id: PKCS#7
signer: CentOS Linux kernel signing key
sig_key: 79:05:D0:5C:21:6F:8A:C5:DD:6E:19:BB:77:9D:05:F6:F2:21:B8:17
sig_hashalgo: sha256
signature: C9:68:71:F6:2D:2A:F9:83:AC:A8:12:30:29:E3:61:1C:0C:2F:1E:7E:
BC:1D:87:B9:56:00:4E:6F:87:9C:6F:22:78:09:D1:D9:C0:D0:21:C1:
8F:0F:62:11:C0:15:E5:6E:70:D4:A5:92:F7:15:D8:0F:C4:4E:F4:7E:
87:74:A9:32:CC:D7:97:1B:11:B9:3C:98:51:25:DD:99:1D:15:55:19:
C2:E4:67:58:AE:A0:7F:21:13:3C:F5:A1:8B:86:81:70:49:3F:62:3B:
F0:37:A9:8F:87:01:5D:7F:FA:5C:5A:1F:16:88:EE:87:DA:03:8C:9D:
92:7E:5E:F4:D6:56:AF:FF:DB:FA:8A:AC:D3:BE:2F:13:7A:1D:CB:BF:
A5:EB:2C:06:2C:7D:55:E6:AA:78:83:51:F4:CA:72:98:79:C1:55:E4:
80:C2:8D:4F:E5:CB:EC:A4:9D:AB:5A:AA:CB:8A:A5:FE:0C:E1:CC:1E:
26:A3:D1:E7:FA:F4:D2:66:12:1F:BB:4F:73:16:8A:A0:19:7E:A5:17:
3D:DF:2A:A5:B2:4F:64:44:2B:3E:06:A1:3A:5F:FF:DD:CC:6B:71:20:
A8:6E:83:AF:A6:C0:38:B6:3A:C3:72:2F:74:64:1F:E4:1C:EC:E5:B4:
77:AA:5D:38:3B:50:EB:1A:82:79:13:7C:A6:70:B1:37:A0:1E:4C:18:
C9:14:46:7A:0B:D4:2F:A3:29:E6:49:42:D4:A8:03:4F:33:FA:D7:3E:
C4:CE:F7:53:C7:1D:7F:28:4F:70:F5:67:71:29:2E:9C:E5:A6:60:02:
D2:49:7F:F1:6D:3D:E6:F9:FF:B0:01:F8:C2:50:C3:AB:23:50:F4:19:
A2:45:DC:9B:C3:1C:DA:C0:36:88:7C:C0:9B:D7:7D:B6:3A:D5:83:AD:
AD:7A:33:92:09:D2:7F:B0:0E:B4:21:2F:DB:F9:F7:50:E4:C8:94:D1:
29:E6:2D:C1:5D:51:94:14:1C:72:04:CB:BF:FC:DA:6E:A3:66:D2:0A:
C5:E0:F2:0F

装载或卸载内核模块

modprobe [ -C config-file ] [ modulename ] [ module parame-ters... ]
modprobe [ -r ] modulename…

范例：

[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
btusb 53248 0
btrtl 16384 1 btusb
btbcm 16384 1 btusb
btintel 24576 1 btusb
bluetooth 630784 5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
[root@centos8 ~]#modprobe usb_storage
[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
usb_storage 73728 0
btusb 53248 0
btrtl 16384 1 btusb
btbcm 16384 1 btusb
btintel 24576 1 btusb
bluetooth 630784 5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
[root@centos8 ~]#modprobe -r usb_storage
[root@centos8 ~]#lsmod |grep uas
#因为uas依赖usb_storage,安装uas会自动加载usb_storage
[root@centos8 ~]#modprobe uas
[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
usb_storage 73728 1 uas
btusb 53248 0
btrtl 16384 1 btusb
btbcm 16384 1 btusb
btintel 24576 1 btusb
bluetooth 630784 5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
[root@centos8 ~]#lsmod |grep -E 'usb|uas'
uas 28672 0
usb_storage 73728 1 uas
btusb 53248 0
btrtl 16384 1 btusb
btbcm 16384 1 btusb
btintel 24576 1 btusb
bluetooth 630784 5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
#因为uas依赖usb_storage，无法直接卸载usb_storage
[root@centos8 ~]#modprobe -r usb_storage
modprobe: FATAL: Module usb_storage is in use.
#先卸载usb_storage，再卸载uas
[root@centos8 ~]#modprobe -r uas
[root@centos8 ~]#modprobe -r usb_storage

depmod命令：内核模块依赖关系文件及系统信息映射文件的生成工具

insmod命令：可以安装模块，需要指定模块文件路径，并且不自动解决依赖模块

insmod `modinfo –n exportfs`
insmod `modinfo –n xfs`

rmmod命令：卸载模块

rmmod [ modulename ]

范例：

rmmod xfs
rmmod exportfs

4.3 编译内核

编译安装内核准备：

(1) 准备好开发环境

(2) 获取目标主机上硬件设备的相关信息

(3) 获取目标主机系统功能的相关信息，例如:需要启用相应的文件系统

(4) 获取内核源代码包， www.kernel.org

4.3.1 编译准备

4.3.1.1 目标主机硬件设备相关信息

CPU：

cat /proc/cpuinfo
x86info -a
lscpu

PCI设备：lspci -v ，-vv

[root@centos8 ~]#lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX Host bridge
(rev 01)
00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX AGP bridge
(rev 01)
00:07.0 ISA bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ISA (rev 08)
00:07.1 IDE interface: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 IDE (rev 01)
00:07.3 Bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI (rev 08)
00:07.7 System peripheral: VMware Virtual Machine Communication Interface (rev
10)
00:0f.0 VGA compatible controller: VMware SVGA II Adapter
00:10.0 SCSI storage controller: Broadcom / LSI 53c1030 PCI-X Fusion-MPT Dual
Ultra320 SCSI (rev 01)
00:11.0 PCI bridge: VMware PCI bridge (rev 02)
00:15.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)

USB设备：lsusb -v，-vv

[root@centos8 ~]#dnf install usbutils -y
[root@centos8 ~]#lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0951:1666 Kingston Technology DataTraveler 100 G3/G4/SE9
G2
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 002 Device 003: ID 0e0f:0002 VMware, Inc. Virtual USB Hub
Bus 002 Device 002: ID 0e0f:0003 VMware, Inc. Virtual Mouse
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
usb_storage 73728 1 uas

lsblk 块设备

全部硬件设备信息：hal-device：CentOS 6

4.3.1.2 开发环境相关包

gcc make ncurses-devel flex bison openssl-devel elfutils-libelf-devel

4.3.1.3 内核编译安装实现下载源码文件
准备文本配置文件/boot/config-`uname -r`
make menuconfig：配置内核选项，相当于./configure

[ ]: N
[M]: M
[*]: Y

make [-j #] 或者用以下两步实现：

make -j # bzImage

make -j # modules

安装模块：make modules_install
安装内核相关文件：make install

- 安装bzImage为 /boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
- 生成initramfs文件
- 编辑grub的配置文件

4.3.1.4 编译安装内核实战案例

[root@centos8 ~]#yum -y install gcc make ncurses-devel flex bison openssl-devel
elfutils-libelf-devel
[root@centos8 ~]#tar xf linux-5.6.12.tar.xz -C /usr/local/src
[root@centos8 ~]#cd /usr/local/src
[root@centos8 ~]#ln -sv linux-5.6.12 linux
[root@centos8 ~]#cd /usr/src/linux
[root@centos8 linux]#cp /boot/config-$(uname -r) ./.config
[root@centos8 linux]#vim .config
#修改下面两行，CentOS7无需修改
# CONFIG_MODULE_SIG is not set
CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""
[root@centos8 linux]#make help
[root@centos8 linux]#make menuconfig
[root@centos8 linux]#time make -j 2
#或者两步实现：make -j 2 bzImage ; make -j 2 modules
......
LD [M] sound/xen/snd_xen_front.ko
LD [M] virt/lib/irqbypass.ko
real 82m52.128s
user 133m37.982s
sys 25m46.311s
[root@centos8 linux]#pwd
/usr/local/src/linux
[root@centos8 linux]#du -sh .
15G .
[root@centos8 linux]#make modules_install
[root@centos8 linux]#ls /lib/modules
4.18.0-147.el8.x86_64 5.6.12-wanglinux-6.6.6
[root@centos8 linux]#du -sh /lib/modules/5.6.12-wanglinux-6.6.6/
3.5G /lib/modules/5.6.12-wanglinux-6.6.6/
[root@centos8 linux]#make install
[root@centos8 linux]#ls /boot
config-4.18.0-147.el8.x86_64
efi
grub2
initramfs-0-rescue-5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5.img
initramfs-4.18.0-147.el8.x86_64.img
initramfs-4.18.0-147.el8.x86_64kdump.img
initramfs-5.6.12-wanglinux-6.6.6.img
loader
lost+found
System.map
System.map-4.18.0-147.el8.x86_64
System.map-5.6.12-wanglinux-6.6.6
vmlinuz
vmlinuz-0-rescue-5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5
vmlinuz-4.18.0-147.el8.x86_64
vmlinuz-5.6.12-wanglinux-6.6.6
[root@centos8 ~]#ls /boot/loader/entries/
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-0-rescue.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-4.18.0-147.el8.x86_64.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-5.6.12-wanglinux-6.6.6.conf
[root@centos8 ~]#cat /boot/loader/entries/5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-
5.6.12-wanglinux-6.6.6.conf
title CentOS Linux (5.6.12-wanglinux-6.6.6) 8 (Core)
version 5.6.12-wanglinux-6.6.6
linux /vmlinuz-5.6.12-wanglinux-6.6.6
initrd /initramfs-5.6.12-wanglinux-6.6.6.img $tuned_initrd
options $kernelopts $tuned_params
id centos-20200513060531-5.6.12-wanglinux-6.6.6
grub_users $grub_users
grub_arg --unrestricted
grub_class kernel
[root@centos8 ~]#reboot
[root@centos8 ~]#uname -r
5.6.12-wanglinux-6.6.6

4.3.1.4 内核编译说明

1. 配置内核选项

支持“更新”模式进行配置：make help

(a) make config：基于命令行以遍历的方式配置内核中可配置的每个选项

(b) make menuconfig：基于curses的文本窗口界面

(d) make xconfig：基于QT(KDE)环境的窗口界面

支持“全新配置”模式进行配置

(a) make defconfig：基于内核为目标平台提供的“默认”配置进行配置

(b) make allyesconfig: 所有选项均回答为“yes“

2. 编译内核

- 全编译:

make [-j #]

- 编译内核的一部分功能：

(a) 只编译某子目录中的相关代码

cd /usr/src/linux; make dir/

(b) 只编译一个特定的模块

cd /usr/src/linux; make dir/file.ko

范例：只为e1000编译驱动：

make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

3 交叉编译内核

编译的目标平台与当前平台不相同

make ARCH=arch_name

要获取特定目标平台的使用帮助

make ARCH=arch_name help

4 重新编译需要事先清理操作

make clean：清理大多数编译生成的文件，但会保留.config文件等
make mrproper: 清理所有编译生成的文件、config及某些备份文件
make distclean：包含 make mrproper,并清理patches以及编辑器备份文件

4.3.1.5 卸载内核

删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码
删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
删除/boot目录下启动的内核和内核映像文件
更改grub的配置文件，删除不需要的内核启动列表 grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
CentOS 8 还需要删除 /boot/loader/entries/5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-新内核版本conf

5 Busybox

5.1 Busybox介绍

Busybox 最初是由 Bruce Perens 在 1996 年为 Debian GNU/Linux 安装盘编写的。其目标是在一张软

盘(存储空间只有1MB多)上创建一个GNU/Linux 系统，可以用作安装盘和急救盘

Busybox 是一个开源项目，遵循GPL v2协议。Busybox将众多的UNIX命令集合进一个很小的可执行程

序中，可以用来替代GNU fileutils、shellutils 等工具集。Busybox中各种命令与相应的GNU工具相

比，所能提供的选项比较少，但是也足够一般的应用了。Busybox主要用于嵌入式系统

Busybox 是一个集成了三百多个最常用Linux命令和工具的软件。BusyBox 包含了一些简单的工具，例

如ls、cat和echo等等，还包含了一些更大、更复杂的工具，例grep、find、mount以及telnet。有些人

将 BusyBox 称为 Linux 工具里的瑞士军刀。简单的说BusyBox就好像是个大工具箱，它集成压缩了

Linux 的许多工具和命令，也包含了 Android 系统的自带的shell定制小型的Linux操作系统：linux内核+busybox。

5.2 Busybox使用

busybox 的编译过程与Linux内核的编译类似

busybox的使用有三种方式：

busybox后直接跟命令，如 busybox ls
直接将busybox重命名，如 cp busybox tar
创建符号链接，如 ln -s busybox rm

busybox的安装

以上方法中，第三种方法最方便，但为busybox中每个命令都创建一个软链接，相当费事，busybox提

供自动方法：busybox编译成功后，执行make install,则会产生一个_install目录，其中包含了busybox

及每个命令的软链接。

5.3 busybox编译安装

[root@centos7 ~]#yum -y install gcc gcc-c++ glibc glibc-devel make pcre pcredevel
openssl openssl-devel systemd-devel zlib-devel glibc-static ncurses-devel
[root@centos7 ~]#wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2
[root@centos7 ~]#tar xvf busybox-1.31.1.tar.bz2
[root@centos7 ~]#cd busybox-1.31.1/
[root@centos7 busybox-1.31.1]#make menuconfig #按下面选择，把busybox编译也静态二进
制、不用共享库:Settings -->Build Options -->[*] Build static binary (no shared
libs)
[root@centos7 busybox-1.31.1]#make #如果出错，执行make clean后，重新执行上面命令
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls
[root@centos7 busybox-1.31.1]#make install
[root@centos7 busybox-1.31.1]#pwd
/root/busybox-1.31.1
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls
applets debianutils loginutils
qemu_multiarch_testing
applets_sh docs mailutils README
arch e2fsprogs Makefile runit
archival editors Makefile.custom scripts
AUTHORS examples Makefile.flags selinux
busybox findutils Makefile.help shell
busybox.links include make_single_applets.sh
size_single_applets.sh
busybox_unstripped init miscutils sysklogd
busybox_unstripped.map _install modutils testsuite
busybox_unstripped.out INSTALL networking TODO
Config.in klibc-utils NOFORK_NOEXEC.lst TODO_unicode
configs libbb NOFORK_NOEXEC.sh util-linux
console-tools libpwdgrp printutils
coreutils LICENSE procps
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ll busybox -h
-rwxr-xr-x 1 root root 2.6M May 13 14:46 busybox

[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls _install/
bin linuxrc sbin usr
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls _install/bin
arch dd grep login netstat rmdir tar
ash df gunzip ls nice rpm
touch
base64 dmesg gzip lsattr nuke run-parts true
busybox dnsdomainname hostname lzop pidof scriptreplay
umount
cat dumpkmap hush makemime ping sed
uname
chattr echo ionice mkdir ping6 setarch
usleep
chgrp ed iostat mknod pipe_progress setpriv vi
chmod egrep ipcalc mktemp printenv setserial
watch
chown false kbd_mode more ps sh zcat
conspy fatattr kill mount pwd sleep
cp fdflush link mountpoint reformime stat
cpio fgrep linux32 mpstat resume stty
cttyhack fsync linux64 mt rev su
date getopt ln mv rm sync
[root@centos7 busybox-1.31.1]#find _install/ -type l |wc -l
396
[root@centos7 busybox-1.31.1]#du -sh _install/
2.6M _install/
[root@centos7 busybox-1.31.1]#mkdir /mnt/sysroot/
[root@centos7 busybox-1.31.1]#cp -a _install/* /mnt/sysroot/

6 systemd

6.1 systemd 特性

Systemd：从 CentOS 7 版本之后开始用 systemd 实现init进程，系统启动和服务器守护进程管理器，

负责在系统启动或运行时，激活系统资源，服务器进程和其它进程。

Systemd新特性

系统引导时实现服务并行启动
按需启动守护进程
自动化的服务依赖关系管理
同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务
socket与服务程序分离
向后兼容sysv init脚本
使用systemctl 命令管理，systemctl命令固定不变，不可扩展，非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信和控制
系统状态快照

systemd核心概念：unit

unit表示不同类型的systemd对象，通过配置文件进行标识和配置；文件中主要包含了系统服务、监听

socket、保存的系统快照以及其它与init相关的信息。

Unit类型：

#查看unit类型
[root@centos8 ~]#systemctl -t help
Available unit types:
service
socket
target
device
mount
automount
swap
timer
path
slice
scope

service unit: 文件扩展名为.service, 用于定义系统服务
Socket unit: .socket, 定义进程间通信用的socket文件，也可在系统启动时，延迟启动服务，实现

按需启动

Target unit: 文件扩展名为.target，用于模拟实现运行级别
Device unit: .device, 用于定义内核识别的设备
Mount unit: .mount, 定义文件系统挂载点
Snapshot unit: .snapshot, 管理系统快照
Swap unit: .swap, 用于标识swap设备
Automount unit: .automount，文件系统的自动挂载点
Path unit: .path，用于定义文件系统中的一个文件或目录使用,常用于当文件系统变化时，延迟激

活服务，如：spool 目录

unit的配置文件

/usr/lib/systemd/system:每个服务最主要的启动脚本设置，类似于之前的/etc/init.d/
/lib/systemd/system: ubutun的对应目录
/run/systemd/system：系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行
/etc/systemd/system：管理员建立的执行脚本，类似于/etc/rcN.d/Sxx的功能，比上面目录优先运行

6.2 systemctl管理系统服务service unit

命令：

systemctl COMMAND name.service

#启动：相当于service name start
systemctl start name.service
#停止：相当于service name stop
systemctl stop name.service
#重启：相当于service name restart
systemctl restart name.service
#查看状态：相当于service name status
systemctl status name.service
#禁止自动和手动启动：
systemctl mask name.service
#取消禁止
systemctl unmask name.service
#查看某服务当前激活与否的状态：
systemctl is-active name.service
#查看所有已经激活的服务：
systemctl list-units --type|-t service
#查看所有服务：
systemctl list-units --type service --all|-a
#设定某服务开机自启，相当于chkconfig name on
systemctl enable name.service
#设定某服务开机禁止启动：相当于chkconfig name off
systemctl disable name.service
#查看所有服务的开机自启状态，相当于chkconfig --list
systemctl list-unit-files --type service
#用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用：chkconfig –list name
ls /etc/systemd/system/*.wants/name.service
#查看服务是否开机自启：
systemctl is-enabled name.service
#列出失败的服务
systemctl --failed --type=service
#开机并立即启动或停止
systemctl enable --now postfix
systemctl disable --now postfix
#查看服务的依赖关系：
systemctl list-dependencies name.service
#杀掉进程：
systemctl kill unitname

服务状态

#显示状态
systemctl list-unit-files --type service --all

loaded Unit配置文件已处理
active(running) 一次或多次持续处理的运行
active(exited) 成功完成一次性的配置
active(waiting) 运行中，等待一个事件
inactive 不运行
enabled 开机启动
disabled 开机不启动
static 开机不启动，但可被另一个启用的服务激活
indirect 重定向到别处

范例：systemctl 命令示例

#显示所有单元状态
systemctl 或 systemctl list-units
#只显示服务单元的状态
systemctl --type=service
#显示sshd服务单元
systemctl –l status sshd.service
#验证sshd服务当前是否活动
systemctl is-active sshd
#启动，停止和重启sshd服务
systemctl start sshd.service
systemctl stop sshd.service
systemctl restart sshd.service
#重新加载配置
systemctl reload sshd.service
#列出活动状态的所有服务单元
systemctl list-units --type=service
#列出所有服务单元
systemctl list-units --type=service --all
#查看服务单元的启用和禁用状态
systemctl list-unit-files --type=service
#列出依赖的单元
systemctl list-dependencies sshd
验证sshd服务是否开机启动
systemctl is-enabled sshd
禁用network，使之不能自动启动,但手动可以
systemctl disable network
#启用network
systemctl enable network
#禁用network，使之不能手动或自动启动
systemctl mask network
#启用network
systemctl unmask network

6.3 service unit文件格式

/etc/systemd/system：系统管理员和用户使用

/usr/lib/systemd/system：发行版打包者使用

帮助参考：

systemd.directives（7），systemd.unit(5),systemd.service(5), systemd.socket(5),

systemd.target(5),systemd.exec(5)

unit 格式说明：

以 “#” 开头的行后面的内容会被认为是注释
相关布尔值，1、yes、on、true 都是开启，0、no、off、false 都是关闭
时间单位默认是秒，所以要用毫秒（ms）分钟（m）等须显式说明

service unit file文件通常由三部分组成：

[Unit]：定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等
[Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型
[Install]：定义由“systemctl enable”以及”systemctl disable“命令在实现服务启用或禁用时用到

的一些选项。

Unit段的常用选项：

Description：描述信息
After：定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚于哪些unit启动，其功能与Before相反
Requires：依赖到的其它units，强依赖，被依赖的units无法激活时，当前unit也无法激活
Wants：依赖到的其它units，弱依赖。
Conflicts：定义units间的冲突关系。

[root@centos8 ~]#head -n 5 /lib/systemd/system/postfix.service
[Unit]
Description=Postfix Mail Transport Agent
After=syslog.target network.target
Conflicts=sendmail.service exim.service

Service段的常用选项：

Type：定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型

- simple：默认值，这个daemon主要由ExecStart接的指令串来启动，启动后常驻于内存中
- forking：由ExecStart启动的程序透过spawns延伸出其他子程序来作为此daemon的主要服

务。原生父程序在启动结束后就会终止

- oneshot：与simple类似，不过这个程序在工作完毕后就结束了，不会常驻在内存中
- dbus：与simple类似，但这个daemon必须要在取得一个D-Bus的名称后，才会继续运作.因

此通常也要同时设定BusNname= 才行

- notify：在启动完成后会发送一个通知消息。还需要配合 NotifyAccess 来让 Systemd 接收消

息

- idle：与simple类似，要执行这个daemon必须要所有的工作都顺利执行完毕后才会执行。这

类的daemon通常是开机到最后才执行即可的服务

EnvironmentFile：环境配置文件
ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径
ExecStartPre： ExecStart前运行
ExecStartPost： ExecStart后运行
ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本
Restart：当设定Restart=1 时，则当次daemon服务意外终止后，会再次自动启动此服务
PrivateTmp：设定为yes时，会在生成/tmp/systemd-private-UUID-NAME.service-XXXXX/tmp目录

Install段的常用选项：

Alias：别名，可使用systemctl command Alias.service
RequiredBy：被哪些units所依赖，强依赖
WantedBy：被哪些units所依赖，弱依赖
Also：安装本服务的时候还要安装别的相关服务

注意：对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择

重启

systemctl daemon-reload

范例：服务Unit文件

[Unit]
Description=The Nginx HTTP Server daemon # 描述信息
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target # 指定启动nginx之前需要其他
的其他服务，如network.target等
[Service]
# Type为服务类型，仅启动一个主进程的服务为simple，需要启动若干子进程的服务为forking
Type=forking
# 设置执行systemctl start nginx后需要启动的具体命令
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
# 设置执行systemctl reload nginx后需要执行的具体命令
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
# 设置执行systemctl stop nginx后需要执行的具体命令
ExecStop=/bin/kill -s QUIT ${MAINPID}
[Install]
# 设置在什么模式下被安装，设置开机启动的时候需要
WantedBy=multi-user.target

范例：服务Unit文件示例

vim /usr/lib/systemd/system/tomcat.service
[Unit]
Description=java tomcat project
After=syslog.target network.target
[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat
[Install]
WantedBy=multi-user.target

范例：服务Unit文件示例

vim /etc/systemd/system/bak.service
[Unit]
Description=backup /etc
Requires=atd.service
[Service]
Type=simple
ExecStart=/bin/bash -c "echo /data/bak.sh | at now"
[Install]
WantedBy=multi-user.target
systemctl daemon-reload
systemctl start bak

范例：Ubutun实现开机自动运行程序

root@ubuntu1804 ~]#ll /lib/systemd/system/rc.local.service
lrwxrwxrwx 1 root root 16 Dec 12 2018 /lib/systemd/system/rc.local.service ->
rc-local.service
[root@ubuntu1804 ~]#grep -v "^#" /lib/systemd/system/rc.local.service
[Unit]
Description=/etc/rc.local Compatibility
Documentation=man:systemd-rc-local-generator(8)
ConditionFileIsExecutable=/etc/rc.local
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/etc/rc.local start
TimeoutSec=0
RemainAfterExit=yes
GuessMainPID=no
[root@ubuntu1804 ~]#vim /etc/rc.local
[root@ubuntu1804 ~]#cat /etc/rc.local
#!/bin/bash
echo -e '\E[31;1mstarting test service\E[0m'
sleep 10
[root@ubuntu1804 ~]#chmod +x /etc/rc.local
[root@ubuntu1804 ~]#reboot

6.4 运行级别

target units：相当于CentOS 6之前的runlevel ,unit配置文件：.target

ls /usr/lib/systemd/system/*.target
systemctl list-unit-files --type target --all

和运行级别对应关系

0 ==> runlevel0.target, poweroff.target
1 ==> runlevel1.target, rescue.target
2 ==> runlevel2.target, multi-user.target
3 ==> runlevel3.target, multi-user.target
4 ==> runlevel4.target, multi-user.target
5 ==> runlevel5.target, graphical.target
6 ==> runlevel6.target, reboot.target

查看依赖性：

systemctl list-dependencies graphical.target

级别切换：相当于 init N

systemctl isolate name.target

进入默认target

systemctl default

范例：

#切换至字符模式
systemctl isolate multi-user.target

注意：只有/lib/systemd/system/*.target文件中AllowIsolate=yes 才能切换(修改文件需执行systemctl daemon-reload才能生效)

获取默认运行级别：相当于查看 /etc/inittab

systemctl get-default

修改默认级别：相当于修改 /etc/inittab

systemctl set-default name.target

范例：

[root@centos8 ~]#systemctl set-default multi-user.target
[root@centos8 ~]#ls -l /etc/systemd/system/default.target
lrwxrwxrwx. 1 root root 37 Nov 7 19:32 /etc/systemd/system/default.target ->/lib/systemd/system/multi-user.target

切换至紧急救援模式：

systemctl rescue

切换至emergency模式：

systemctl emergency

说明：rescue.target 比emergency 支持更多的功能，例如日志等

传统命令init，poweroff，halt，reboot都成为 systemctl的软链接

#关机
systemctl halt、systemctl poweroff
#重启：
systemctl reboot
#挂起：
systemctl suspend
#休眠：
systemctl hibernate
#休眠并挂起：
systemctl hybrid-sleep

6.5 CentOS 7之后版本引导顺序

1. UEFi或BIOS初始化，运行POST开机自检

2. 选择启动设备

3. 引导装载程序, centos7是grub2,加载装载程序的配置文件：

/etc/grub.d/

/etc/default/grub

/boot/grub2/grub.cfg

4. 加载initramfs驱动模块

5. 加载内核选项

6. 内核初始化，centos7使用systemd代替init

7. 执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab

8. 从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

9. systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target

10. systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统

11. systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

12. systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

13. Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

14. systemd执行graphical需要的服务

通过systemd-analyze 工具可以了解启动的详细过程

范例：生成网页

systemd-analyze plot > boot.html

6.6 设置内核参数

设置内核参数，只影响当次启动

启动时，到启动菜单，按e键，找到在linux 开头的行后添加systemd.unit=desired.target

比如：systemd.unit=emergency.target 或 systemd.unit=rescue.target

6.7 破解 CentOS 7和8的 root 密码

方法一

启动时任意键暂停启动
按e键进入编辑模式
将光标移动linux 开始的行，添加内核参数rd.break
按ctrl-x启动
mount –o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot
passwd root
#如果SELinux是启用的,才需要执行下面操作,如查没有启动,不需要执行
touch /.autorelabel
exit
reboot

方法二

启动时任意键暂停启动
按e键进入编辑模式
将光标移动linux 开始的行，改为rw init=/sysroot/bin/sh
按ctrl-x启动
chroot /sysroot
passwd root
#如果SELinux是启用的,才需要执行下面操作,如查没有启动,不需要执行
touch /.autorelabel
exit
reboot

6.8 实现GRUB2安全

#添加grub密码
[root@centos8 ~]#grub2-setpassword
Enter password:
Confirm password:
[root@centos8 ~]#ls -l /boot/grub2/
total 32
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jan 19 15:17 fonts
-rw-r--r-- 1 root root 5101 Jan 19 15:18 grub.cfg
-rw-r--r-- 1 root root 1024 Jan 19 15:18 grubenv
drwxr-xr-x 2 root root 12288 Jan 19 15:17 i386-pc
-rw------- 1 root root 298 Jan 19 18:20 user.cfg
[root@centos8 ~]#ls -l /boot/grub2/user.cfg
-rw------- 1 root root 298 Jan 19 18:20 /boot/grub2/user.cfg
[root@centos8 ~]#cat /boot/grub2/user.cfg
GRUB2_PASSWORD=grub.pbkdf2.sha512.10000.60AAA29A65F4DC77E8861EF25BDE2034C9B30CE1
E07EE688D7F30460E7E87E7356B0893A6DFFB250B27D2EB9D3ED3E9207199C494D7882E2E8C772C8
2E2DDB7A.5E42FD69FA04293DECD68F077E83875A8E4572A7FBB89BA9F161B15EAFE54FBA963FE5D
52E16764944823396231803E5118DA1D9CAF3EB73C175A7D7A3682A90
#清空grub密码
[root@centos8 ~]#cat /dev/null > /boot/grub2/user.cfg

6.9 修复GRUB2

GRUB2：CentOS 7，8及ubuntu1804都使用。

引导提示时可以使用命令行界面，可从文件系统引导。

主要配置文件：/boot/grub2/grub.cfg

修复配置文件：grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

修复grub

grub2-install /dev/sda #BIOS环境
grub2-install #UEFI环境

范例：调整默认启动内核

[root@centos8 ~]#cat /boot/grub2/grubenv
# GRUB Environment Block
saved_entry=5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-5.6.12-wanglinux-6.6.6
kernelopts=root=UUID=f7f53add-b184-4ddc-8d2c-5263b84d1e15 ro crashkernel=auto
resume=UUID=eebe3bc7-6d52-4ad9-86aa-916f1a123fd4 rhgb quiet net.ifnames=0
boot_success=0
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
#######################################################################
[root@centos8 ~]#cd
[root@centos8 ~]#ls /boot/loader/entries/
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-0-rescue.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-4.18.0-147.el8.x86_64.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-5.6.12-wanglinux-6.6.6.conf
#以下命令是修改 /boot/grub2/grubenv 实现
[root@centos8 ~]#grub2-set-default 1
#或者
[root@centos8 ~]#vim /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=1

6.10 故障排错实战案例

6.10.1 实战案例1：centos 7 ，8 破坏MBR后进行恢复

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
光盘进入救援模式
grub2-install --root-directory=/mnt/sysimage /dev/sda

6.10.2 实战案例2：entos 7 ，8删除/boot/grub2/*所有内容进行恢复

光盘进入救援模式
chroot /mnt/sysimage
grub2-install /dev/sda
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

6.10.3 实战案例3：CentOS 7 ，8 删除/boot/下所有文件后进行恢复

1 光盘救援模式下安装grub2
特别说明：Centos8 必须先grub，再安装kernel,否则安装kernel-core时会提示grub出错
chroot /mnt/sysimage
mount /dev/sr0 /mnt
grub2-install /dev/sda
2安装Kernel
#CentOS 7
rpm –ivh /mnt/Packages/kernel-3.10.0-1062.el7.x86_64.rpm --force
#CentOS 8
rpm -ivh /mnt/BaseOS/Packages/kernel-core-4.18.0-147.el8.x86_64.rpm --force
3修复grub配置文件
生成grub2.cfg文件
grub2-mkconfig –o /boot/grub2/grub.cfg
4 退出重启
exit
exit

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