總結Linux系統啟動與服務管理（整理分享）

這篇文章為大家帶來了關於linux中系統啟動與服務管理的相關知識，伺服器在正常的運行過程中，一般很少重啟，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，希望對大家有幫助。

1. 前言

  伺服器在正常的運行過程中，一般很少重啟，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，但為了加深對 Linux 系統的理解，總結了這篇文章。

2. Linux 系統啟動程序

2.1 開機自我檢測

  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、硬碟等設備進行初步偵測，偵測成功後依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）的設置，將系統控制權傳遞給包含作業系統引導檔案的分割區；或直接根據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）是使用最廣泛的多系統引導程式。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，並根據所選項目（或採用預設值）載入 Linux 核心文件，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文件，介於各種硬體資源與系統程式之間， 負責資源分配與調度。核心接過系統控制權以後，將完全掌控整個 Linux 作業系統的運作過程。
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 進程初始化

  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運行，init 進程負責完成一系列的系統初始化過程，最後等待使用者登入。

2.6 系統啟動流程總結

##偵測出第一個能夠引導系統的裝置例如硬碟或光碟機
• 運行放在MBR 磁區裡的啟動GRUB引導程式
• GRUB 引導程式透過讀取GRUB 設定檔/boot/grub2/grub.cfg 來取得核心和鏡像檔案系統的設定以及路徑位置
• 把核心和鏡像檔案系統載入到記憶體中
• 載入硬體驅動程序，核心把init 進程載入到記憶體中運行

3. init 進程與systemd

3.1 init 進程

由Linux 核心載入執行/sbin/init 程式
• init 行程是系統中第一個行程
• init 行程的PID 號碼永遠為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 進程對比

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 單元類型

#單元類型副檔名ServiceSocketDeviceMountAutomount#SwapPathTimerSnapshot#ScopeSliceTarget

3.5 运行级别对应的 systemd 目标

	##說明
.service	描述一個系統服務
. socket	描述一個進程間通訊的套接字
.device	#描述一個核心識別的裝置文件
.mount	描述一個檔案系統的掛載點
.automount	描述一個檔案系統的自動掛載點
.swap	描述一個記憶體交換設備或交換檔案
.path	#描述一個檔案系統中檔案或目錄
.timer	描述一個計時器（用於實作類似cron 的調度任務）
#.snapshot	用於保存一個systemd 的狀態
.scope	使用systemd 的匯流排介面以編程的方式建立外部程序
.slice	描述居於Cgroup 的一組透過層次組織的管理系統程序
.target	描述一組systemd 的單元

运行级别	systemd 的 target	说明
0	target	关机状态，使用该级别时将会关闭主机
1	rescue.target	单用户模式，不需要密码验证即可登录系统，多用于系统维护
2	multi-user.target	用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
3	multi-user.target	字符界面的完整多用户模式，大多数服务器主机运行在此级别
4	multi-user.target	用户定义/域特定运行级别。默认等同于3
5	graphical.target	图形界面的多用户模式，提供了图形桌面操作环境
6	reboot.target	重新启动，使用该级别时将会重启主机

3.6 systemd 管理命令 systemctl

格式：

systemctl COMMAND name.service		#.service 也可以省略

Sysvinit 和 Systemd 命令对比

Sysvinit命令	Systemd命令	含义
service name start	systemctl start name	启动服务
service name stop	systemctl stop name	关闭服务
service name restart	systemctl restart name	重启服务不管当前是启动还是关闭状态
service name reload	systemctl reload name	重新载入服务配置信息而不中断服务
service name condrestart	systemctl condrestart name	运行状态的服务可以重启，不在运行状态无法重启
service name status	systemctl status name	查看服务的运行状态
chkconfig name on	systemctl enable name	设置服务为开机自启动
chkconfig name off	systemctl disable name	设置服务为开机关闭
chkconfig name	systemctl is-enabled name	检查服务是否开机自启
chkconfig name --add	systemctl daemon-reload	创建一个新服务文件，或者变更配置的时候使用

示例：

#启动 httpd 服务
systemctl start httpd 
#停止 httpd 服务
systemctl stop httpd
#重启 httpd 服务
systemctl restart httpd
#查看 httpd 服务状态
systemctl status httpd
#禁止自动和手动启动服务(可以关闭运行的服务)
systemctl mask name.service	
#取消禁止
systemctl unmask name.service
#查看某服务当前是否正在运行
systemctl is-active name.service
#查看所有服务
systemctl list-unit-files --type=service
#查看所有已经激活的服务
systemctl list-unit-files --type=service | grep enabled
#列出启动失败的服务
systemctl --failed --type=service
或
systemctl list-units --state failed
或
systemctl list-unit-files --state=failed
#开启 httpd 服务并设置开机自启
systemctl enable --now httpd.service
#关闭 httpd 服务并关闭开机自启
systemctl disable --now httpd.service
#查看服务的依赖关系
systemctl list-dependencies name.service
#杀掉进程
systemctl kill unitname

4.总结

  作为一名运维工程，对 Linux 系统服务的管理是基本技能。一个系统在安装完成后免不了要对系统进行优化，关闭不必要的服务，节省系统资源，保护服务器不受网络攻击，这也是运维工作的职责所在，熟练掌握 Linux 系统的底层原理和基本操作，在面对问题的时候才不会茫然不知所措！

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