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#)

centos6的grub.conf文件

[root@centos6 ~]# cat /boot/grub/grub.conf
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda3
#          initrd /initrd-[generic-]version.img
#boot=/dev/sda
default=0
#默认0是选择第一个内核
timeout=5
#默认5秒选择时间
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
#splash.xpm.gz是一个压缩的图片文件，就是纯黑色的一张图
hiddenmenu      
##默认隐藏下面的title菜单，按任意键才显示内核菜单；去掉hiddenmenu后，会直接显示出几个内核菜单
#默认第一选择，内核版本2.6.32-754.24.3
title CentOS (2.6.32-754.24.3.el6.x86_64)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64 ro root=UUID=59ddf05f-45c1-42a3-a6fa-ea728d714386 rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
        initrd /initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img
#第二选择（default=1），内核版本2.6.32-754.17.1
title CentOS (2.6.32-754.17.1.el6.x86_64)
        root (hd0,0)
#hd0表示第一块硬盘，后面的0是此硬盘的第一个分区，也就是/dev/sda1
#而且grub是先于内核启动的，所以它认为/boot是它的根目录，即内核文件的路径是/vmlinuz-...
#grub找到内核文件，然后再找实际的文件系统的根，即root=UUID=59ddf...4386，通过blkid和df命令查看相对应的根就是/dev/sda3
        kernel /vmlinuz-2.6.32-754.17.1.el6.x86_64 ro root=UUID=59ddf05f-45c1-42a3-a6fa-ea728d714386 rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
        initrd /initramfs-2.6.32-754.17.1.el6.x86_64.img
#initramfs是小型的linux系统，有驱动、文件系统等，辅助/vmlinuz来加载文件系统等信息，找到实际的根目录
title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.x86_64)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=UUID=59ddf05f-45c1-42a3-a6fa-ea728d714386 rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
        initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img

[root@centos6 ~]# blkid
/dev/sda1: UUID="3f6fe98d-5347-4322-ae35-a5de27f87631" TYPE="ext4"
/dev/sda2: UUID="79fed117-32ae-49fe-9910-db21db8c1df7" TYPE="swap"
/dev/sda3: UUID="59ddf05f-45c1-42a3-a6fa-ea728d714386" TYPE="ext4"
/dev/sdb1: UUID="0d1537ac-fb91-47c8-af2c-0703c1f4e980" TYPE="ext4"
[root@centos6 ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        18G  1.1G   16G   7% /
tmpfs           490M     0  490M   0% /dev/shm
/dev/sda1       477M   88M  364M  20% /boot
/dev/sdb1       486M  2.3M  458M   1% /mnt/sdb1

#查看ext4文件系统的路径
[root@centos6 ~]# modinfo ext4
filename:       /lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko
license:        GPL
description:    Fourth Extended Filesystem
author:         Remy Card, Stephen Tweedie, Andrew Morton, Andreas Dilger, Theodore Ts'o and others
retpoline:      Y
srcversion:     8F05F07CFCA75F17FB3D211
depends:        mbcache,jbd2
vermagic:       2.6.32-754.24.3.el6.x86_64 SMP mod_unload modversions
#查看大小
[root@centos6 ~]# ll -h /lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko
-rwxr--r-- 1 root root 636K Nov 14  2019 /lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko
#文件系统驱动目录
[root@centos6 ~]# ls /lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs
autofs4  cachefiles  configfs  dlm       exportfs  ext3  fat      fuse  jbd   jffs2  mbcache.ko  nfs_common  nls       ubifs  xfs
btrfs    cifs        cramfs    ecryptfs  ext2      ext4  fscache  gfs2  jbd2  lockd  nfs         nfsd        squashfs  udf
问题：grub中的内核根指的是/boot下，而实际的文件系统根是/，并且文件系统的驱动目录在/lib下。那么就产生矛盾，kernel /vmlinuz-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64（内核根是/boot）没有文件系统的驱动（都在/lib下），怎么去挂载操作系统的根/呢root=UUID=59ddf05f-45c1-42a3-a6fa-ea728d714386（/dev/sda3）？
#初始化的虚拟系统文件
[root@centos6 ~]# ll -h /boot/initramfs*
-rw-------. 1 root root 22M Jul  7  2019 /boot/initramfs-2.6.32-754.17.1.el6.x86_64.img
-rw-------  1 root root 22M Nov 16  2019 /boot/initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img
-rw-------. 1 root root 22M Jul  7  2019 /boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img
#复制到/data下并解压缩
[root@centos6 boot]# cp initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img /data/
[root@centos6 boot]# cd /data/
[root@centos6 data]# gzip -d initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img
gzip: initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img: unknown suffix -- ignored
[root@centos6 data]# mv initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img.gz
#解压缩前后对比，22M ---> 61M
[root@centos6 data]# ll -h initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img.gz
-rw------- 1 root root 22M Apr 11 01:14 initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img.gz
[root@centos6 data]# gzip -d initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img.gz
[root@centos6 data]# ll -h initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img
-rw------- 1 root root 61M Apr 11 01:14 initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img
#文件格式cpio
[root@centos6 data]# file initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img
initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
#initramfs...img文件就是一个小型的linux系统，有驱动，文件系统等
[root@centos6 data]# cpio -tv <initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img |grep ext
-rw-r--r--   1 root     root         1148 Nov 12  2010 lib/kbd/keymaps/i386/include/linux-keys-extd.inc
drwxr-xr-x   2 root     root            0 Nov 16  2019 lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext2
-rwxr--r--   1 root     root       130752 Nov 16  2019 lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext2/ext2.ko
drwxr-xr-x   2 root     root            0 Nov 16  2019 lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext4
-rwxr--r--   1 root     root       650320 Nov 16  2019 lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko
drwxr-xr-x   2 root     root            0 Nov 16  2019 lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext3
-rwxr--r--   1 root     root       422208 Nov 16  2019 lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/fs/ext3/ext3.ko
drwxr-xr-x   2 root     root            0 Nov 16  2019 usr/share/plymouth/themes/text
-rw-r--r--   1 root     root           98 Mar 22  2017 usr/share/plymouth/themes/text/text.plymouth
-rwxr-xr-x   1 root     root        15384 Nov 16  2019 usr/lib64/plymouth/text.so
123998 blocks

范例：centos7的grub第1和第1.5阶段被破坏后的修复

1、重启，选择光盘引导，选择Troubleshooting

2、选择“Rescue a CentOS system”

3、进入后，选择1continue，进入提示符

4、centos6使用grub-install命令，而centos7使用grub2-install命令

[root@centos7 ~]#hexdump -C -n 512 /dev/sda

#备份grub第1阶段到/data/sda446.img
[root@centos7 ~]#dd if=/dev/sda of=/data/sda446.img bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied, 0.00233902 s, 191 kB/s
#破坏grub第1阶段
[root@centos7 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied, 0.00240823 s, 185 kB/s

[root@centos7 ~]#reboot
#无法从硬盘引导进入系统，会尝试从其他方式引导

范例：误删除centos7的内核文件/boot/vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64无法启动，故障恢复

[root@centos6 ~]#rm -f /boot/vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64
[root@centos6 ~]#reboot

#进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#mount /dev/sr0 /mnt/
#cp /mnt/isolinux/vmlinuz /boot/vmlinuz-`uname -r`
#sync
#exit
#exit
#reboot

[root@centos7 ~]#ll /boot|grep vmlinuz
-rwxr-xr-x. 1 root root  6639904 Jan 10 00:16 vmlinuz-0-rescue-3f4970db61f94b0ba798fec0f9aa1c05
-rwxr-xr-x  1 root root  6769256 Dec 19 00:38 vmlinuz-3.10.0-1160.11.1.el7.x86_64
-rwxr-xr-x  1 root root  6769256 Oct 20 00:23 vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64
-rwxr-xr-x  1 root root  8482592 Jan 27 00:05 vmlinuz-5.10.11-1.el7.elrepo.x86_64
[root@centos7 ~]#mount /dev/sr0 /mnt
mount: /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@centos7 ~]#ll /mnt/isolinux/vmlinuz
-rwxr-xr-x 2 root root 6769256 Oct 20 00:23 /mnt/isolinux/vmlinuz

[root@centos7 ~]#rm -rf /boot/vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64

恢复图片

2 自制linux系统

2.1 分区并创建文件系统

虚拟机中挂载一块硬盘/dev/sdb，单个文件，存放为CentOS 64 位-6.9-init-18G.vmdk文件。

[root@centos6 ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        18G  1.1G   16G   7% /
tmpfs           237M     0  237M   0% /dev/shm
/dev/sda1       477M   88M  364M  20% /boot
#可以看到新增加的sdb分区
[root@centos6 ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1  3.7G  0 rom
sda      8:0    0   20G  0 disk
├─sda1   8:1    0  500M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0 17.5G  0 part /
sdb      8:16   0   18G  0 disk

#分两个必要的分区,/dev/sdb1对应/boot /dev/sdb2对应根目录/
[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
[root@centos6 ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1  3.7G  0 rom
sda      8:0    0   20G  0 disk
├─sda1   8:1    0  500M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0 17.5G  0 part /
sdb      8:16   0   18G  0 disk
├─sdb1   8:17   0    1G  0 part
└─sdb2   8:18   0   17G  0 part

[root@centos6 ~]# hexdump -C -n 512 /dev/sdb

2.2 挂载boot

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

2.3 安装grub

grub目录是在/boot下，而初始化时boot目录是/mnt/boot，所以要用--root-directory指定

[root@centos6 ~]# grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb
Probing devices to guess BIOS drives. This may take a long time.
Installation finished. No error reported.

2.4 准备内核和initramfs文件

#复制内核和init文件到/mnt/boot下
[root@centos6 ~]# cp /boot/vmlinuz-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64 /mnt/boot/vmlinuz
[root@centos6 ~]# cp /boot/initramfs-2.6.32-754.24.3.el6.x86_64.img /mnt/boot/initramfs.img

2.5 创建grub.conf配置文件

#修改grub.conf配置文件
[root@centos6 ~]# cp /boot/grub/grub.conf /mnt/boot/grub/
[root@centos6 ~]# vi /mnt/boot/grub/grub.conf
[root@centos6 ~]# cat /mnt/boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=5
title Test CentOS (6.6.6.6)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
        initrd /initramfs.img

2.6 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,ps,ip等；使用shell脚本copycmd.sh来复制
[root@centos6 ~]# ./copycmd.sh
Please input a command or quit: bash
copy /bin/bash ========\> /mnt/sysroot/bin
copy /lib64/libtinfo.so.5 ========\> /mnt/sysroot/lib64
copy /lib64/libdl.so.2 ========\> /mnt/sysroot/lib64
copy /lib64/libc.so.6 ========\> /mnt/sysroot/lib64
copy /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 ========\> /mnt/sysroot/lib64
Please input a command or quit: quit
[root@centos6 ~]#

[root@centos6 ~]# ls /mnt/sysroot
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  sbin  sys  tmp  usr  var
[root@centos6 sysroot]# tree
...省略...
[root@centos6 sysroot]# ll /mnt/boot
total 26084
drwxr-xr-x 2 root root     4096 Apr 19 01:39 grub
-rw------- 1 root root 22347901 Apr 19 01:35 initramfs.img
drwx------ 2 root root    16384 Apr 19 01:32 lost+found
-rwxr-xr-x 1 root root  4335056 Apr 19 01:35 vmlinuz

2.7 准备网卡驱动

#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/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko
[root@centos6 ~]# cp /lib/modules/2.6.32-754.24.3.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko /mnt/sysroot/lib/

2.8 切换根目录

[root@centos6 ~]# chroot /mnt/sysroot       #切换根目录
bash-4.1# ls
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  sbin  sys  tmp  usr  var
bash-4.1# exit
exit

2.9 新建虚拟机挂载硬盘启动

第一次实验失败，原因如下

第二次实验，正常运行

3 systemd

3.1 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：

[root@repo-client ~]# systemctl -t help
Available unit types:
service
socket
busname
target
snapshot
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：

#centos中/usr/lib和/lib是软链接关系  /lib --> usr/lib；
#而ubuntu中这是两个不同的文件夹
/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

3.2 systemctl管理系统服务

centos6使用service管理系统服务

• service name.service start|stop|restart等，一次只能开启或停止一个服务
• 命令执行成功后，会有绿色的OK显示

centos7后使用systemctl管理系统服务

• systemctl stop|start|restart name.service #一次可以开启或停止多个服务
• 命令执行成功后，无任何显示。有显示说明不成功

注：sshd服务，如果停止了，当前的用户窗口还可以连接继续使用，但不能再打开新的窗口连接。

命令：

systemctl COMMAND name.service

范例：

#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

示例：

1、mask及unmask
[root@centos7 ~]#systemctl stop postfix
[root@centos7 ~]#systemctl mask postfix
Created symlink from /etc/systemd/system/postfix.service to /dev/null.
[root@centos7 ~]#systemctl start postfix
Failed to start postfix.service: Unit is masked.
[root@centos7 ~]#systemctl unmask postfix
Removed symlink /etc/systemd/system/postfix.service.
[root@centos7 ~]#systemctl start postfix

#mask相当于把命令做了一个软链接，链接到了/dev/null
[root@centos7 sysconfig]#cd /etc/systemd/system
#错误：要链接postfix.service，只写postfix不能生效
[root@centos7 system]#ln -s /dev/null /etc/systemd/system/postfix
[root@centos7 system]#systemctl start postfix
[root@centos7 system]#systemctl daemon-reload
[root@centos7 system]#systemctl start postfix
#正确：链接postfix.service
[root@centos7 system]#ln -s /dev/null /etc/systemd/system/postfix.service
[root@centos7 system]# ll postfix.service
lrwxrwxrwx 1 root root 9 Apr 18 18:00 postfix.service -> /dev/null
#如果软链接没有生效，使用daemon-reload生效
[root@centos7 system]#systemctl start postfix
[root@centos7 system]#systemctl daemon-reload
[root@centos7 system]#systemctl start postfix
Failed to start postfix.service: Unit is masked.
#删除软链接后，可以启动
[root@centos7 system]#rm -f  /etc/systemd/system/postfix.service
[root@centos7 system]#systemctl start postfix
Failed to start postfix.service: Unit is masked.
[root@centos7 system]#systemctl daemon-reload
[root@centos7 system]#systemctl start postfix

2、is-active
#可以用在脚本中，判断服务是否启动，未启动时，执行systemctl start name.service启动
[root@centos7 system]#systemctl is-active postfix
active
[root@centos7 system]#systemctl stop postfix
[root@centos7 system]#systemctl is-active postfix
inactive
[root@centos7 system]#echo $?
3

3、enable和disable
#判断服务是否下次开机启动
[root@centos7 system]#systemctl is-enabled postfix  
enabled
#status中的enabled表示下次开机启动；而vendor preset：disabled表示安装时的默认状态
[root@centos7 system]#systemctl status postfix
● postfix.service - Postfix Mail Transport Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/postfix.service; enabled; vendor preset: disabled)

#立即关闭并设置为开机不启动
[root@centos7 system]#systemctl disable --now  postfix
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/postfix.service.
[root@centos7 system]#systemctl status postfix
● postfix.service - Postfix Mail Transport Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/postfix.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
[root@centos7 system]#systemctl is-enabled postfix
disabled

#立即启动并设置开机启动
[root@centos7 system]#systemctl enable --now  postfix
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/postfix.service to /usr/lib/systemd/system/postfix.service.
[root@centos7 system]#systemctl is-enabled postfix
enabled
[root@centos7 system]#systemctl status postfix
● postfix.service - Postfix Mail Transport Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/postfix.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running)

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：

4、#查看所有服务的开机自启状态，相当于centos6的chkconfig --list
[root@centos7 system]#systemctl list-unit-files --type service
UNIT FILE                                     STATE
atd.service                                   enabled
autofs.service                                enabled
crond.service                                 enabled
firewalld.service                             disabled  #开机不启动
httpd.service                                 enabled
NetworkManager.service                        enabled
sshd.service                                  enabled   #开机启动
systemd-reboot.service                        static
systemd-shutdownd.service                     static #开机不启动，但可被另一个启用的服务激活
systemd-readahead-done.service                indirect  #重定向到别处
...省略...

#查看所有已经激活的服务
[root@centos7 system]#systemctl list-units --type service
  UNIT                               LOAD   ACTIVE SUB     DESCRIPTION
  atd.service                        loaded active running Job spooling tools
 ...省略...

#已激活的服务
[root@centos7 system]#systemctl list-units --type service|wc -l
47
#所有服务
[root@centos7 system]#systemctl list-units --type service -a |wc -l
111

#列出失败的服务
[root@centos7 system]#systemctl --failed --type service
  UNIT            LOAD   ACTIVE SUB    DESCRIPTION
● network.service loaded failed failed LSB: Bring up/down networking

#查看服务的依赖关系
[root@centos7 system]#systemctl list-dependencies nfs-server
nfs-server.service
● ├─auth-rpcgss-module.service
● ├─nfs-config.service
● ├─nfs-idmapd.service
● ├─nfs-mountd.service
● ├─proc-fs-nfsd.mount
● ├─rpc-statd-notify.service
● ├─rpc-statd.service
● ├─rpcbind.socket
● ├─system.slice
● ├─network-online.target
● │ └─NetworkManager-wait-online.service
● └─network.target

3.3 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

范例：

[root@repo-client ~]# 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

#以atd.service为例
[root@centos7 system]#vi /usr/lib/systemd/system/atd.service

[Unit]
Description=Job spooling tools      #描述信息
After=syslog.target systemd-user-sessions.service#atd启动前需要先启动其他服务，如syslog等

[Service]
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/atd  #atd的环境配置文件
ExecStart=/usr/sbin/atd -f $OPTS    #执行systemctl start atd时，实际调用的命令，$OPTS这个变量路径来自于EnvironmentFile=/etc/sysconfig/atd配置文件中，如下所示，目前变量为空值
IgnoreSIGPIPE=no

[Install]
WantedBy=multi-user.target  #设置在什么模式下被安装，设置开机启动的时候需要，multi-user.target通常指3运行模式

[root@centos7 system]#cat /etc/sysconfig/atd
#example:
#OPTS="-l 4 -b 120"

3.4 运行级别

centos7之后用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

[root@repo-client ~]# ls /usr/lib/systemd/system/*.target
/usr/lib/systemd/system/basic.target               /usr/lib/systemd/system/poweroff.target

[root@repo-client ~]# systemctl list-unit-files --type target --all |wc -l
62
[root@repo-client ~]# systemctl list-unit-files --type target --all
UNIT FILE                 STATE
...省略...

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

[root@repo-client ~]# systemctl list-dependencies nfs
nfs.service
● ├─auth-rpcgss-module.service
● ├─nfs-config.service
● ├─nfs-idmapd.service
● ├─nfs-mountd.service
● ├─proc-fs-nfsd.mount
● ├─rpc-statd-notify.service
● ├─rpc-statd.service
● ├─rpcbind.socket
● ├─system.slice
● ├─network-online.target
● │ └─NetworkManager-wait-online.service
● └─network.target

进入默认target

systemctl default

级别切换：相当于 init N

systemctl isolate name.target

#切换至字符模式

systemctl isolate multi-user.target

范例：

#查看当前运行模式
[root@repo-client ~]# runlevel
N 3
[root@repo-client ~]# systemctl isolate rescue.target   #切换到1救援模式，sshd远程连接就会断开
#一下只能在本地服务器上操作
[root@repo-client ~]# runlevel
3 1
[root@repo-client ~]# systemctl isolate multi-user.target   #切换回多用户模式

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@repo-client ~]# systemctl get-default
multi-user.target
[root@repo-client ~]# systemctl set-default rescue.target
Removed symlink /etc/systemd/system/default.target.
Created symlink from /etc/systemd/system/default.target to /usr/lib/systemd/system/rescue.target.
[root@repo-client ~]# systemctl get-default
rescue.target
[root@repo-client ~]# systemctl set-default multi-user.target
Removed symlink /etc/systemd/system/default.target.
Created symlink from /etc/systemd/system/default.target to /usr/lib/systemd/system/multi-user.target.
[root@repo-client ~]# systemctl get-default
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

范例：禁用ctrl+alt+delete 重启快捷键

[root@repo-client ~]# ls -l /lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Nov 24 15:48 /lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target -> reboot.target
[root@repo-client ~]# systemctl mask ctrl-alt-del.target
Created symlink from /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target to /dev/null.
[root@repo-client ~]# init q
[root@repo-client ~]# systemctl daemon-reload

3.5 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：

[root@repo-client ~]# systemd-analyze blame
         15.285s dev-sda3.device
          9.774s boot.mount
          3.563s tuned.service
          2.472s postfix.service
          1.939s systemd-vconsole-setup.service
          1.158s network.service
          1.097s NetworkManager-wait-online.service
           960ms polkit.service
           848ms var-lib-nfs-rpc_pipefs.mount
           732ms auditd.service
           591ms NetworkManager.service
            ...省略...

范例：生成网页

[root@centos7 ~]# systemd-analyze plot > boot.html

Linux ( ) x86-64 vmware
Startup finished in 8.915s (kernel) + 23.677s (initrd) + 39.113s (userspace) = 1min 11.705s

4 破解 CentOS 7和8的 root 密码

4.1 破解密码

4.1.1 方法一

#1）启动时任意键暂停启动，按e键进入编辑模式
#2）将光标移动linux16（centos8中是linux）开始的行，最后添加内核参数rd.break
#rd.break打断linux正常启动
#3）按ctrl-x启动，不用输入密码就可以进入系统，只读，不能写入，不能修改shadow文件，需要重新挂载为rw
mount –o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot
passwd root
#也可以直接把shadow文件中的root密码去掉

#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

4.1.2 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

4.2 实现GRUB2安全

#查看user.cfg文件
[root@centos7 ~]#ll /boot/grub2/user.cfg
ls: cannot access /boot/grub2/user.cfg: No such file or directory
#添加grub密码
[root@centos7 ~]#grub2-setpassword
Enter password:
Confirm password:
#设置grub密码后，会生成user.cfg文件
[root@centos7 ~]#ll /boot/grub2/user.cfg
-rw------- 1 root root 298 Apr 18 22:38 /boot/grub2/user.cfg
[root@centos7 ~]#cat /boot/grub2/user.cfg
GRUB2_PASSWORD=grub.pbkdf2.sha512.10000.E1DB409423F51FF2F4268E6DC48C1818423207803A324D19BE29BC931F170C7B2D6E1F6C614A9A033B579CA7ED26A24863B6EF336428AAA918B283FC6F3A8796.7D31DECB77E6BAB2559E3EF1A7FA73110A0B582E75C3FAB071DA4EA2925CFA2170A4B9E94B92CCAD9F292B770D5347AE62E4FEB64421F2F78E37E93CB133C12D

#清空grub密码，指向空，或删除user.cfg文件
[root@centos7 ~]#cat /dev/null > /boot/grub2/user.cfg

4.3 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=b0b1b807ae4c460c9552fd01831bf055-4.18.0-193.28.1.el8_2.x86_64
kernelopts=root=/dev/mapper/cl-root ro resume=/dev/mapper/cl-swap rd.lvm.lv=cl/root rd.lvm.lv=cl/swap rhgb quiet
boot_success=0

[root@centos8 ~]# ll /boot/loader/entries/
total 12
-rw-r--r--. 1 root root 395 Nov  7 18:30 b0b1b807ae4c460c9552fd01831bf055-0-rescue.conf
-rw-r--r--. 1 root root 358 Nov 12 20:14 b0b1b807ae4c460c9552fd01831bf055-4.18.0-193.28.1.el8_2.x86_64.conf
-rw-r--r--. 1 root root 323 Nov  7 18:30 b0b1b807ae4c460c9552fd01831bf055-4.18.0-193.el8.x86_64.conf
[root@centos8 ~]# ls
2020-11-01.log  2020-11-08+01:00:07.log  anaconda-ks.cfg  app2020-11-01.log  +%F_%T

#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

[root@centos8 ~]# cat /etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=/dev/mapper/cl-swap rd.lvm.lv=cl/root rd.lvm.lv=cl/swap rhgb quiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
GRUB_ENABLE_BLSCFG=true
[root@centos8 ~]# grub2-set-default 1
[root@centos8 ~]# reboot

4.4 故障排错实战案例

4.4.1 实战案例：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

实例：centos7删除/boot后修复

[root@centos7 ~]#rm -fr /boot
rm: cannot remove ‘/boot’: Device or resource busy
[root@centos7 ~]#ll /boot
total 0
[root@centos7 ~]#reboot

centos8删除/boot

[root@centos8 ~]# rm -rf /boot
rm: cannot remove '/boot': Device or resource busy
[root@centos8 ~]# ls /boot
[root@centos8 ~]# reboot