引导过程与故障修复

一、Linux操作系统引导过程

1、引导过程总览

开机自检

检查硬件设备，检测出第一个能够引导系统的设备，比如硬盘或者光驱

MBR 引导

运行MBR扇区里的主引导程序GRUB

启动GRUB菜单

统读取GRUB配置文件(/boot/grub2/grub.cfg)获取内核的设置和位置，并在屏幕显示GRUB菜单页面。

加载Linux内核

把内核加载到内存，将系统控制权交接给内核

init进程初始化

内核将init进程加载到内存中运行，并把init进程作为系统的第一个进程

系统初始化

启动内核模块，执行运行级别的启动脚本，执行/etc/rc.d/rc.local文件里的命令等

2、系统初始化进程

init进程

init进程文件位于 /sbin/init -> /lib/systemd/systemd
init进程PID号固定为 1 ，是系统中其它所有进程的父进程
init 进程负责完成整个系统的初始化，最后等待用户进行登录

Systemd

Systemd是Linux操作系统的一种init软件
CentOS7中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
CentOS7中运行的第一个init进程是/lib/systemd/systemd

进程启动方式

centos7开始的版本默认的启动方式是 systemd，开机服务程序为并行启动，启动效率较快
centos6及以前版本的启动方式是 sysVinit，开机服务程序是通过串行执行/etc/init.d/目录下的shell脚本启动的，容易阻塞，启动效率较慢

System单元类型

Linux的运行级别

运行级别	说明	对应的Systemd的target
0	关机	poweroff.target
1	单用户模式	rescue.target
2	字符界面的多用户模式（无网络）	multi-user.target
3	字符界面的多用户模式（有网络）	multi-user.target
4	字符界面的多用户模式（保留）	multi-user.target
5	图形界面的多用户模式	graphical.target
6	重启	reboot.target

二、系统故障修复

1、修复MBR扇区故障

MBR 主引导程序 1~446字节硬盘分区表 447~510字节

如果是 MBR 整个扇区数据被破坏了，需要进入到急救模式将备份的MBR数据导入还原

备份命令：dd if=/dev/sda of=备份文件 bs=512 count=1
还原命令：dd if=备份文件 of=/dev/sda

解决思路：

应提前作好备份文件
以安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复

实例：修复MBR扇区故障

步骤一：增加一块硬盘，用于存放数据

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0x2d7e90b8 创建新的 DOS 磁盘标签。命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)e   extended
Select (default p): p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-104857599，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-104857599，默认为 104857599)：+2G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 2 GiB命令(输入 m 获取帮助)：w^H
The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
[root@localhost ~]# mkfs -t xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=131072 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=524288, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# mkdir mbr-bak
[root@localhost opt]# mount /dev/sdb1 /opt/mbr-bak/
[root@localhost opt]# df -hT
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev
tmpfs                   tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     1.9G   13M  1.9G    1% /run
tmpfs                   tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root xfs        26G  4.4G   22G   17% /
/dev/sda1               xfs      1014M  187M  828M   19% /boot
tmpfs                   tmpfs     378M  8.0K  378M    1% /run/user/42
tmpfs                   tmpfs     378M     0  378M    0% /run/user/1000
/dev/sdb1               xfs       2.0G   33M  2.0G    2% /opt/mbr-bak
[root@localhost opt]# dd if=/dev/sda of=/opt/mbr-bak/mbr.bak bs=512 count=1
记录了1+0 的读入
记录了1+0 的写出
512字节(512 B)已复制，0.00112141 秒，457 kB/秒
[root@localhost opt]# ll -h
总用量 0
drwxr-xr-x. 2 root root 21 4月  18 03:12 mbr-bak
drwxr-xr-x. 2 root root  6 10月 31 2018 rh

步骤二：备份MBR扇区数据到其他磁盘（/dev/sdb1）

if指定从何处提取数据，of表示备份到何处，bs指定提取的大小，count指定次数

步骤三：模拟破坏MBR引导扇区

步骤四：进行恢复操作

实例：修复GRUB引导故障

方法：

尝试手动输入引导命令
进入急救模式，重写或者从备份中恢复grub.conf
向MBR扇区中重建grub程序

实例：

步骤一：删除grub.cfg文件并重启

方法一：手动输入引导命令（笨拙繁琐，不建议使用）

grub> insmod xfs    #加载指定的模块到内核
grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 root=UUID=8fd74986-ae66-4ffd-b7d8-a19f2eca7b6f ro rhgb quiet LANG=zh_CN.UTF-8               #内核的名字及位置等信息
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img           #镜像系统文件
grub> boot #引导boot

方法二：