Linux組成
kernel：進程管理、內存管理、網絡管理、驅動管理、文件系統、安全功能
rootfs：程序和glibc
庫：函數集合，function，調用接口（頭文件負責描述）
過程調用：procedure，無返回值
函數調用：function
程序：二進制執行文件
內核設計流派：
單內核（monolithic kernel）：linux
把所有功能集成於同一個程序
微內核（micro kernel）Windows，Solaris
每種功能使用一個單獨子系統實現
內核
Linux內核特點：
支持模塊化：.ko（內核對象）
如：文件系統，硬件驅動，網絡協議等
支持內核模塊的動態裝載和卸載
組成部分：
核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
ramdisk：輔助的僞根系統
CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img
模塊文件：/lib/modules/VERSION-release
CentOS6啓動流程
1.加載BIOS的硬件信息，獲取第一個啓動設備
2.讀取第一個啓動設備MBR的引導加載程序(grub)的啓動信息
3.加載核心操作系統的核心信息，核心開始解壓縮，並嘗試驅動所有的硬件設備
4.核心執行init程序，並獲取默認的運行信息
5.init程序執行/etc/rc.d/rc.sysinit文件
6.啓動核心的外掛模塊
7.init執行運行的各個批處理文件(scripts)
8.init執行/etc/rc.d/rc.local
9.執行/bin/login程序，等待用戶登錄
10.登錄之後開始以Shell控制主機
啓動流程：
POST：Power-On-Self-Test，加電自檢，是BIOS功能的一個主要部分。負責完成對CPU、主板、內存、硬盤子系統、顯示子系統、串並行接口、鍵盤、CD-ROM光驅等硬件情況的檢測。
ROM：BIOS，Basic Input and Output System，保存着有關計算機系統最重要的基本輸入輸出程序，系統信息設置、開機加電自檢程序和系統啓動自舉程序等。
RAM：CMOS互補金屬氧化物半導體，保存各項參數的設定
按次序查找引導設備，第一個有引導程序的設備爲本次啓動設備
bootloader: 引導加載器，引導程序
windows: ntloader，僅是啓動OS
Linux：功能豐富，提供菜單，允許用戶選擇要啓動系統或不同的內核版本；把用戶選定的內核裝載到內存中的特定空間中，解壓、展開，並把系統控制權移交給內核
LILO：LInux LOader
GRUB: GRand Unified Bootloader
GRUB 0.X: GRUB Legacy， GRUB2
MBR:
446: bootloader, 64: 分區表, 2: 55AA
GRUB:
primary boot loader : 1st stage，1.5 stage
secondary boot loader ：2nd stage，分區文件
kernel：
自身初始化：
探測可識別到的所有硬件設備
加載硬件驅動程序（藉助於ramdisk加載驅動）
以只讀方式掛載根文件系統
運行用戶空間的第一個應用程序：/sbin/init
ramdisk：
內核中的特性之一：使用緩衝和緩存來加速對磁盤上的文件訪問，並加載相應的硬件驅動
ramdisk --> ramfs 提高速度
CentOS 5: initrd
工具程序：mkinitrd
CentOS 6，7: initramfs
工具程序：mkinitrd, dracut
系統初始化：
POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只讀) --> init（systemd）
ramdisk管理
ramdisk文件的製作
1、mkinitrd命令
爲當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件
mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
2、dracut命令
爲當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件
dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
系統啓動流程
init程序的類型：
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
啓動流程
/sbin/init CentOS6之前
運行級別：爲系統運行或維護等目的而設定；0-6：7個級別
0：關機
1：單用戶模式(root自動登錄), single, 維護模式
2: 多用戶模式，啓動網絡功能，但不會啓動NFS；維護模式
3：多用戶模式，正常模式；文本界面
4：預留級別；可同3級別
5：多用戶模式，正常模式；圖形界面
6：重啓
默認級別： 3, 5
切換級別：init #
查看級別：runlevel ; who -r
init初始化
init讀取其初始化文件：/etc/inittab
初始運行級別(RUN LEVEL)
系統初始化腳本
對應運行級別的腳本目錄
捕獲某個關鍵字順序
定義UPS電源終端/恢復腳本
在虛擬控制檯生成getty
在運行級別5初始化X
啓動流程
/etc/rc.d/rc.sysinit: 系統初始化腳本
(1) 設置主機名
(2) 設置歡迎信息
(3) 激活udev和selinux
(4) 掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統
(5) 檢測根文件系統，並以讀寫方式重新掛載根文件系統
(6) 設置系統時鐘
(7) 激活swap設備
(8) 根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數
(9) 激活lvm及software raid設備
(10) 加載額外設備的驅動程序
(11) 清理操作
啓動流程
說明：rc N --> 意味着讀取/etc/rc.d/rcN.d/
K*: K##*：##運行次序；數字越小，越先運行；數字越小的服務，通常爲依賴到別的服務
S*: S##*：##運行次序；數字越小，越先運行；數字越小的服務，通常爲被依賴到的服務
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
doneCentOS7引導順序
UEFi或BIOS初始化，運行POST開機自檢
選擇啓動設備
引導裝載程序, centos7是grub2
加載裝載程序的配置文件：/etc/grub.d/ /etc/default/grub /boot/grub2/grub.cfg
加載initramfs驅動模塊
加載內核選項
內核初始化，centos7使用systemd代替init
執行initrd.target所有單元，包括掛載/etc/fstab
從initramfs根文件系統切換到磁盤根目錄
systemd執行默認target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
systemd執行sysinit.target初始化系統及basic.target準備操作系統
systemd啓動multi-user.target下的本機與服務器服務
systemd執行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local
Systemd執行multi-user.target下的getty.target及登錄服務
systemd執行graphical需要的服務
設置內核參數：
設置內核參數，隻影響當次啓動
啓動時，在linux16行後添加systemd.unit=desired.target
systemd.unit=emergency.target
systemd.unit=rescue.target
rescue.target 比emergency 支持更多的功能，例如日誌等
systemctl default 進入默認target
啓動排錯
文件系統損壞先嚐試自動修復，失敗則進入emergency shell，提示用戶修復
在/etc/fstab不存在對應的設備和UUID等一段時間，如不可用，進入emergency shell
在/etc/fstab不存在對應掛載點systemd 嘗試創建掛載點，否則提示進入emergency shell.
在/etc/fstab不正確的掛載選項提示進入emergency shell破解centos7的root口令方法1：
啓動時任意鍵暫停啓動
按e鍵進入編輯模式
將光標移動linux16開始的行，添加內核參數rd.break
按ctrl-x啓動
mount –o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot
passwd root
touch /.autorelabel
exit
reboot
破解Centos7root口令方法2：
啓動時任意鍵暫停啓動
按e鍵進入編輯模式
將光標移動linux16開始的行，改爲rw init=/sysroot/bin/sh
按ctrl-x啓動
chroot /sysroot
passwd root
touch /.autorelabel
exit
reboot
修復GRUB2
GRUB“the Grand Unified Bootloader”
引導提示時可以使用命令行界面
可從文件系統引導
主要配置文件 /boot/grub2/grub.cfg
修復配置文件
grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg
修復grub
grub2-install /dev/sda BIOS環境
grub2-install UEFI環境
調整默認啓動內核
vim /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=
linux啓動流程：
第一階段
當系統啓動時，系統首先會加載BIOS。BIOS的首先會檢查各硬件設備，當檢查完畢沒有問題之後。BIOS會根據設定的BootSequence來尋找可以引導系統的設備。一般而言，Linux是通過磁盤上MBR來引導系統的。
第二階段
MBR是Master Boot Record，是位於磁盤第0磁道的第1扇區，大小是512字節。其中開始的446字節是主bootloader,接着的64字節是磁盤分區表，剩下的2個字節就是校驗碼。當系統加載MBR的時候，MBR上的bootloader就會開始發揮作用。
第三階段
Bootloader就是主引導加載器。CentOS5，CentOS6上使用的Bootloader是grub ,而CentOS7上使用的是grub2.以grub爲例，grub大體上是分爲2步，第一步是stage1,stage1就是尋找位於磁盤上的stage2,第二步就是stage2，就是把內核加載在內存中的特定空間中，解壓、展開，並把系統控制權交給內核Kernel。
第四階段
內核Kernel獲得控制權之後，會探測可識別到的所有硬件設備；加載硬件驅動程序（有可能會藉助於ramdisk加載驅動）；以只讀方式掛載根文件系統（rootfs)；運行用戶空間上的第一個程序，CentOS5/6上的是init(於/sbin/init)。
第五階段
init在啓動的時候，首先會讀取位於/etc/inittab的配置文件來以設定的運行級別。這裏介紹Linux上的運行級別分別有：
0：關機
1：單用戶模式(root, 無須登錄), single, 維護模式；
2: 多用戶模式，會啓動網絡功能，但不會啓動NFS；維護模式；
3：多用戶模式，正常模式；文本界面；
4：預留級別；可同3級別；
5：多用戶模式，正常模式；圖形界面；
6：重啓
接着init會以設定的運行級別，來運行系統初始腳本（會執行/etc/rc.d/rc#.d上的腳本，#代表對應的運行級別的數字）、完成系統初始化。然後關閉對應下需要關閉的服務，啓動需要啓動服務。最後就會設置登陸終端，用戶就能開始登陸，使用系統。