CentOS启动流程

  我们介绍一下CentOS操作系统的详细启动流程，了解这些启动流程之后，我们可以实验做一个小型的Linux。

• 1、Linux的组成

• 2、Linux的运行环境

• 3、Linux的启动流程

• 3.1、POST加电自检

• 3.2、Boot Sequence(启动次序)

• 3.3、MBR

• 3.4、Kernel

• 3.5、init

1、Linux的组成

  我们Linux操作系统主要内核和根文件系统来组成的，那么内核的主要功能分别有：进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统、安全功能、驱动程序组成，那么部署内核的地方就叫核心文件那么核心文件称之为bzimage，在/boot分区目录下，名为vmlinuz-VERSION，它是一个可引导的、压缩的一个内核，是开机时加载的重要的一环。它们的组成部分分为两类，一类内核文件，一类时模块文件，内个文件在/boot/vmlinuz-VERSION-realease，而模块文件在/lib/modules/VERSION-release中，如果我们编译安装新的内核版本时，系统将会有多个目录版本。

2、Linux的运行环境

  在内核的运行的环境当中可分为两个层次，一类是内核空间，一类是用户空间，内核空间主要是内核代码，运行时作为系统调用，而用户空间主要是那些应用的空间，运行时可作为进程或线程。Linux的内核设计是单内核的设计，内核设计流派总的来说分为两类，一个是单内核设计，而单内核的设计是把所有功能集成与同一个程序，另一类是微内核设计，就是将每种功能都由它的子功能来实现，其采用微内核的操作系统有：Windows和Solaris。  
但是Linux内核又汲取了微内核的特性，其特性就是支持模块化，意思就是在用户编译内核时，不必要把所有功能全部都打在一个内核文件中，我们可以把某个功能编译成一个模块放在那个路径里中，等到我们需要时可以安装，不需要重新编译，所以，Linux的内核支持模块运行时动态装载与卸载。  
  再说一下ramdisk，它是一个辅助性的文件，在CentOS 5中名字叫作Sysn init，配置文件在 /etc/inittab，主要作用就是设置运行级别然后启动第一个进程init，Sysv init早期在Unix上流传下来的，不过由于启动太慢，主要不是并行启动，且还要缓冲，所以在CentOS
 6中使用的Upstart，它是一个并行启动的一个程序，早期用于ubuntu，后来用于CentOS上，它的启动速度比CentOS快的很多，因为它的CentOS 5的initrd在CentOS 6上换成了initramfs由原来的模拟磁盘换成了模拟文件系统，这是一种提速机制，一旦转换成文件系统的话就不需要进行缓冲了。  
  现在的CentOS 7中，采用了全新的一种启动软件，叫systemd，与之前的版本改变很大，管理起来也是全新的模式，不过启动速度比5和6还要快，因为它只是检测，检测到在的话，就检测下一个程序，并不让这个程序启动起来。

3、Linux的启动流程

  现在说一下CentOS的启动流程，这里主要还是以6为主，且只使用PC架构。

3.1、POST加电自检

  第一步，在我们开机时，或者说我们插上电时，PC机会自我检查一下它们的零件组成结构有没有缺失，如果零件缺失那么我们的主机岂不是启动不了啦？其实对于启动PC来说每一步都挺重要的。那么有谁来管理？在我们的主板上有个CMOS断电时那个纽扣电池来给它们供电保持运行，在CMOS中有个小型系统，叫做BIOS，叫基本输出输出系统，如果说对硬件设置或者说开启支持虚拟化的话，就要进入这个小型系统设置，以上这些叫加电自检(POST)。

3.2、Boot Sequence(启动次序)

  第二步就是它的启动次序  (Boot Sequence)按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备就在本次要用到的设备，其主要的程序是bootloader，它是一个引导加载器，是安装在U盘、硬盘上的第一个程序，那么我们操作系统在启动时，通常都是靠bootloader来启动的，在MBR上占据446个字节，通常我们在安装系统时，操作系统的引导启动程序都写进这个bootloader里，Windows和Linux都使用不同的引导程序，前者使用ntloader，后者使用的时grub，我们来讲后者。

3.3、MBR

  第三步MBR叫做主引导记录，共有512个字节，位于第一个扇区上，这个扇区是不能更改的，其中446个字节是我们在安装操作系统时写的bootloader，64位是分区表，最后2位是验证。  
在我们安装Linux时，安装引导程序的叫grub，以下共分为三段：  
  1st_stage：主要写进了bootloader 
  1.5_st_stage：让1st_stage区识别2stage所在的系统分区(/boot/grub)  
  2_stage：放置在某个分区的路径下(/boot/grub)  
  功能时提供一个菜单界面，允许用户选择不同的操作系统与内核，一旦选择完成之后，内核就放在一个RAM中一个特定的空间里，展开与解压之后将系统控制权移交给内核。

3.4、Kernel

  第四步Kernel是Linux的核心，它是将硬件调用起来，并且驱动它们发挥它们的用处的一个程序，用户在grub中选择完成之后，内核就会开始自身初始化，然后探测可识别所有的硬件设备，之后我们借助ramdisk来进行加载驱动(ramdisk是一个辅助性的文件，它是一个在内存中的模拟根文件系统用来使内核初始化，这个文件可以没有，不过前提是你的内核能够直接驱动rootfs下的所有设备。)，以只读方式挂载根文件系统，等内核加载完成之后，系统就开始施行根切换。并且运行用户空间中的第一个程序：/sbin/init。

3.5、init

  我们都说上帝是不管这些个人间的那些俗物，就像内核一样，它也并不管用户空间里所运行的程序，所以就派出了一个大管家，叫做init，它是所有进程的父进程，并且就是内核初始化之后在用户空间中运行的第一个程序，它的程序类型在各个版本上也有所不同，在CentOS 5 中叫sysv init，配置文件在/etc/inittab，在CentOS 6中使用的时Upstart，不过为了兼容CentOS 5，其配置文件也是在/etc/inittab中，不过和5不同的是，里面的内容已经很少了，真正的配置文件在  /etc/init/*.conf，新版的CentOS 7使用的是使用的时systemd，就连父进程由原来的init改成了systemd，其配置文件在/usr/lib/systemd/system以及/etc/systemd/system里面有诸多文件，可需备份。我们是根据这个配置文件的默认运行级别在关闭某些服务，之后在开启这个级别下的服务，启动登陆终端，登陆成功之后运行CTL或者是GUI界面，这幅图供参考。