centos启动流程及实现service管理apache服务

Cenots6如何启动,它的启动流程是怎样?

系统加电,Power ---up /Reset
system startup --- BIOS/bootmonitor
stage 1 bootloader --- Master Boot Record
stage 2 bootloader --- Grub,LILO,etc.(其中Grub将stage2分为1.5和2)
kernel --- linux 内核空间
init --- user-sapce 用户空间
Operation

简单过程:

系统首次引导或重启时加电的瞬间处理器(cpu)执行存在于BIOS中的一段已知代码,而后选择一个可引导设备,pc可用来做引导的设备多样(灵活),BIOS需确定使用哪个设备来引导
将stage 1 的引导加载程序(bootloader)加载至RAM执行.bootloader大小小于512Bytes(一个扇区sector),主要工作是加载stage 2 的引导加载程序
stage2第二阶bootloader加载至RAM执行,通常屏幕有显示动画,将linux内核压缩形态映像和一个可选的初始RAM磁盘(initramfs临时根文件系统)加载至内存.stage2 bootloader控制权交给内核映像,解压和初始化,此阶段stage2 bootloader会检测系统硬件,枚举系统链接的硬件设备,挂载根设备,加载内核必要的modules内核模块.
启动第一个用户空间程序(init).执行高级系统初始化工作.

细化理解:

1. BIOS/Bootmonitor

cpu加电瞬间自动寻找BISO存放位置,在此之前不依靠任何软件纯硬件执行,开始执行BISO的第一步加电自检(POST):POST对硬件检测,BIOS第二步本地设备枚举和初始化.

BIOS有两部分组成:POST代码和运行时服务.
                POST完成后从内存清理出来;运行时服务依然存在于内存,目标操作系统能够继续使用BIOS运行时服务所提供的服务.

要引导一个操作系统,BIOS运行时会依据CMOS的设置定义的顺序来搜索处于激活状态并可以引导的设备.可引导设备可以是软盘、硬盘、CD-ROM、硬盘上的分区、网络上的设备.
搜索到可引导的硬盘(通常是硬盘)后,主引导记录(MBR)中包含主引导加载程序.(MBR是512Btyes的一个扇区(sector),位于磁盘的第一个扇区(0磁道0柱面1扇区))将MBR加载至RAM(Random Access Memory,随机存储器,与cpu直接交互数据,速度快),BIOS将控制权交给MBR.

2. stage 1 bootloader:

MBR中的主引导加载程序(bootloader)是512Bytes的映像,其中包含bootloader程序代码和一个分区表.前446Bytes是主引导加载程序--其中包含可执行bootloader代码和错误消息文本.接下来64Bytes是分区表,共包含4个分区记录(每个分区64/4=16Bytes).MBR以2Bytes特殊字节(0xAA55)(magic number,魔数,多用来检测完整性)结束.用来检测MBR的有效性.

    centos6 备份MBR的信息的方法:
        dd if=/dev/sda of=MBR.bak bs=1 conut=512
        od -xa MBR.bak 查看以十六进制和ASCII码打印二进制文件

MBR中的主引导加载程序主要的工作是查找并加载次引导加载程序(即stage 2 bootloader),通过在分区表中查找一个激活分区后,扫描分区中的其他分区确保其他都是非活动的,此后将激活分区中的引导记录从设备中加载至RAM并执行.

3.stage 2 bootloader:

次引导加载程序可形象的称为内核加载程序.主要任务是加载linux kernel和可选的初始RAM磁盘.
一般的pc机中,stage 1 bootloader和stage 2 bootloader统称为GRand Unified Bootloader(GRUB)或Linux Loader(LILO).
GRUB阶段的引导加载程序:
/boot/grub中包含了stage1,stage1.5,stage2引导加载程序,和其他引导加载程序及kernel,initramfs.

GRUB通过将两个阶段转化为三个阶段的引导加载程序实现的.

stage 1:MBR引导了一个1.5阶段的引导加载程序加载并运行(而不是直接将stage2中的次引导加载程序引导过来)
stage 1.5:引导加载程序,可以理解包含Linux内核映像的特殊文件系统.(比如/boot/grub/e2fs_stage1_5要从ext2或ext3中加载)
stage 2:等待stage1.5引导加载完成后stage2次引导加载器开始加载,完成之后,GRUB可以在接受请求的显示内核列表(在/etc/grub.conf中定义,软符号链接/etc/grub/menu.lst和/etc/grub.conf),可以选择内核和修改内核参数.甚至可是使用Grub命令行提供的命令对引导过程进行手工定义启动.

grub手工自定义:可以用initrd的映像引导一个kernel

        grub>root (hd0,0)            #定义可启动的设备
        grub>kernel /vmlinuz          #定义启动时的内核
        grub>initrd /initramfs.img   #定义initramfs镜像
        grub>boot                       #按照手工定义的方式启动

将stage2的bootloader加载至内存后,就可以对文件系统进行查询,将默认的内核映像和initrd映像加载至内存中.当映像文件准备好之后,stage 2 bootloader调用内核映像.

4.kernerl --- Linux

内核映像被加载至内存中,stage2 bootloader控制权释放后,kernel 阶段开始.内核映像不是可执行的内核,是被压缩的kernel映像,通常是vmlinuz.在这个内核映像的前面是一个例程,实现少量的硬件设置,并从包含内核的映像中将kernel解压缩出来,而后将内核加载至高端内存中,如果有初始RAM磁盘映像,则将其一起加载至内存,并标明供以后使用.此后,该例程会调用内核,并开始启动内核引导的过程.
启动init.即第一个用户空间进程(user-sapce process).通过启用中断,抢占式的调度器就可以周期性的接管控制权,从而提供多任务能力.
在内核引导的过程中,初始RAM磁盘(initrd)是由stage 2 bootloader加载至内存中,被复制到RAM中并挂载到系统上.initrd会作为RAM中的临时根文件系统使用,允许内核在没有挂载任何物理磁盘的情况下完整的实现引导,由于与外围设备交互的模块可能是initrd的一部分,所以内核可以很小,但仍需要支持大量的可能的硬件配置,内核引导完成之后就可以将initrd根文件系统卸载掉,并挂载真正的文件系统.

5.init阶段

当内核引导并初始化之后,内核就可以启动自己的第一个用户空间应用程序了,这是第一个调用标准函数库编译的程序.桌面系统中第一个启动的程序通常是/sbin/init进程.到这里系统准备就绪了.

init在centos不同版本程序的类型:

centos5:SysV init
    配置文件:/etc/inittab
centos6:upstart
    配置文件:/etc/inittab
        /etc/init/*.conf
centos7:systemd
    配置文件:/usr/lib/systemd/system,/etc/systemd/system

init相关的配置文件:/etc/inittab

    每行定义一种action以及对应的process
        id:runlevel:action:process
            id: 一个任务的标志符
            runlevel: 运行级别,空则标识所有的进程
            action:定义任务的启动条件
            process:任务
        action:
            wait:等待切换至此级别是执行一次
            respawn:一旦此任务终止,就自动重新启动
            initdefualt:设定默认启动级别
            sysinit:设定系统初始化的方式,此处一般指定/etc/rc.d/rc.sysinit

/etc/rc.d/rc 接受数字为参数

        K##string:开机停止  (先KILL后start)数字越小越优先,依赖的服务先关闭,被依赖的后关闭
        S##string:开机启动

/etc/init.d/

    让程序接受chkconfig的管理
        chkconfig --add  services_name
    不再接受chkconfig管理
        chkconfig --del services_name
    能被cokconfig所识别
        #chkconfig: 运行级别  启动级别  关闭级别
    chkconfig: 
        --list name  显示单个的服务情况
    修改控制的级别:
        --level LEVELS   默认2345
        注:正常情况下,最后一个服务S99local没有连接至/etc/init.d下,而是直接指向了/etc/rc.local下,因此自定义的开机启动脚本直接放到/etc/rc.local中即可
    /sbin/mingetty 会调用login程序;
    打开基于vga的虚拟终端的还有getty等也可以.

那么如何实现讲一个自定义的程序或服务为chkconfig及service的支配.

以上次shell程序自动化编译的apache service为例(脚本实现apache批量自动化编译移步http://cityx.blog.51cto.com/9857477/1918435):
按照系统启动的流程及chkconfig的特性实现:

开机系统会运行/etc/init.d/下的脚本或程序,那么将自定义的脚本或程序放入该目录下就可以开机时被执行,当然将脚本的路径加入到rc.local下开机时也会被执行一般情况下值执行一次,我们的需求是作为可控的服务.

符合被chkconfig管理的服务脚本要求

 # chkconfig: 2345 11 88      #脚本中需存在的格式
 # description: This starts the Apache Daemon  #centos6 可省

按照上面的思路:

下面是我httpd服务(程序名为httpd)的脚本:将此脚本放入/etc/init.d下即可,留作下步用.

 #!/bin/bash
 #
 # chkconfig: 345 98 01
 #
 httpdir=/app/apache/httpd
 pidfile()
 {
     pgrep  httpd > /app/apache/httpd/httpd.pid
 }
 VarVerification()
 {
     if [ -z $httpdir ] ;then
                 httpdir=/app/apache/httpd
     fi
 }
 case $1 in 
 start)
     VarVerification
     $httpdir/bin/apachectl start 1>/dev/null 2>$httpdir/start.log 
     if [ $? -eq 0 ] ;then
            if [ -d  /app/apache/httpd ] ;then
              pidfile
            else 
              echo "The file 'httpd.pid' is  not exist!"
              exit 10
            fi
         else 
              exit 11
     fi
     ;;
 stop)
     VarVerification
     if [ -f $httpdir/httpd.pid ];then
         $httpdir/bin/apachectl  stop
         if [ $? -eq 0 ] ;then
              mv $httpdir/httpd.pid /tmp &>/dev/null
         fi
     else 
         pgrep httpd &>/dev/null 
         if [ $? -eq 0 ];then
             $httpdir/bin/apachectl  stop 
         fi
     fi
     ;;
 restart)
     VarVerification
     $httpdir/bin/apachectl restart
     if [ $? -eq 0 ] ;then
         pidfile
     else    
         mv $httpdir/httpd.pid /tmp
     fi
     ;;
 status)
     VarVerification
     if [ -f $httpdir/httpd.pid ];then
         echo  "Apache service is running..."
     else 
         echo "Apache service is DOWN!"
     fi
 esac

有了上面的脚本,幷放置于/etc/init.d下,执行:

 [root init.d]# chkconfig --add httpd   #接受chkconfig的支配
                chkconfig --del httpd   #不再接受chkconfig的支配
                chkconifg --level 2345 httpd on  #指定2345模式下开机自启动
 [root init.d]# service httpd start     #启动apache服务

验证一下效果80端口已启动:

 [root init.d]# netstat -ntl
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address               Foreign Address             State            
tcp        0      0 :::80                       :::*                        LISTEN
 [root init.d]# service httpd {stop|start|restart|status} 停止,启动,重启,状态

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