开机启过程
POST—>BOOT SEQUENCE—> BOOTLOADER—>KERNEL + INITRAMFS(INITRD)—>ROOTFS—>/sbin/init
POST:加电自检
当开机按下电源按钮后，计算机开始加电，主板上的BIOS或UEFI基本输入输出程序开始对硬件进行检查，检查内存，CPU等等吧，当检测到错误的时候机器会中断或者启动不了，这个做过电脑维护的人都知道，内存氧化可导至开不了机，还有的机器如果没插鼠标键盘自检也不会通过卡在那里了，不会继续往下走。
Boot sequence：选择引导顺序
当自检通过后，接着就要选择引导介质或方式，是通过光盘启动，硬盘启动，网络启动，还是U盘启动，这些也是在BIOS中设定的，所以设定的第一启动项是哪个就从那个开始引导，这个装过WINDOWS的都很熟悉了。
Bootloader：引导加载器
确定引导介质后便开始从介质中装载引导程序如grub2,这个是一个微小程序，我们知道MBR引导记录大小为512字节，其中前446个字节就是Bootloader,主要用来引导用户选择要启动的系统或不同的内核版本，把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压，展开，而后把系统控制权移交给内核。
grub2就是Linux中Bootloader程序，由于MBR记录限制，所以grub2分为两个部分：
1.在MBR引导记录中，大小为446字节，主要功能是引导启动介质的grub主体文件
2.partition,/boot/grub[2],此为grub的主体。
KERNEL + INITRAMFS(INITRD)—>ROOTFS ：加载内核
这时候kernel开始初始化，探测可识别的硬件设备，加载硬件启动程序。以只读方式加载根文件系统
kernel在内存中加载时，为了模拟系统环境，会生成一个ramdisk文件，来进行下一步操作，等到加载到真正的根文件系统时，就会退出ramdisk，切换到真正的根文件系统中去。
ramdisk：内存上临时虚拟的系统
ramdisk(虚拟磁盘，双缓冲，双缓存）----> ramfs（虚拟文件系统）
centos5:initrd
工具程序：mkinitrd
centos6,7:initramfs
工具程序：dracut,mkinitrd
/sbin/init：运行用户空间的第一个应用程序
init:
Centos 5: SysV init 配置文件：/etc/inittab
Centos 6: Upstart 配置文件：/etc/inittab;/etc/init/*.conf(主要）
Centos 7: systemd 配置文件：/etc/systemd/system;/usr/lib/systemd/system
至此，内核空间就已经启动完毕，内核启动完成接着开始启动用户态启动过程。systemd是个守护进程，pid号为1,后面所有启动的服务或进程都是systemd的子进程及子进程的子进程。
那么用户态的启动顺序又是什么样的呢？
设置默认允许级别—>初始化脚本，完成系统初始化--->关闭及启动对应级别下的服务----->设置登录终端----->[启动图形终端]
Systemd新特性：
系统引导时实现服务并行启动，没有顺序之分
按需激活进程
支持系统状态快照
基于依赖关系定义服务控制逻辑
关键特性：
基于socket的激活机制：socket与服务程序分离；按需激活程序或服务，可并行启动
基于bus的激活机制：
基于device的激活机制：当某个硬件设备变得可用时就可激活某设备
基于path的激活机制
系统快照：保存各unit的当前状态信息于持久存储设备中
向后兼容sysv init脚本
不兼容：
systemctl命令固定不变，非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信
核心概念：unit
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，保存至：
/usr/lib/systemd/system
/run/systemd/system
/etc/systemd/system
unit的类型
Service unit：文件扩展名为.service 无需执行权限，用于定义系统服务
Target unit：文件扩展名为.target,用于模拟实现“运行级别”
Device unit：文件扩展名为.device,用于定义内核识别的设备
Mount unit：文件扩展名为.mount,定义文件系统挂载点
Socket unit：文件扩展名为.socket,用于标识进程间通信用的socket文件
Snapshot unit：文件扩展名为.snapshot,管理系统快照
Swap unit：文件扩展名为.swap,用于标识swap设备
Automount unit：文件扩展名为.automount,文件系统的自动挂载点
Path unit：文件扩展名为.path,用于定义文件系统中的一个文件或目录
管理系统服务
启动：systemctl start name.service
停止：systemctl stop name .service
重启：systemctl restart name.service
重载：systemctl reload name.service
条件式重启：systemctl try-restart name.service
查看某服务当前是否运行：systemctl is-active name.service
查看所有已经激活的服务：systemctl list-units –type service systemctl list-units –type service –-all
开机自启动：systemctl enable name.service
开机不启动：systemctl disable name.service
查看所有服务开机自启动状态：systemctl list-unit-files –-type service
查看服务是否开机自启：systemctl is-enabled name.service
查看服务的依赖关系：systemctl list-dependencies name.service
禁止设定为开机自启：systemctl mask name.service
取消禁止设定为开机自启：systemctl unmask name.service
Target units:（模拟运行级别）
unit配置文件，以.target后辍名结尾
关机：runlevel0.target,poweroff.target
救援：runlevel1.target,rescue.target
多用户：multi-user.target
图形：graphical.target
重启：reboot.target
级别切换：systemctl isolate name.target
查看级别：systemctl list-units –-type target systemctl get-default
设置级别：systemctl set-default name.target
切换至紧急救援模式：systemctl rescue
切换至emergency模式：systemctl emergency(服务不加载不启动，驱动不加载，更彻底）
其它常命令
关机：systemctl halt,systemctl poweroff
重启：systemctl reboot
挂起：systemctl suspend
快照：systemctl hibernate
快照并挂起：systemctl hybrid-sleep
常规启动流程
用粗体下划线标识的目标单元经常被用作启动目标。有两种方法可以指定启动目标：
(1)使用 systemd.unit= 内核命令行参数(参见systemd手册)；
(2)使用
default.target 软连接。
因为 timers.target 以异步方式包含在 basic.target 中，所以 timer 单元可以依赖于在 basic.target
之后才启动的服务。
local-fs-pre.target
|
v
(各个 mounts 与 (各个 swap (各个加密块设备
fsck services) devices) devices) (各个底层服务 (各个底层API虚拟
| | | services: udevd, 文件系统 mounts:
v v v tmpfiles, random mqueue, configfs,
local-fs.target swap.target cryptsetup.target seed, sysctl ...) debugfs ...)
| | | | |
\__________________|_________________
| ___________________|____________________/
\|/
v
sysinit.target
|
____________________________________/|\________________________________________
/ | | | \
| | | | |
v v | v v
(各个 timers) (各个 paths) | (各个 sockets) rescue.service
| | | | |
v v | v v
timers.target paths.target | sockets.target rescue.target
| | | |
v \_________________ |
___________________/
.
\|/
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . v
basic.target
|
____________________________________/|
emergency.service
/ | |
|
| | |
v
v v v emergency.target
display- (图形界面所必须 (各个系统服务)
manager.service 的各个系统服务) |
| | v
| | multi-user.target
| | |
\_________________ | _________________/
\|/
v
graphical.target
initrd 启动流程
basic.target
|
emergency.service
______________________/|
|
/ |
v
| sysroot.mount
emergency.target
| |
| v
| initrd-root-fs.target
| |
| v
v initrd-parse-etc.service
(各个自定义的 |
initrd services) v
| (sysroot-usr.mount 以及
| fstab 中带有 x-initrd.mount
| 标记的各个挂载点)
| |
| v
| initrd-fs.target
\______________________ |
\|
v
initrd.target
|
v
initrd-cleanup.service
(使用
isolates 启动 initrd-switch-root.target)
|
v
______________________/|
/ v
|
initrd-udevadm-cleanup-db.service
v |
(各个自定义的 |
initrd services) |
\______________________ |
\|
v
initrd-switch-root.target
|
v
initrd-switch-root.service
|
v
切换到主机上的操作系统
关机流程
systemd 系统在关机时同样遵循固定的流程，具体如下图
(与所有系统服务互斥)
(与所有文件系统 mounts, swaps, cryptsetup devices 互斥)
|
|
v
v
shutdown.target
umount.target
| |
\______________________
_____________/
\ /
v
(各个底层 services)
|
v
final.target
|
_____________________________________/
\_________________________________
/ | | \
| | | |
v v v v
systemd-reboot.service systemd-poweroff.service systemd-halt.service systemd-kexec.service
| | | |
v v v v
reboot.target poweroff.target halt.target kexec.target
用粗体下划线标识的目标单元经常被用作关机目标。
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