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Linux-系统启动和内核管理

时间:2018-05-17 19:13:27      阅读:258      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:启动流程   启动排错   自制linux   内核编译   服务管理   

本章内容

       CentOS 56的启动流程

       服务管理

       Grub管理

       自制Linux

       启动排错

       编译安装内核

       CentOS7启动流程

       Unit介绍

       服务管理和查看

       启动排错

       破解口令

       修复grub2

      

Linux组成

       Linux: kernel+rootfs

              kernel: 进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能

              rootfs:程序和glibc

              库:函数集合, function, 调用接口(头文件负责描述)

                     过程调用:procedure,无返回值

                     函数调用:function

                     程序:二进制执行文件

       内核设计流派:

              单内核(monolithic kernel)Linux

                     把所有功能集成于同一个程序

              微内核(micro kernel)Windows, Solaris

                     每种功能使用一个单独子系统实现

      

内核

       Linux内核特点:

              支持模块化:.ko(内核对象)

                     如:文件系统,硬件驱动,网络协议等

              例如/usr/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko.x

       支持内核模块的动态装载和卸载

       组成部分:

              核心文件:/boot/vmlinuz-VERSION-release

                     ramdisk:辅助的伪根系统

                     CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img

                     CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img

       rd意思是ramdisk

       ramfs意思是ramfilesystem

       模块文件:/lib/modules/VERSION-release

      

实验:

       centos6,7/boot/initramfs-2.6.32-696.e16.x86_64.img损坏的修复

       重启机器,从光盘引导,进救援模式

       chroot /mnt/sysimage

       mkinitrd /boot/initramfs-`uname -r`.img `uname -r`

       sync

       sync

       sync

       exit

       exit

       reboot

      

实验:

       centos6,7/boot/vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64修复

       重启机器,从光盘引导,进救援模式

       chroot /mnt/sysimage

       ls /run/install/repo/isolinux/

       cp /run/install/repo/isolinux/vmlinuz /mnt/sysimage/boot/vmlinuz-`uname -r`

       sync

       sync

       sync

       exit

       exit

       reboot

      

CentOS6启动流程

      技术分享图片

 

CentOS6启动流程

       1.加载BIOS的硬件信息,获取第一个启动设备

       2.读取第一个启动设备MBR的引导加载程序(grub)的启动信息

       3.加载核心操作系统的核心信息,核心开始解压缩,并尝试驱动所有的硬件设备

       4.核心执行init程序,并获取默认的运行信息

       5.init程序执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件

       6.启动核心的外挂模块

       7.init执行运行的各个批处理文件(scripts)

       8.init执行/etc/rc.d/rc.local

       9.执行/bin/login程序,等待用户登录

       10.登录之后开始以Shell控制主机

      

启动流程

       POSTPower-On-Self-Test,加电自检,是BIOS功能的一个主要部分。负责完成对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘、CD-ROM光驱等硬件情况的检测。

              ROMBIOSBasic Input and Output System,保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出程序,系统信息设置、开机加电自检程序和系统启动自举程序等。

              RAMCMOS互补金属氧化物半导体,保存各项参数的设定

              按次序查找引导设备,第一个有引导程序的设备为本次启动设备

       bootloader: 引导加载器,引导程序

              windows: ntloader,仅是启动OS

              Linux:功能丰富,提供菜单,允许用户选择要启动系统或不同的内核版本;把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中,解压、展开,并把系统控制权移交给内核

                     LILOLInux LOader

                     GRUB: GRand Unified Bootloader

                            GRUB 0.X: GRUB Legacy GRUB2

      

       MBR:

              446: bootloader, 64: 分区表, 2: 55AA

       GRUB:

              primary boot loader : 1st stage1.5 stage

              secondary boot loader 2nd stage,分区文件

       kernel

              自身初始化:

                     探测可识别到的所有硬件设备

                     加载硬件驱动程序(借助于ramdisk加载驱动)

                     以只读方式挂载根文件系统

                     运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init

      

       ramdisk

       内核中的特性之一:使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问,并加载相应的硬件驱动

              ramdisk --> ramfs 提高速度

              CentOS 5: initrd

                     工具程序:mkinitrd

              CentOS 67: initramfs

                     工具程序:mkinitrd, dracut

              系统初始化:

                     POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) --> initsystemd

      

ramdisk管理

       ramdisk文件的制作:

       (1) mkinitrd命令

              为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件

       mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

       (2) dracut命令

              为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件

       dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

      

系统启动流程

       init程序的类型:

       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

       Systemdsystemd, CentOS 7

              配置文件:/usr/lib/systemd/system

                            /etc/systemd/system

      

启动流程

       /sbin/init CentOS6之前

       运行级别:为系统运行或维护等目的而设定;0-67个级别

              0:关机

              1:单用户模式(root自动登录), single, 维护模式

              2: 多用户模式,启动网络功能,但不会启动NFS;维护模式

              3:多用户模式,正常模式;文本界面

              4:预留级别;可同3级别

              5:多用户模式,正常模式;图形界面

              6:重启

       默认级别: 3, 5

       切换级别:init #

       查看级别:runlevel ; who -r

      

init初始化

       init读取其初始化文件:/etc/inittab

       初始运行级别(RUN LEVEL)

       系统初始化脚本

       对应运行级别的脚本目录

       捕获某个关键字顺序

       定义UPS电源终端/恢复脚本

       在虚拟控制台生成getty

       在运行级别5初始化X

      

CentOS 5inittab文件

       配置文件:/etc/inittab

       每一行定义一种action以及与之对应的process

              id:runlevel:action:process

                     action:

                            wait: 切换至此级别运行一次

                            respawn:此process终止,就重新启动之

                            initdefault:设定默认运行级别;process省略

                            sysinit:设定系统初始化方式,此处一般为指定

                                   /etc/rc.d/rc.sysinit

                            ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

              id:3:initdefault:

              si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

              l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

              l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1...

              l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

      

CentOS 6 /etc/inittab和相关文件

       /etc/inittab

              设置系统默认的运行级别

              id:3:initdefault:

       示例:

              破解CentOS56root口令

       /etc/init/control-alt-delete.conf

       /etc/init/tty.conf

       /etc/init/start-ttys.conf

       /etc/init/rc.conf

       /etc/init/prefdm.conf

      

启动流程

       /etc/rc.d/rc.sysinit: 系统初始化脚本

              (1) 设置主机名

              (2) 设置欢迎信息

              (3) 激活udevselinux

              (4) 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统

              (5) 检测根文件系统,并以读写方式重新挂载根文件系统

              (6) 设置系统时钟

              (7) 激活swap设备

              (8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数

              (9) 激活lvmsoftware raid设备

              (10) 加载额外设备的驱动程序

              (11) 清理操作

      

       说明:rc N --> 意味着读取/etc/rc.d/rcN.d/

              K*: K##*##运行次序;数字越小,越先运行;数字越小的服务,通常为依赖到别的服务

              S*: S##*##运行次序;数字越小,越先运行;数字越小的服务,通常为被依赖到的服务

              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

              done

      

chkconfig命令

       chkconfig命令

       查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形:

              chkconfig [--list] [name]

       添加:

              SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)

              chkconfig --add name

                     #!/bin/bash

                     #LLLL 表示初始在哪个级别下启动,-表示都不启动

                     # chkconfig: LLLL nn nn

       删除:

              chkconfig --del name

       修改指定的链接类型

              chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>

                     --level LLLL: 指定要设置的级别;省略时表示2345

              ntsysv命令

      

       作业:一键编译安装httpd后定义httpd为服务

      

       /etc/rc*.d/S99local这个脚本是兜底用的,一般最后启动,如果想让某程序开机自动启动,可写入/etc/(rc.d/)rc.local

       service --status-all可查看所有服务的状态

      

xinetd管理的服务

       service 命令:手动管理服务

              service 服务 start|stop|restart

              service --status-all

       瞬态(Transient)服务被xinetd进程所管理

              进入的请求首先被xinetd代理

              配置文件:/etc/xinetd.conf/etc/xinetd.d/<service>

              libwrap.so文件链接

              chkconfig控制的服务:

              chkconfig tftp on

 

启动流程

       注意:正常级别下,最后启动一个服务S99local没有链接至/etc/rc.d/init.d一个服务脚本,而是指向了/etc/rc.d/rc.local脚本

       不便或不需写为服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d/目录,且又想开机时自动运行的命令,可直接放置于/etc/rc.d/rc.local文件中

       ?/etc/rc.d/rc.local在指定运行级别脚本后运行

       ?可以根据情况,进行自定义修改

       CentOS 7中也可以用rc.local,不过要加chmod +x权限

 

       1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1

       2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2

       ...

       6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

       mingetty会自动调用login程序

       x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

 

启动过程

       总结:/sbin/init --> (/etc/inittab) --> 设置默认运行级别 --> 运行系统初始脚本、完成系统初始化 --> (关闭对应下需要关闭的服务)启动需要启动服务 --> 设置登录终端

       CentOS 6 init程序为: upstart, 其配置文件:

              /etc/inittab, /etc/init/*.conf,配置文件的语法 遵循 upstart配置文件语法格式,和CentOS5不同

 

grub legacy

       CentOS 6启动流程:

              POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本rc.sysinit --> 关闭或启动对应级别的服务 --> 启动终端

       grub: GRand Unified Bootloader

              grub 0.97: grub legacy

              grub 2.x: grub2

              grub legacy:

                     stage1: mbr

                     stage1_5: mbr之后的扇区,让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统

                     stage2:磁盘分区(/boot/grub/)

      

grub安装

       安装grub

              (1) grub-install

              安装grub stage1stage1_5/dev/DISK磁盘上,并复制GRUB相关文件到 DIR/boot目录下

              grub-install --root-directory=DIR /dev/DISK

              (2) grub

              grub> root (hd#,#)

              grub> setup (hd#)

      

       实验:

       grub1阶段,1.5阶段和2阶段分别破坏后修复

       1、破坏grub1阶段

       dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1

       重启后现象如下,提示找不到系统了

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       恢复方法:

       1)重启系统,从光盘引导,选第3项,进入救援模式      技术分享图片

       2)选语言,默认的English就行

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       3)选键盘,默认的美式键盘us就行

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       4)是否启动网络端口,这里不需要用到网络,选No

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       5)选Continue,让硬盘系统自动挂载到/mnt/sysimage目录下

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       6)选OK

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       7)选OK

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       8)选默认的第1shellOK,进入bash-4.1#提示符

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       9)在提示符下输以下命令

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       chroot /mnt/sysimage 切换根目录,换根前后可以df对比一下,发现根目录已切换

       grub-install /dev/sda 修复grub

       exit 修复完成,exit退出

       exit

       reboot 重启后恢复

      

       2、破坏grub1.5阶段

       dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=13824 count=1 seek=512

       重启后现象如下

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       恢复方法与破坏1阶段的恢复方法完全一样,进入救援模式:

       chroot /mnt/sysimage

       grub-install /dev/sda

       exit

       exit

       reboot重启后恢复

      

       3、破坏grub2阶段

       rm -rf /boot/grub/*

       重启后现象如下

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       恢复方法:重启进入救援模式

       chroot /mnt/sysimage

       grub-install /dev/sda

       vim /boot/grub/grub.conf

              default=0

              timeout=3

              title CentOS 6 (2.6.32-696.el6.x86_64)

              root (hd0,0)

              kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 ro root=/dev/sda2

              initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img

       exit

       exit

       reboot重启后恢复

       注意:kernel这行的root=/dev/sda2写根所在的分区,可以写UUID,即root=UUID=根分区的UUID

      

       实验:

       删除/boot/*并恢复:

       rm -rf /boot/*

       重启后现象如下

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       进入救援模式

       方法1

       chroot /mnt/sysimage

       mkdir /mnt/cdrom

       mount /dev/sr0 /mnt/cdrom

       cp /mnt/boot/vmlinuz /boot/

       mkinitrd initramfs-`uname -r`.img `uname -r`

       grub-install /dev/sda

       vim /boot/grub/grub.conf

              default=0

              timeout=5

              title linux

              kernel /vmlinuz-:r!uname -r root=/dev/sda2 ro selinux=0

              initrd /initramfs-:r!uname -r.img

       方法2

       mkdir /mnt/cdrom

       mount /dev/sr0 /mnt/cdrom

       rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/kernel-VERSION.rpm --root=/mnt/sysimage --force

       ls /mnt/sysimage/boot

       chroot /mnt/sysimage

       grub-install /dev/sda

       vi /boot/grub/grub.conf

              default=0

              timeout=3

              title linux

              kernel /vmlinuz-$(uname -r) root=/dev/sda2

              initrd /initramfs-$(uname-r).img

      

       实验:

       删除/boot/*/etc/fstab并恢复

       重启后画面如下

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       进救援模式,发现硬盘的根分区已无法自动挂载到/mnt/sysimage上,如下图

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       恢复方法是手动找到/分区并挂载,手写/etc/fstab

       vim /etc/fstab

              /dev/sda1     /boot     ext4       defaults        0 0

              /dev/sda2     /             ext4       defaults        0 0

              /dev/sda3     /data     ext4       defaults        0 0

              /dev/sda5     swap      swap      defaults        0 0

       这个根据自己机子的情况来写就行

       再重启后进入救援模式,发现根分区可以自动挂载到/mnt/sysimage目录上了,接下来再按上边的方法修复/boot目录就行

      

       实验:lvm环境下的rm -rf /etc/fstab /boot/*,恢复之

       进救援模式

       mkdir /mnt/rootfs

       vgchange -ay 使逻辑卷从inactive状态变为active

       mount /dev/VolGroup/lv_root /mnt/rootfs

       之后步骤同上

      

       实验:rm -f /sbin/init,恢复之

       现象:内核能起来,有个能输东西的提示符,系统起不来

       方法1:进救援模式,手配一个地址,让网络能通,然后用scp从别的机器上拷过来

       方法2rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/upstart-XXX --root=/mnt/sysimage --force

       rpm2cpio /mnt/cdrom/Packages/upstart-XXX | cpio -idv ./sbin/init解包出来,然后cp ./sbin/init /mnt/sysimage/sbin/

      

       实验:CentOS 6/boot/grub下的文件,如果没有修复过grub,那么除了grub.confsplash.xpm.gz,那么没有其他的文件也能启动,但是如果用grub-install /dev/sda或者grub命令修复过,那么其他的文件也是需要的

      

       实验:

       更改启动时的背景图片splash.xpm.gz

      

grub legacy

       配置文件:/boot/grub/grub.conf <-- /etc/grub.conf

       stage2及内核等通常放置于一个基本磁盘分区

       功用:

       (1) 提供启动菜单、并提供交互式接口

              a:内核参数

              e: 编辑模式,用于编辑菜单

              c: 命令模式,交互式接口

       (2) 加载用户选择的内核或操作系统

              允许传递参数给内核

              可隐藏启动菜单

       (3) 为菜单提供了保护机制

              为编辑启动菜单进行认证

              为启用内核或操作系统进行认证

      

       grub的命令行接口

              help: 获取帮助列表

              help KEYWORD: 详细帮助信息

              find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE

              root (hd#,#)

              kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 设定本次启动时用到的内核文件;额外还可添加许多内核支持使用的cmdline参数

              例如:max_loop=100 selinux=0 init=/path/to/init

              initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 设定为选定的内核提供额外文件的ramdisk

              boot: 引导启动选定的内核

       cat /proc/cmdline 内核参数

       内核参数文档:/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.32/Documentation/kernel-parameters.txt

      

       识别硬盘设备

              (hd#,#)

              hd#: 磁盘编号,用数字表示;从0开始编号

              #: 分区编号,用数字表示; 0开始编号

              (hd0,0) 第一块硬盘,第一个分区

 

       手动在grub命令行接口启动系统

              grub> root (hd#,#)

              grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE

              grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img

              grub> boot

      

grub legacy配置文件

       配置文件:/boot/grub/grub.conf

       default=#: 设定默认启动的菜单项;落单项(title)编号从0开始

       timeout=#:指定菜单项等待选项选择的时长

       splashimage=(hd#,#)/PATH/XPM_FILE:菜单背景图片文件路径

       password [--md5] STRING: 启动菜单编辑认证

       hiddenmenu:隐藏菜单

       title TITLE:定义菜单项“标题”, 可出现多次

       root (hd#,#):查找stage2kernel文件所在设备分区;为grub的根

       kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]:启动的内核

       initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 内核匹配的ramfs文件

       password [--md5|--encrypted ] STRING: 启动选定的内核或操作系统时进行认证

      

grub加密

       生成grub口令

              grub-md5-cryptmd5算法,在grub.conf里写的格式是password --md5

              grub-cryptsha512算法,在grub.conf里写的格式是password --encrypted

       破解root口令:

              启动系统时,设置其运行级别1

       进入单用户模式:

              (1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title,而后使用e命令)

              (2) 在选定的kernel后附加

                     1, s, Ssingle都可以

              (3) kernel所在行,键入“b”命令

      

       grub-crypt采用的是sha512算法,在grub.conf里写的格式是password --encrypted passwd

      

自制linux系统

       分区并创建文件系统

              fdisk /dev/sdb

              分两个必要的分区

              /dev/sdb1对应/boot /dev/sdb2对应根 /

              mkfs.ext4 /dev/sdb1

              mkfs.ext4 /dev/sdb2

       挂载boot

              mkdir /mnt/boot 子目录必须为boot

              mount /dev/sdb1 /mnt/boot

       安装grub

              grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb

      

       恢复内核和initramfs文件

              cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 /mnt/boot/

              cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img /mnt/boot

       建立grub.conf

              vim /mnt/boot/grub.conf

              title wanglinux

              root (hd0,0)

              kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash

              initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img

       chroot /mnt/sysroot

      

       创建一级目录

              mkdir /mnt/sysroot

              mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot

              mkdir -pv /mnt/sysroot/{etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,sys,proc,opt,home,root,boot,dev,mnt,media}

       复制bash和相关库文件

       复制相关命令及相关库文件

              如:ifconfig,insmod,ping,mount,ls,cat,df,lsblk,blkid

       modinfo e1000,查看网卡驱动所在目录,然后把网卡驱动拷过去

       机器起来后,insmod /lib/e1000.ko加载网卡驱动,测试能ping

      

       实验:自制linux,启动自动配置IP

      

救援环境

       在根文件系统无法使用时需要,如/bin/mount删除

       对系统没有特殊要求

       从光盘引导(boot.iso或者安装光盘#1

       USB盘(由boot.iso制作)引导

      

       文件系统重组

              Anaconda将会询问是否应该挂载文件系统

              /mnt/sysimage/*

              /mnt/stage2

              $PATH包括硬盘的目录

       文件系统节点

              提供系统特定的设备文件

              mknod了解major/minor

      

系统配置文件丢失修复

       系统在引导期间,很重要的一个过程就是init进程读取其配置文件/etc/inittab,启动系统基本服务程序及默认运行级别的服务程序完成系统引导,如果/etc/inittab误删除或修改错误,Linux将无法正常启动。此时,只有通过救援模式才可以解决此类问题。

       ?有备份文件的回复方法

       ?没有备份文件的恢复办法

      

       有备份文件的恢复办法:

       进入救援模式,执行chroot命令后,如果有此文件的备份(强烈建议系统中的重要数据目录,如/etc/boot等要进行备份),直接将备份文件拷贝回去,退出重启即可。如果是配置文件修改错误,如比较典型的/boot/grub/grub.conf/etc/passwd的文件修改错误,也可以直接修正恢复。假设有备份文件/etc/inittab.bak,则在救援模式下执行:

       chroot /mnt/sysimage

       cp /etc/inittab.bak /etc/inittab

      

       没有备份文件的恢复办法

       如果一些配置文件丢失或软件误删除,且无备份,可以通过重新安装软件包来恢复,首先查找到/etc/inittab属于哪一个RPM

       chroot /mnt/sysimage

       rpm -qf /etc/inittab

       initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64

       exit 退出chroot模式

       挂载存放RPM包的安装光盘(在救援模式下,光盘通常挂载在/mnt/source目录下)

 

       mount /dev/sr0 /mnt/source

       CentOS6系统的RPM包存放在光盘Package目录下,要修复的硬盘系统的根目录在/mnt/sysimage下,需要使用--root选项指定其位置。覆盖安装/etc/inittab文件所在的RPM包:

       rpm -ivh --replacepkgs | force /mnt/source/Packages/

       initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm

       其中的rpm命令选项“--replacepkgs”表示覆盖安装,执行完成后,即已经恢复了此文件

      

       如果想只提取RPM包中的/etc/inittab文件进行恢复,可以在进入救援模式后,执行命令:

       rpm2cpio /mnt/source/Packages/initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm| cpio -idv ./etc/inittab

       cp etc/inittab /mnt/sysimage/etc

       注意此命令执行时不能将文件直接恢复至/etc目录,只能提取到当前目录下,且恢复的文件名称所在路径要写完整的路径。提取文件成功后,将其复制到根分区所在的/mnt/sysimage目录下相应位置即可

      

/proc目录

       /proc目录:

              内核把自己内部状态信息及统计信息,以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出

       参数:只读:输出信息

              可写:可接受用户指定“新值”来实现对内核某功

                     能或特性的配置

       /proc/sys

              (1) sysctl命令用于查看或设定此目录中诸多参数

              sysctl -w path.to.parameter=VALUE

              sysctl -w kernel.hostname=mail.magedu.com

              (2) echo命令通过重定向方式也可以修改大多数参数的值

              echo "VALUE" > /proc/sys/path/to/parameter

              echo “websrv” > /proc/sys/kernel/hostname

      

sysctl命令

       sysctl命令:

       默认配置文件:/etc/sysctl.conf

       (1) 设置某参数

              sysctl -w parameter=VALUE

              sysctl -w net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=0:禁ping

       (2) 通过读取配置文件设置参数

              sysctl -p [/path/to/conf_file]

       (3) 查看所有生效参数

              sysctl -a

       常用的几个参数:

              net.ipv4.ip_forward  允许包转发

              net.ipv4.icmp_echo_ignore_all  ping

              vm.drop_caches  清除缓存

       其他一些参数

              net.ipv4.ip_default_ttl = 64:默认TTL

              kernel.shmmax = 68719476736:共享内存的段大小(bytes),因为Oracle数据库对内存的需求是比较大的,我们希望充分地利用内存空间,这个参数可以相应地调大

              net.ipv4.tcp_syn_retries = 5TCPsyn同步的重试次数,如果想提高成功率,这个值可以相应调大

              net.ipv4.tcp_fin_timeout = 60TCPfin挥手包超时时间,这个值调小有利于高并发

              net.ipv4.tcp_syncookies = 1:如果发现syn连接过多的话,会尝试用cookie进行处理,防止syn攻击,默认是开启的,建议开启

              net.ipv4.tcp_max_tw_buckets timeout = 65536timeout状态的TCP连接的最大数量,可以调小,例如调成6000,节约服务器资源,从而能响应更多的用户请求

              net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 512TCP最大的syn等待队列,可调大,比如调成5120,提高并发响应量

              net.ipv4.ip_local_port_range = 32768 60999:表示对外连接的客户端端口范围,最小值的32768可调小一些,比如调成10000,以增加可用端口号,常用于代理服务器

      

       time cmd 计算命令cmd所花的时间

      

/sys目录

       /sys目录:

       sysfs:为用户使用的伪文件系统,输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息,也有内核对硬件特性的设定信息;有些参数是可以修改的,用于调整硬件工作特性

       udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需要设备文件,udev是运行用户空间程序

       专用工具:udevadmin, hotplug

       udev为设备创建设备文件时,会读取其事先定义好的规则文件,一般在/etc/udev/rules.d/usr/lib/udev/rules.d目录下

      

内核编译

       单内核体系设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点,为内核引入模块化机制

       内核组成部分:

              kernel: 内核核心,一般为bzImage,通常在/boot目录下,名称为vmlinuz-VERSION-RELEASE

              kernel object: 内核对象,一般放置于

                     /lib/modules/VERSION-RELEASE/

              [ ]: N(不安装)

              [M]: M(以模块的形式安装)

              [*]: Y(集成于内核中)

              辅助文件:ramdisk

                     initrd

                     initramfs

      

内核版本

       运行中的内核:

              uname命令:

                     uname - print system information

                     uname [OPTION]...

                            -n: 显示节点名称

                            -r: 显示VERSION-RELEASE

                            -a:显示所有信息

      

内核模块命令

       lsmod命令:

              显示由核心已经装载的内核模块

              显示的内容来自于: /proc/modules文件

       modinfo命令:

              显示模块的详细描述信息

              modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename... ]

                     -n: 只显示模块文件路径

                     -p: 显示模块参数

                     -a: author

                     -d: description

                     -l: license

              lsmod |grep xfs;modinfo xfs

             

内核模块管理

       modprobe命令:

              装载或卸载内核模块

       modprobe [ -C config-file ] [ modulename ] [ module parame-ters... ]

       配置文件:/etc/modprobe.conf, /etc/modprobe.d/*.conf

       modprobe [ -r ] modulename…

      

       depmod命令:

              内核模块依赖关系文件及系统信息映射文件的生成工具

       装载或卸载内核模块:

       insmod命令:指定模块文件,不自动解决依赖模块

              insmod [ filename ] [ module options... ]

              insmod `modinfo -n exportfs`

              lnsmod `modinfo -n xfs`

       rmmod命令:卸载模块

              rmmod [ modulename ]

              rmmod xfs

              rmmod exportfs

      

编译内核

       前提:

              (1) 准备好开发环境

              (2) 获取目标主机上硬件设备的相关信息

              (3) 获取目标主机系统功能的相关信息

                     例如:需要启用相应的文件系统

              (4) 获取内核源代码包

                     www.kernel.org

      

开发环境准备

       包组(CentOS 6)

              Server Platform Development

              Development Tools

       目标主机硬件设备相关信息:

              CPU

              cat /proc/cpuinfo

              x86info -a

              lscpu

      

硬件设备

       PCI设备:

              lspci

                     -v

                     -vv

              lsusb

                     -v

                     -vv

              lsblk 块设备

       了解全部硬件设备信息

              hal-device:CentOS6

      

内核编译安装系统

       安装开发包组

       下载源码文件

       .config:准备文本配置文件

       make menuconfig:配置内核选项

       make [-j #]

       make modules_install:安装模块

       make install :安装内核相关文件

              安装bzImage/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE

              生成initramfs文件

              编辑grub的配置文件

      

编译安装内核示例

       tar xf linux-3.10.67.tar.xz -C /usr/src

       cd /usr/src

       ln -sv linux-3.10.67 linux

       cd /usr/src/linux

       cp /boot/config-$(uname -r) ./.config

       make help

       make menuconfig

       make -j 2

       make modules_install

       make install

       reboot

      

编译内核

       (1) 配置内核选项

       支持“更新”模式进行配置:make help

       (a) make config:基于命令行以遍历的方式去配置内核中可配置的每个选项

       (b) make menuconfig:基于curses的文本窗口界面

       (c) make gconfig:基于GTK (GNOME)环境窗口界面

       (d) make xconfig:基于QT(KDE)环境的窗口界面

       支持“全新配置”模式进行配置

       (a) make defconfig:基于内核为目标平台提供的“默认”配置进行配置

       (b) make allyesconfig: 所有选项均回答为“yes

       (c) make allnoconfig: 所有选项均回答为“no

       make menuconfig可以配置支持ntfs格式,在进入menuconfig后选File systems ---> DOS/FAT/NT Filesystems ---> NTFS file system support,把这项和其下的NTFS write support都点上,不过点上了也不一定支持写功能。

       epel源安装ntfs-3g可支持ntfs文件系统写功能,安装ntfsprogs可支持mkfs.ntfs

      

       (2) 编译

       全编译:make [-j #]

       编译内核的一部分功能:

              (a) 只编译某子目录中的相关代码

                     cd /usr/src/linux

                     make dir/

              (b) 只编译一个特定的模块

                     cd /usr/src/linux

                     make dir/file.ko

                     例如:只为e1000编译驱动:

              make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

      

       如何交叉编译内核:

              编译的目标平台与当前平台不相同

              make ARCH=arch_name

       要获取特定目标平台的使用帮助

              make ARCH=arch_name help

              make ARCH=arm help

      

内核编译

       在已经执行过编译操作的内核源码树做重新编译

       需要事先清理操作:

              make clean:清理大多数编译生成的文件,但会保留config文件等

              make mrproper: 清理所有编译生成的文件、config及某些备份文件

              make distcleanmrproperpatches以及编辑器备份文件

      

卸载内核

       删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件

       删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码

       删除/boot目录下启动的内核和内核映像文件

       更改grub的配置文件,删除不需要的内核启动列表

      

练习

       1、破解root口令,并为grub设置保护功能

       2、破坏本机grub stage1,而后在救援模式下修复之

       3、删除vmlinuzinitramfs文件后无法启动,两种方法恢复之

       4、增加新硬盘,在其上制作能单独运行kernelbash的系统

       5、在U盘上定制linux,使其可启动系统,并具有网络功能

       6、删除/etc/fstab/boot目录的所有文件,并恢复之

       7、编译安装kernel,启用支持ntfs文件系统功能

       练习的答案上边都做过了,可以往上翻一翻

      

systemd

       POST --> Boot Sequence --> Bootloader --> kernel + initramfs(initrd) --> rootfs --> /sbin/init

              init: CentOS 5: SysV init

                     CentOS 6: Upstart

                     CentOS 7: Systemd

       Systemd:系统启动和服务器守护进程管理器,负责在系统启动或运行时,激活系统资源,服务器进程和其它进程

       Systemd新特性:

              系统引导时实现服务并行启动

              按需启动守护进程

              自动化的服务依赖关系管理

              同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务

              系统状态快照

      

       核心概念:unit

              unit表示不同类型的systemd对象,通过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

       配置文件:

              /usr/lib/systemd/system:每个服务最主要的启动脚本设置,类似于之前的/etc/init.d/

              /run/systemd/system:系统执行过程中所产生的服务脚本,比上面目录优先运行

              /etc/systemd/system:管理员建立的执行脚本,类似于/etc/rc.d/rcN.d/Sxx类的功能,比上面目录优先运行

      

Unit类型

       Systemctl -t help 查看unit类型

       Service unit: 文件扩展名为.service, 用于定义系统服务(用得最多)

       Target unit: 文件扩展名为.target,用于模拟实现运行级别

       Device unit: .device, 用于定义内核识别的设备

       Mount unit: .mount, 定义文件系统挂载点

       Socket unit: .socket, 用于标识进程间通信用的socket文件,也可在系统启动时,延迟启动服务,实现按需启动

       Snapshot unit: .snapshot, 管理系统快照

       Swap unit: .swap, 用于标识swap设备

       Automount unit: .automount,文件系统的自动挂载点

       Path unit: .path,用于定义文件系统中的一个文件或目录使用,常用于当文件系统变化时,延迟激活服务,如:spool 目录

      

特性

       关键特性:

              基于socket的激活机制:socket与服务程序分离

              基于d-bus的激活机制:

              基于device的激活机制:

              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,不可扩展

              非由systemd启动的服务,systemctl无法与之通信和控制

      

管理服务

       管理系统服务:

              CentOS 7: service unit

              注意:能兼容早期的服务脚本

       命令:systemctl COMMAND name.service

       启动:service name start ==> systemctl start name.service

       停止:service name stop ==> systemctl stop name.service

       重启:service name restart ==> systemctl restart name.service

       状态:service name status ==> systemctl status name.service

      

       条件式重启:已启动才重启,否则不做操作

              service name condrestart ==> systemctl try-restart name.service

       重载或重启服务:先加载,再启动

              systemctl reload-or-restart name.service

       重载或条件式重启服务:

              systemctl reload-or-try-restart name.service

       禁止自动和手动启动:

              systemctl mask name.service

       取消禁止:

              systemctl unmask name.service

      

       [root@centos7 ~]#systemctl mask atd

       Created symlink from /etc/systemd/system/atd.service to /dev/null

       [root@centos7 ~]#systemctl start atd

       Failed to start atd.service: Unit is masked.

       [root@centos7 ~]#systemctl unmask atd

       Removed symlink /etc/systemd/system/atd.service.

      

服务查看

       查看某服务当前激活与否的状态:

              systemctl is-active name.service(能影响$?变量,作条件判断)

       查看所有已经激活的服务:

              systemctl list-units --type|-t service

       查看所有服务:

              systemctl list-units --type service --all|-a

       chkconfig命令的对应关系:

       设定某服务开机自启:

              chkconfig name on ==> systemctl enable name.service

       设定某服务开机禁止启动:

              chkconfig name off ==> systemctl disable name.service

      

       查看所有服务的开机自启状态:

              chkconfig --list ==> systemctl list-unit-files --type service

       用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用

              chkconfig sshd -list ==>

              ls /etc/systemd/system/*.wants/sshd.service

       查看服务是否开机自启:

              systemctl is-enabled name.service

       其它命令:

       查看服务的依赖关系:

              systemctl list-dependencies name.service

       杀掉进程:

              systemctl kill unitname

      

服务状态

       systemctl list-unit-files --type service --all显示状态

       loaded:Unit配置文件已处理

       active(running):一次或多次持续处理的运行

       active(exited):成功完成一次性的配置

       active(waiting):运行中,等待一个事件

       inactive:不运行

       enabled:开机启动

       disabled:开机不启动

       static:开机不启动,但可被另一个启用的服务激活

       例:nfs服务依赖于rpcbind服务,在CentOS 7上启动nfs-server会自动启动rpcbind,但CentOS 6上启动nfs要手动启动rpcbind

      

systemctl命令示例

       显示所有单元状态

              systemctl systemctl list-units

       只显示服务单元的状态

              systemctl --type=service

       显示sshd服务单元

              systemctl -l status sshd.service

       验证sshd服务当前是否活动

              systemctl is-active sshd

       启动,停止和重启sshd服务

              systemctl start sshd.service

              systemctl stop sshd.service

              systemctl restart sshd.service

              systemctl 命令示例

       例:systemd代替telnet-server来监听23端口,当有telnet连接时,telnet-server才启动

      

       重新加载配置

              systemctl reload sshd.service

       列出活动状态的所有服务单元

              systemctl list-units --type=service

       列出所有服务单元

              systemctl list-units --type=service --all

       查看服务单元的启用和禁用状态

              systemctl list-unit-files --type=service

       列出失败的服务

              systemctl --failed --type=service

             

       列出依赖的单元

              systemctl list-dependencies sshd

       验证sshd服务是否开机启动

              systemctl is-enabled sshd

       禁用network,使之不能自动启动,但手动可以

              systemctl disable network

       启用network

              systemctl enable network

       禁用network,使之不能手动或自动启动

              systemctl mask network

       启用network

              systemctl unmask network

      

service unit文件格式

       /etc/systemd/system:系统管理员和用户使用/usr/lib/systemd/system:发行版打包者使用

       # 开头的行后面的内容会被认为是注释

       相关布尔值,1yesontrue 都是开启,0noofffalse 都是关闭

       时间单位默认是秒,所以要用毫秒(ms)分钟(m)等须显式说明

       service unit file文件通常由三部分组成:

       ?[Unit]:定义与Unit类型无关的通用选项;用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等

       ?[Service]:与特定类型相关的专用选项;此处为Service类型

       ?[Install]:定义由“systemctl enable”以及"systemctl disable“命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项

      

       Unit段的常用选项:

       Description:描述信息

       After:定义unit的启动次序,表示当前unit应该晚于哪些unit启动,其功能与Before相反

       Requires:依赖到的其它units,强依赖,被依赖的units无法激活时,当前unit也无法激活

       Wants:依赖到的其它units,弱依赖

       Conflicts:定义units间的冲突关系

      

       Service段的常用选项:

       Type:定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型

       ?simple:默认值,这个daemon主要由ExecStart接的指令串来启动,启动后常驻于内存中

       ?forking:由ExecStart启动的程序透过spawns延伸出其他子程序来作为此daemon的主要服务。原生父程序在启动结束后就会终止

       ?oneshot:与simple类似,不过这个程序在工作完毕后就结束了,不会常驻在内存中

       ?dbus:与simple类似,但这个daemon必须要在取得一个D-Bus的名称后,才会继续运作.因此通常也要同时设定BusNname= 才行

       ?notify:在启动完成后会发送一个通知消息。还需要配合 NotifyAccess 来让 Systemd 接收消息

       ?idle:与simple类似,要执行这个daemon必须要所有的工作都顺利执行完毕后才会执行。这类的daemon通常是开机到最后才执行即可的服务

       ?

       EnvironmentFile:环境配置文件

       ExecStart:指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径

       ExecStartPre ExecStart前运行

       ExecStartPost ExecStart后运行

       ExecStop:指明停止unit要运行的命令或脚本

       Restart:当设定Restart=1 时,则当次daemon服务意外终止后,会再次自动启动此服务

      

       Install段的常用选项:

       ?Alias:别名,可使用systemctl command Alias.service

       ?RequiredBy:被哪些units所依赖,强依赖

       ?WantedBy:被哪些units所依赖,弱依赖

       ?Also:安装本服务的时候还要安装别的相关服务

       注意:对于新创建的unit文件,或者修改了的unit文件,要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启

       systemctl daemon-reload

      

服务Unit文件示例:

       vim /etc/systemd/system/bak.service

              [Unit]

              Description=backup /etc

              Requires=atd.service

              [Service]

              Type=simple

              ExecStart=/bin/bash -c "echo /testdir/bak.sh|at now"

              [Install]

              WantedBy=multi-user.target

       systemctl daemon-reload

       systemctl start bak

      

运行级别

       target units

              unit配置文件:.target

              ls /usr/lib/systemd/system/*.target

              systemctl list-unit-files --type target --all

       运行级别:

              0 ==> runlevel0.target, poweroff.target

              1 ==> runlevel1.target, rescue.target

              2 ==> runlevel2.target, multi-user.target

              3 ==> runlevel3.target, multi-user.target

              4 ==> runlevel4.target, multi-user.target

              5 ==> runlevel5.target, graphical.target

              6 ==> runlevel6.target, reboot.target

       查看依赖性:

              systemctl list-dependencies graphical.target

      

       级别切换:init N ==> systemctl isolate name.target

              systemctl isolate multi-user.target

              注:只有/lib/systemd/system/*.target文件中AllowIsolate=yes 才能切换(修改文件需执行systemctl daemon-reload才能生效)

       查看target

              runlevel ; who -r

              systemctl list-units --type target

       获取默认运行级别:

              /etc/inittab ==> systemctl get-default

       修改默认级别:

              /etc/inittab ==> systemctl set-default name.target

                     systemctl set-default multi-user.target

                     ls -l /etc/systemd/system/default.target

      

其它命令

       切换至紧急救援模式:

              systemctl rescue

       切换至emergency模式:

              systemctl emergency

       其它常用命令:

              传统命令initpoweroffhaltreboot都成为

                     systemctl的软链接

              关机:systemctl haltsystemctl poweroff

              重启:systemctl reboot

              挂起:systemctl suspend

              休眠:systemctl hibernate

              休眠并挂起:systemctl hybrid-sleep

      

CentOS7引导顺序

       UEFiBIOS初始化,运行POST开机自检

       选择启动设备

       引导装载程序, centos7grub2

       加载装载程序的配置文件:/etc/grub.d/ /etc/default/grub /boot/grub2/grub.cfg

       加载initramfs驱动模块

       加载内核选项

       内核初始化,centos7使用systemd代替init

       执行initrd.target所有单元,包括挂载/etc/fstab

       initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

       systemd执行默认target配置,配置文件/etc/systemd/system/default.target

      

       systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统

       systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

       systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

       Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

       systemd执行graphical需要的服务

      

设置内核参数

       设置内核参数,只影响当次启动

       启动时,在linux16行后添加systemd.unit=desired.target

       systemd.unit=emergency.target

       systemd.unit=rescue.target

       rescue.target emergency 支持更多的功能,例如日志等

       systemctl default 进入默认target

      

启动排错

       文件系统损坏

              先尝试自动修复,失败则进入emergency shell

              ,提示用户修复

       /etc/fstab不存在对应的设备和UUID

              等一段时间,如不可用,进入emergency shell

       /etc/fstab不存在对应挂载点

              systemd 尝试创建挂载点,否则提示进入emergency shell.

       /etc/fstab不正确的挂载选项

              提示进入emergency shell

      

破解CentOS7root口令方法一

       启动时任意键暂停启动

       e键进入编辑模式

       将光标移动linux16开始的行,添加内核参数rd.break

       ctrl-x启动

       mount -o remount,rw /sysroot

       chroot /sysroot

       passwd root

       touch /.autorelabel

       exit

       reboot

      

破解CentOS7root口令方法二

       启动时任意键暂停启动

       e键进入编辑模式

       将光标移动linux16开始的行,改为rw init=/sysroot/bin/sh

       ctrl-x启动

       chroot /sysroot

       passwd root

       touch /.autorelabel

       exit

       reboot

      

修复GRUB2

       GRUB“the Grand Unified Bootloader”

              引导提示时可以使用命令行界面

              可从文件系统引导

       主要配置文件 /boot/grub2/grub.cfg

       修复配置文件

              grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

       修复grub

              grub2-install /dev/sda BIOS环境

              grub2-install UEFI环境

       调整默认启动内核

              vim /etc/default/grub

              GRUB_DEFAULT=0

      

       例:vim /etc/default/grub

       GRUB_CMDLINE_LINUX这行加一项net.ifnames=0

       grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

       这样系统启动以后默认网卡名就是eth*模式

      

       例:rm -rf /boot/grub2/*后恢复

       重启进救援模式

       chroot /mnt/sysimage

       grub2-install /dev/sda

       grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

       如果不生成grub.cfg的话,重启会进到grub> 提示符,然后输:

       insmod xfs

       set root=(hd0,1)

       linux16 /vmlinux(tab补齐) root=/dev/sda2 selinux=0

       initrd16 /initramfs(tab补齐)

       boot

      

练习

       1CentOS 7rm -rf /boot/*后修复

              答:重启后现象如下

    技术分享图片

    恢复方法:进救援模式

              chroot /mnt/sysimage

              mkdir /mnt/cdrom

              mount /dev/sr0 /mnt/cdrom

              rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/kernel-VERSION.rpm --force

              grub2-install /dev/sda

              grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

              sync

              sync

              sync

              exit

              exit

              reboot

 

       2、为编译安装的httpd服务,实现service unit文件

              vim /etc/systemd/system/httpd.service

                     [Unit]

                     Description=The Apache HTTP Server

                     After=network.target

                     [Service]

                     Type=notify

                     EnvironmentFile=/data/apache/conf/httpd.conf

                     ExecStart=/data/apache/bin/apachectl

                     ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID}

                     [Install]

                     WantedBy=multi-user.target

                     :wq

              systemctl daemon-reload

              systemctl start httpd

 

       3、破解centos7 口令

              答:两种方法见上

 

       4、修改默认的启动内核为新编译内核

              答:vim /etc/default/grub

              GRUB_DEFAULT=1(新编译的内核号)

              grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

 

       5、启动时临时禁用SELinux

              启动系统到选择内核界面时按e,在linux16后添加selinux=0,按Ctrl-x启动

 

       6、启动时进入emergency模式

              启动系统到选择内核界面时按e,在linux16后添加systemd.unit=emergency.target,按Ctrl-x启动

 

       7、卸载编译安装的新内核

              删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件

              删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码

              删除/boot目录下启动的内核和内核映像文件

              更改grub的配置文件,删除不需要的内核启动列表

 


Linux-系统启动和内核管理

标签:启动流程   启动排错   自制linux   内核编译   服务管理   

原文地址:http://blog.51cto.com/13695854/2117636

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