接觸linux系統(tǒng)運(yùn)維已經(jīng)好幾年了，常常被問到linux系統(tǒng)啟動(dòng)流程問題，剛好今天有空來梳理下這個(gè)過程：
一般來說，所有的操作系統(tǒng)的啟動(dòng)流程基本就是：
總的來說，linux系統(tǒng)啟動(dòng)流程可以簡(jiǎn)單總結(jié)為以下幾步：
1）開機(jī)BIOS自檢，加載硬盤。
2）讀取MBR,進(jìn)行MBR引導(dǎo)。
3）grub引導(dǎo)菜單(Boot Loader)。
4）加載內(nèi)核kernel。
5）啟動(dòng)init進(jìn)程，依據(jù)inittab文件設(shè)定運(yùn)行級(jí)別
6）init進(jìn)程，執(zhí)行rc.sysinit文件。
7）啟動(dòng)內(nèi)核模塊，執(zhí)行不同級(jí)別的腳本程序。
8）執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local
9）啟動(dòng)mingetty，進(jìn)入系統(tǒng)登陸界面。
linux系統(tǒng)安裝時(shí)，如果要想設(shè)置開啟啟動(dòng)項(xiàng)，可以：
開機(jī)到BIOS提醒界面，按鍵F11（Dell服務(wù)器的做法）進(jìn)入BIOS設(shè)置BOOT MENU，繼而設(shè)置啟動(dòng)項(xiàng)：硬盤HD啟動(dòng)，光盤CD/DVD啟動(dòng)，還是U盤USB啟動(dòng)。
下面就linux操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程做一詳細(xì)解析記錄：
加載內(nèi)核
操作系統(tǒng)接管硬件以后，首先讀入 /boot 目錄下的內(nèi)核文件。
[root@bastion-IDC ~]# ll /boot/
total 21668
-rw-r--r--. 1 root root 105195 Nov 22 2013 config-2.6.32-431.el6.x86_64
drwxr-xr-x. 3 root root 1024 Aug 22 16:31 efi
drwxr-xr-x. 2 root root 1024 Aug 22 16:32 grub
-rw-------. 1 root root 15217153 Aug 22 16:32 initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.img
drwx------. 2 root root 12288 Aug 22 16:24 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root 193758 Nov 22 2013 symvers-2.6.32-431.el6.x86_64.gz
-rw-r--r--. 1 root root 2518236 Nov 22 2013 System.map-2.6.32-431.el6.x86_64
-rwxr-xr-x. 1 root root 4128368 Nov 22 2013 vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64
啟動(dòng)初始化進(jìn)程
內(nèi)核文件加載以后，就開始運(yùn)行第一個(gè)程序 /sbin/init，它的作用是初始化系統(tǒng)環(huán)境。
由于init是第一個(gè)運(yùn)行的程序，它的進(jìn)程編號(hào)（pid）就是1。其他所有進(jìn)程都從它衍生，都是它的子進(jìn)程。
確定運(yùn)行級(jí)別
許多程序需要開機(jī)啟動(dòng)。它們?cè)赪indows叫做"服務(wù)"（service），在Linux就叫做"守護(hù)進(jìn)程"（daemon）。
init進(jìn)程的一大任務(wù)，就是去運(yùn)行這些開機(jī)啟動(dòng)的程序。但是，不同的場(chǎng)合需要啟動(dòng)不同的程序，比如用作服務(wù)器時(shí)，需要啟動(dòng)Apache，用作桌面就不需要。Linux允許為不同的場(chǎng)合，分配不同的開機(jī)啟動(dòng)程序，這就叫做"運(yùn)行級(jí)別"（runlevel）。也就是說，啟動(dòng)時(shí)根據(jù)"運(yùn)行級(jí)別"，確定要運(yùn)行哪些程序。
Linux預(yù)置七種init運(yùn)行級(jí)別（0-6）：
0：關(guān)機(jī)模式 （相當(dāng)于poweroff）
1：?jiǎn)斡脩裟Ｊ剑ㄆ平鈘oot密碼）
2：無網(wǎng)絡(luò)支持的多用戶模式
3：有網(wǎng)絡(luò)支持的多用戶模式（也就是文本模式，工作中最常用的模式）
4：保留，未使用
5：有網(wǎng)絡(luò)支持的X-windows支持多用戶模式（也就是桌面圖形模式）
6: 重新引導(dǎo)系統(tǒng)，即重啟 （相當(dāng)于reboot）
init進(jìn)程首先讀取文件 /etc/inittab，它是運(yùn)行級(jí)別的設(shè)置文件。
如果打開它，可以看到第一行是這樣的：
[root@bastion-IDC ~]# cat /etc/inittab
....
id:3:initdefault:
initdefault的值是3，表明系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行級(jí)別為3。如果需要指定其他級(jí)別，可以手動(dòng)修改這個(gè)值。
那么，運(yùn)行級(jí)別3有哪些什么程序呢，系統(tǒng)怎么知道每個(gè)級(jí)別應(yīng)該加載哪些程序呢？
答案是每個(gè)運(yùn)行級(jí)別在/etc目錄下面，都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的子目錄，指定要加載的程序。
/etc/rc0.d
/etc/rc1.d
/etc/rc2.d
/etc/rc3.d
/etc/rc4.d
/etc/rc5.d
/etc/rc6.d
上面目錄名中的"rc"，表示run command（運(yùn)行程序），最后的d表示directory（目錄）。下面讓我們看看 /etc/rc3.d 目錄中到底指定了哪些程序。
[root@bastion-IDC ~]# ll /etc/rc3.d/
total 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 K10saslauthd -> ../init.d/saslauthd
lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Aug 22 16:47 K15svnserve -> ../init.d/svnserve
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 23 16:21 K25squid -> ../init.d/squid
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Dec 23 13:14 K45memcached -> ../init.d/memcached
lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Aug 22 16:30 K50netconsole -> ../init.d/netconsole
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Dec 21 17:45 K60nfs -> ../init.d/nfs
lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Dec 21 17:45 K69rpcsvcgssd -> ../init.d/rpcsvcgssd
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Nov 24 14:45 K75ntpdate -> ../init.d/ntpdate
lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Aug 22 16:31 K87multipathd -> ../init.d/multipathd
lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Aug 22 16:30 K87restorecond -> ../init.d/restorecond
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 K89rdisc -> ../init.d/rdisc
lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Aug 22 16:31 S02lvm2-monitor -> ../init.d/lvm2-monitor
lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Aug 22 16:31 S07iscsid -> ../init.d/iscsid
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 S08ip6tables -> ../init.d/ip6tables
lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Aug 22 16:30 S08iptables -> ../init.d/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S10network -> ../init.d/network
lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Aug 22 16:31 S11auditd -> ../init.d/auditd
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S12rsyslog -> ../init.d/rsyslog
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Dec 21 17:45 S13iscsi -> ../init.d/iscsi
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S13rpcbind -> ../init.d/rpcbind
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S14nfslock -> ../init.d/nfslock
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:31 S15mdmonitor -> ../init.d/mdmonitor
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S19rpcgssd -> ../init.d/rpcgssd
lrwxrwxrwx. 1 root root 26 Aug 22 16:31 S25blk-availability -> ../init.d/blk-availability
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 S25netfs -> ../init.d/netfs
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 S26udev-post -> ../init.d/udev-post
lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Oct 25 11:49 S50onealert -> ../init.d/onealert
lrwxrwxrwx. 1 root root 14 Aug 22 16:31 S55sshd -> ../init.d/sshd
lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Oct 26 09:47 S56xinetd -> ../init.d/xinetd
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S80postfix -> ../init.d/postfix
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 S90crond -> ../init.d/crond
lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Aug 22 16:30 S99local -> ../rc.local
可以看到：
字母S表示Start，也就是啟動(dòng)的意思（啟動(dòng)腳本的運(yùn)行參數(shù)為start）
如果這個(gè)位置是字母K，就代表Kill（關(guān)閉），即如果從其他運(yùn)行級(jí)別切換過來，需要關(guān)閉的程序（啟動(dòng)腳本的運(yùn)行參數(shù)為stop）。
后面的兩位數(shù)字表示處理順序，數(shù)字越小越早處理，所以第一個(gè)啟動(dòng)的程序是motd，然后是rpcbing、nfs......數(shù)字相同時(shí)，則按照程序名的字母順序啟動(dòng)，所以rsyslog會(huì)先于sudo啟動(dòng)。
這個(gè)目錄里的所有文件（除了README），就是啟動(dòng)時(shí)要加載的程序。如果想增加或刪除某些程序，不建議手動(dòng)修改 /etc/rcN.d 目錄，最好是用一些專門命令進(jìn)行管理（參考這里和這里）。
加載開機(jī)啟動(dòng)程序
前面提到，七種預(yù)設(shè)的"運(yùn)行級(jí)別"各自有一個(gè)目錄，存放需要開機(jī)啟動(dòng)的程序。不難想到，如果多個(gè)"運(yùn)行級(jí)別"需要啟動(dòng)同一個(gè)程序，那么這個(gè)程序的啟動(dòng)腳本，就會(huì)在每一個(gè)目錄里都有一個(gè)拷貝。這樣會(huì)造成管理上的困擾：如果要修改啟動(dòng)腳本，豈不是每個(gè)目錄都要改一遍？
Linux的解決辦法，就是七個(gè) /etc/rcN.d 目錄里列出的程序，都設(shè)為鏈接文件，指向另外一個(gè)目錄 /etc/init.d ，真正的啟動(dòng)腳本都統(tǒng)一放在這個(gè)目錄中。init進(jìn)程逐一加載開機(jī)啟動(dòng)程序，其實(shí)就是運(yùn)行這個(gè)目錄里的啟動(dòng)腳本。
下面就是鏈接文件真正的指向
[root@bastion-IDC ~]# ls -l /etc/rc3.d
lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Aug 22 16:30 /etc/rc3.d -> rc.d/rc3.d
這樣做的另一個(gè)好處，就是如果你要手動(dòng)關(guān)閉或重啟某個(gè)進(jìn)程，直接到目錄 /etc/init.d 中尋找啟動(dòng)腳本即可。
比如，我要重啟iptables服務(wù)器，就運(yùn)行下面的命令：
[root@bastion-IDC ~]# /etc/init.d/iptables restart
/etc/init.d 這個(gè)目錄名最后一個(gè)字母d，是directory的意思，表示這是一個(gè)目錄，用來與程序 /etc/init 區(qū)分。
用戶登錄
開機(jī)啟動(dòng)程序加載完畢以后，就要讓用戶登錄了。
一般來說，用戶的登錄方式有三種：命令行登錄、ssh登錄、圖形界面登錄。這三種情況，都有自己的方式對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證。
1）命令行登錄：init進(jìn)程調(diào)用getty程序（意為get teletype），讓用戶輸入用戶名和密碼。輸入完成后，再調(diào)用login程序，核對(duì)密碼（Debian還會(huì)再多運(yùn)行一個(gè)身份核對(duì)程序/etc/pam.d/login）。如果密碼正確，就從文件 /etc/passwd 讀取該用戶指定的shell，然后啟動(dòng)這個(gè)shell。
2）ssh登錄：這時(shí)系統(tǒng)調(diào)用sshd程序（Debian還會(huì)再運(yùn)行/etc/pam.d/ssh ），取代getty和login，然后啟動(dòng)shell。
3）圖形界面登錄：init進(jìn)程調(diào)用顯示管理器，Gnome圖形界面對(duì)應(yīng)的顯示管理器為gdm（GNOME Display Manager），然后用戶輸入用戶名和密碼。如果密碼正確，就讀取/etc/gdm3/Xsession，啟動(dòng)用戶的會(huì)話。
進(jìn)入 login shell
所謂shell，簡(jiǎn)單說就是命令行界面，讓用戶可以直接與操作系統(tǒng)對(duì)話。用戶登錄時(shí)打開的shell，就叫做login shell。
Linuix默認(rèn)的shell是Bash，它會(huì)讀入一系列的配置文件。上一步的三種情況，在這一步的處理，也存在差異。
1）命令行登錄：首先讀入 /etc/profile，這是對(duì)所有用戶都有效的配置；然后依次尋找下面三個(gè)文件，這是針對(duì)當(dāng)前用戶的配置。
~/.bash_profile
~/.bash_login
~/.profile
需要注意的是，這三個(gè)文件只要有一個(gè)存在，就不再讀入后面的文件了。比如，要是 ~/.bash_profile 存在，就不會(huì)再讀入后面兩個(gè)文件了。
2）ssh登錄：與第一種情況完全相同。
3）圖形界面登錄：只加載 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是說，~/.bash_profile 不管有沒有，都不會(huì)運(yùn)行。
打開 non-login shell
老實(shí)說，上一步完成以后，Linux的啟動(dòng)過程就算結(jié)束了，用戶已經(jīng)可以看到命令行提示符或者圖形界面了。但是，為了內(nèi)容的完整，必須再介紹一下這一步。
用戶進(jìn)入操作系統(tǒng)以后，常常會(huì)再手動(dòng)開啟一個(gè)shell。這個(gè)shell就叫做 non-login shell，意思是它不同于登錄時(shí)出現(xiàn)的那個(gè)shell，不讀取/etc/profile和.profile等配置文件。
non-login shell的重要性，不僅在于它是用戶最常接觸的那個(gè)shell，還在于它會(huì)讀入用戶自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多數(shù)時(shí)候，我們對(duì)于bash的定制，都是寫在這個(gè)文件里面的。
你也許會(huì)問，要是不進(jìn)入 non-login shell，豈不是.bashrc就不會(huì)運(yùn)行了，因此bash 也就不能完成定制了？事實(shí)上，Debian已經(jīng)考慮到這個(gè)問題了，請(qǐng)打開文件 ~/.profile，可以看到下面的代碼：
if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
. "$HOME/.bashrc"
fi
fi
上面代碼先判斷變量 $BASH_VERSION 是否有值，然后判斷主目錄下是否存在 .bashrc 文件，如果存在就運(yùn)行該文件。第三行開頭的那個(gè)點(diǎn)，是source命令的簡(jiǎn)寫形式，表示運(yùn)行某個(gè)文件，寫成"source ~/.bashrc"也是可以的。
因此，只要運(yùn)行～/.profile文件，～/.bashrc文件就會(huì)連帶運(yùn)行。但是上一節(jié)的第一種情況提到過，如果存在～/.bash_profile文件，那么有可能不會(huì)運(yùn)行～/.profile文件。解決這個(gè)問題很簡(jiǎn)單，把下面代碼寫入.bash_profile就行了。
if [ -f ~/.profile ]; then
. ~/.profile
fi
這樣一來，不管是哪種情況，.bashrc都會(huì)執(zhí)行，用戶的設(shè)置可以放心地都寫入這個(gè)文件了。
Bash的設(shè)置之所以如此繁瑣，是由于歷史原因造成的。早期的時(shí)候，計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度很慢，載入配置文件需要很長(zhǎng)時(shí)間，Bash的作者只好把配置文件分成了幾個(gè)部分，階段性載入。系統(tǒng)的通用設(shè)置放在 /etc/profile，用戶個(gè)人的、需要被所有子進(jìn)程繼承的設(shè)置放在.profile，不需要被繼承的設(shè)置放在.bashrc。
順便提一下，除了Linux以外， Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是，它只加載.bash_profile，然后在.bash_profile里面調(diào)用.bashrc。而且，不管是ssh登錄，還是在圖形界面里啟動(dòng)shell窗口，都是如此。
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過程，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！
