第八周博客作业

系统启动和内核管理

CentOS 6 的启动管理

Linux 组成

  • kernel 实现进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能等功能
  • rootfs 包括程序和 glibc 库
    程序：二进制执行文件
    库：函数集合, function, 调用接口（头文件负责描述）

内核设计流派

  • 宏内核(monolithic kernel)：又称单内核和强内核，Unix，Linux
    把所有系统服务都放到内核里，所有功能集成于同一个程序，分层实现不同功能，系统庞大复杂，Linux其实在单内核内核实现了模块化，也就相当于吸收了微内核的优点
  • 微内核(micro kernel)：Windows，Solaris，HarmonyOS
    简化内核功能，在内核之外的用户态尽可能多地实现系统服务，同时加入相互之间的安全保护，每种功能使用一个单独子系统实现，将内核功能移到用户空间，性能差

CentOS 6启动流程

CentOS 6 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，重新挂载根文件系统
  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

硬件启动POST

POST：Power-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、键盘等硬件情况的检测

主板的ROM：BIOS，Basic 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

主板的RAM：CMOS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

启动加载器 bootloader

grub 功能和组成

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

Linux的bootloader

  • LILO：LInux LOader，早期的bootloader，功能单一
  • GRUB: GRand Unified Bootloader, CentOS 6 GRUB 0.97: GRUB Legacy， CentOS 7 以后使用GRUB 2.02

GRUB 启动阶段

  • primary boot loader :
    1st stage：MBR的前446个字节
    1.5 stage： 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
  • secondary boot loader ：2nd stage，分区文件/boot/grub/
CentOS 6 grub 安装

(1) grub-install 安装grub stage1和stage1_5到/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#)
grub legacy 管理

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

grub legacy 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

grub legacy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; 从0开始编号

示例：
(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：/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| --encrypt] 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stage2及kernel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-crypt
grub-crypt

破解root口令：

(1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title，而后使用a 或 e 命令)
(2) 在选定的kernel后附加1, s, S，single 都可以进入单用户模式
(3) 在kernel所在行，键入“b”命令

范例: 给grub 添加密码,防止破解root密码

[root@centos6 ~]#grub-crypt 
Password: 
Retype password: 
$6$RedtvBe0D0sM8yKq$yKwmmnHSDb9wDRUuZbC3H1ZNwIlf/Mh88MXa3JzXloXyy0hXIxFwLIoMdgmY
FfkWXxkP.vW3ypIla4P5zUKuT.
[root@centos6 ~]#vim /boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=5
password --encrypt
$6$RedtvBe0D0sM8yKq$yKwmmnHSDb9wDRUuZbC3H1ZNwIlf/Mh88MXa3JzXloXyy0hXIxFwLIoMdgmY
FfkWXxkP.vW3ypIla4P5zUKuT.
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.x86_64)

加载 kernel

kernel 自身初始化过程

  1. 探测可识别到的所有硬件设备
  2. 加载硬件驱动程序（借助于ramdisk加载驱动）
  3. 以只读方式挂载根文件系统
  4. 运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

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
  • 支持内核模块的动态装载和卸载
    内核组成部分：
  • 核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
    ramdisk：辅助的伪根系统，加载相应的硬件驱动，ramdisk --> ramfs 提高速度
    CentOS 5 /boot/initrd-VERSION-release.img
    CentOS 6 以后版本 /boot/initramfs-VERSION-release.img
  • 模块文件：/lib/modules/VERSION-release
    范例：误删除内核文件/boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64无法启动，故障恢复
[root@centos6 ~]#rm -f /boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64
[root@centos6 ~]#reboot

#进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#mount /dev/sr0 /mnt/
#cp /mnt/isolinux/vmlinuz /boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64
#sync
#exit
#reboot

ramdisk文件的制作：

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

范例：误删除/boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img无法启动，故障恢复

[root@centos6 ~]#rm -f /boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img
[root@centos6 ~]#reboot
#进入rescue模式
#chroot /mnt/sysimage
#mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
#sync
#exit
#exit
#reboot

init初始化

POST --> BootSequence (BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) -->
init（systemd）
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
Systemd：systemd, CentOS 7
配置文件：/usr/lib/systemd/system
/etc/systemd/system

运行级别

运行级别：为系统运行或维护等目的而设定；0-6：7个级别，一般使用3, 5做为默认级别

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

切换级别：

init #

查看级别：

runlevel 
who -r

定义运行级别

/etc/inittab

CentOS 5 的inittab文件还定义以下内容

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 5 的inittab文件每一行格式：

id:runlevel:action:process
id：是惟一标识该项的字符序列
runlevels： 定义了操作所使用的运行级别
action： 指定了要执行的特定操作
                 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
process：定义了要执行的进程

CentOS 6 /etc/inittab和相关文件
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

/etc/inittab 设置系统默认的运行级别
/etc/init/control-alt-delete.conf
/etc/init/tty.conf
/etc/init/start-ttys.conf
/etc/init/rc.conf
/etc/init/prefdm.conf
初始化脚本 sysinit
/etc/rc.d/rc.sysinit

[root@centos6 ~]#cat /etc/init/rcS.conf

系统初始化脚本功能

(1) 设置主机名
(2) 设置欢迎信息
(3) 激活udev和selinux 
(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lvm及software raid设备
(10)加载额外设备的驱动程序
(11)清理操作
服务管理
[root@centos6 ~]#cat /etc/init/rc.conf 
# rc - System V runlevel compatibility
#
# This task runs the old sysv-rc runlevel scripts. It
# is usually started by the telinit compatibility wrapper.
#
# Do not edit this file directly. If you want to change the behaviour,
# please create a file rc.override and put your changes there.

start on runlevel [0123456]

stop on runlevel [!$RUNLEVEL]

task

export RUNLEVEL
console output
exec /etc/rc.d/rc $RUNLEVEL

service 命令：手动管理服务

service 服务 start|stop|restart
service --status-all

/etc/rc.d/rc 控制服务脚本的开机自动运行

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

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
配置服务开机启动

  • chkconfig命令
  • ntsysv命令
    chkconfig 命令管理服务
#查看服务在所有级别的启动或关闭设定情形：
chkconfig [--list] [name]

#添加服务
SysV的服务脚本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)
#!/bin/bash
chkconfig: LLLL nn nn  #LLLL 表示初始在哪个级别下启动，-表示都不启动
description : 描述信息

chkconfig --add name

#删除服务
chkconfig --del name

#修改指定的运行级别
chkconfig [--level levels] name <on|off|reset>
说明：--level LLLL: 指定要设置的级别；省略时表示2345
非独立服务

服务分为独立服务和非独立服务
瞬态（Transient）服务被超级守护进程 xinetd 进程所管理，也称为非独立服务
进入的请求首先被xinetd代理
配置文件：

/etc/xinetd.conf
/etc/xinetd.d/<service>

用chkconfig控制非独立服务开机启动
示例：chkconfig tftp on

开机启动文件 rc.local
/etc/rc.d/rc.local

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

CentOS 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/etc/rc.d/rc.sysinit、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/etc/rc#.d/Sxxxx,/etc/rc.d/rc.local--> 设置登录终端
参看：http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/87/20/wKiom1fVBELjXsvaAAUkuL83t2Q304.jpg

自制linux系统

分区并创建文件系统

#分两个必要的分区,/dev/sdb1对应/boot   /dev/sdb2对应根 /
[root@centos6 ~]#echo -e 'n\np\n1\n\n+1G\nw\n' | fdisk /dev/sdb
[root@centos6 ~]#echo -e 'n\np\n2\n\n\n\nw\n' | fdisk /dev/sdb
[root@centos6 ~]#mkfs.ext4 /dev/sdb1
[root@centos6 ~]#mkfs.ext4 /dev/sdb2

挂载boot

#子目录必须为boot
[root@centos6 ~]#mkdir /mnt/boot
[root@centos6 ~]#mount /dev/sdb1 /mnt/boot

安装grub

[root@centos6 ~]#grub-install --root-directory=/mnt/ /dev/sdb

准备内核和initramfs文件

[root@centos6 ~]#cp /boot/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 /mnt/boot/vmlinuz
[root@centos6 ~]#cp /boot/initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img 
/mnt/boot/initramfs.img

建立grub.conf

[root@centos6 ~]#cat /mnt/boot/grub/grub.conf
default=0
timeout=6
title wang linux 
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
initrd /initramfs.img
[root@centos6 ~]#tree /mnt/boot
/mnt/boot
├── grub
│   ├── device.map
│   ├── e2fs_stage1_5
│   ├── fat_stage1_5
│   ├── ffs_stage1_5
│   ├── grub.conf
│   ├── iso9660_stage1_5
│   ├── jfs_stage1_5
│   ├── minix_stage1_5
│   ├── reiserfs_stage1_5
│   ├── stage1
│   ├── stage2
│   ├── ufs2_stage1_5
│   ├── vstafs_stage1_5
│   └── xfs_stage1_5
├── initramfs.img
├── lost+found
└── vmlinuz
2 directories, 16 files
[root@centos6 ~]#

准备根下面相关程序和库

[root@centos6 ~]#mkdir /mnt/sysroot
[root@centos6 ~]#mount /dev/sdb2   /mnt/sysroot
[root@centos6 ~]#mkdir –pv 
/mnt/sysroot/{boot,dev,sys,proc,etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,opt,home,root
,mnt,media}
#复制bash等命令和相关库文件，如：
bash,ifconfig,insmod,ping,mount,ls,cat,df,lsblk,blkid,tree,fdisk

[root@centos6 ~]#mkdir /mnt/sysroot/{dev,proc,etc,sys,lib,home,root} 

#准备网卡驱动
[root@centos6 ~]#ethtool -i eth0
driver: e1000
version: 7.3.21-k8-NAPI
firmware-version:
bus-info: 0000:02:01.0
supports-statistics: yes
supports-test: yes
supports-eeprom-access: yes
supports-register-dump: yes
supports-priv-flags: no
[root@centos6 ~]#modinfo -n e1000
/lib/modules/2.6.32-754.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko

[root@centos6 ~]#cp /lib/modules/2.6.32-
754.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko /mnt/sysroot/lib/

[root@centos6 ~]#chroot /mnt/sysroot

准备新的虚拟机

将前一虚拟机sdb硬盘对应的vmdk文件增加进去，删除原有磁盘，开机启动

启动过程的故障排错

实战案例

故障: 删除 /sbin/init 无法启动
恢复过程

1 先进入grub菜单，在kernel参数后加 selinux=0 init=/bin/bash 
2 mount -o remount,rw /
3 mount /dev/sr0 /mnt/
4 rpm2cpio /mnt/Packages/upstart.xxx.rpm | cpio -idv ./sbin/init 
5 mv ./sbin/init /sbin/

实战案例

故障：rm -rf /boot/* 和 /etc/fstab 进行恢复
恢复过程

  1. 用光盘进入 rescue mode，找到/ 所在分区并恢复/etc/fstab
fdisk -l 
mkdir /mnt/rootdir
mount /dev/sdaN /mnt/rootdir
ls /mnt/rootdir
mount /dev/sda2 /mnt/rootdir
vim /mnt/rootdir/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
reboot
  1. rescue mode 恢复内核和initrd 文件
    /dev/sda2 --> /mnt/sysimage
chroot /mnt/sysimage
mount /dev/sr0 /mnt/
#方法1 
rpm -ivh /mnt/Packages/kernel.xxxx.rpm --force  
#方法2 
cp /mnt/isolinux/vmlinuz /boot/
mkinitrd /boot/initramfs.img `uname -r`
  1. 修复 grub
grub-install /dev/sda 
vim /boot/grub/grub.conf 方法2
[root@centos6 ~]#cat /boot/grub/grub.conf 
default=0
timeout=5
title centos
kernel /vmlinuz root=/dev/sda2
initrd /initramfs.img
  1. reboot

/proc 目录和内核参数管理

/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帮助：man proc

内核参数：

  • 只读：只用于输出信息
  • 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 设置
  • sysctl命令用于查看或设定此目录中诸多参数
sysctl -w path.to.parameter=VALUE
  • 默认配置文件：/etc/sysctl.conf 及以下文件
/run/sysctl.d/*.conf
/etc/sysctl.d/*.conf
/usr/local/lib/sysctl.d/*.conf
/usr/lib/sysctl.d/*.conf
/lib/sysctl.d/*.conf
/etc/sysctl.conf

范例：

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

范例：

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

sysctl命令：
(1) 临时设置某参数

sysctl -w parameter=VALUE

(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

常用的内核参数：

net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all
net.ipv4.ip_nonlocal_bind   #允许应用程序可以监听本地不存在的IP
vm.drop_caches
fs.file-max = 1020000

/sys 目录

/sys目录：
使用sysfs文件系统，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
及/usr/lib/udev/rules.d目录下

内核模块管理和编译

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/
辅助文件：ramdisk
initrd：从CentOS 5 版本以前
initramfs：从CentOS6 版本以后

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
    范例：
[root@centos8 ~]#lsmod 
Module                 Size Used by
uas                    28672  0
usb_storage            73728  1 uas
nls_utf8               16384  0
isofs                  45056  0

#显示：名称、大小，使用次数，被哪些模块依赖

modinfo命令：
功能：管理内核模块
配置文件：/etc/modprobe.conf, /etc/modprobe.d/*.conf

  • 显示模块的详细描述信息
modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename... ]

常用选项：

-n：只显示模块文件路径
-p：显示模块参数
-a：作者
-d：描述
  • 装载或卸载内核模块
modprobe [ -C config-file ] [ modulename ] [ module parame-ters... ]
modprobe [ -r ] modulename…

范例：

[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
btusb                  53248  0
btrtl                  16384  1 btusb
btbcm                  16384  1 btusb
btintel                24576  1 btusb
bluetooth             630784  5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
[root@centos8 ~]#modprobe usb_storage
[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
usb_storage            73728  0
btusb                  53248  0
btrtl                  16384  1 btusb
btbcm                  16384  1 btusb
btintel                24576  1 btusb
bluetooth             630784  5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
[root@centos8 ~]#modprobe -r usb_storage
[root@centos8 ~]#lsmod |grep uas

#因为uas依赖usb_storage,安装uas会自动加载usb_storage
[root@centos8 ~]#modprobe uas
[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
usb_storage            73728  1 uas
btusb                  53248  0
btrtl                  16384  1 btusb
btbcm                  16384  1 btusb
btintel                24576  1 btusb
bluetooth             630784  5 btrtl,btintel,btbcm,btusb
[root@centos8 ~]#lsmod |grep -E 'usb|uas'
uas                    28672  0
usb_storage            73728  1 uas
btusb                  53248  0
btrtl                  16384  1 btusb
btbcm                  16384  1 btusb
btintel                24576  1 btusb
bluetooth             630784  5 btrtl,btintel,btbcm,btusb

#因为uas依赖usb_storage，无法直接卸载usb_storage
[root@centos8 ~]#modprobe -r usb_storage
modprobe: FATAL: Module usb_storage is in use.

#先卸载usb_storage，再卸载uas
[root@centos8 ~]#modprobe -r uas
[root@centos8 ~]#modprobe -r usb_storage

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
insmod命令：可以安装模块，需要指定模块文件路径，并且不自动解决依赖模块

insmod [ filename ] [ module options... ]

rmmod命令：卸载模块

rmmod [ modulename ]

编译内核

编译安装内核准备：
(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

编译准备

目标主机硬件设备相关信息

CPU：

cat /proc/cpuinfo
x86info -a
lscpu

PCI设备：lspci -v ，-vv

[root@centos8 ~]#lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX Host bridge 
(rev 01)
00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX AGP bridge 
(rev 01)
00:07.0 ISA bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ISA (rev 08)
00:07.1 IDE interface: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 IDE (rev 01)
00:07.3 Bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI (rev 08)
00:07.7 System peripheral: VMware Virtual Machine Communication Interface (rev 
10)
00:0f.0 VGA compatible controller: VMware SVGA II Adapter
00:10.0 SCSI storage controller: Broadcom / LSI 53c1030 PCI-X Fusion-MPT Dual 
Ultra320 SCSI (rev 01)
00:11.0 PCI bridge: VMware PCI bridge (rev 02)
00:15.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)

USB设备：lsusb -v，-vv

[root@centos8 ~]#dnf install usbutils -y
[root@centos8 ~]#lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0951:1666 Kingston Technology DataTraveler 100 G3/G4/SE9 
G2
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 002 Device 003: ID 0e0f:0002 VMware, Inc. Virtual USB Hub
Bus 002 Device 002: ID 0e0f:0003 VMware, Inc. Virtual Mouse
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
[root@centos8 ~]#lsmod |grep usb
usb_storage           73728 1 uas

lsblk 块设备
全部硬件设备信息：hal-device：CentOS 6

开发环境相关包

gcc make ncurses-devel flex bison openssl-devel elfutils-libelf-devel

内核编译安装实现
  • 下载源码文件
  • 准备文本配置文件/boot/config-uname -r
  • make menuconfig：配置内核选项 ，相当于./configure
[ ]: N
[M]: M
[*]: Y
  • make [-j #] 或者用以下两步实现：
    make -j # bzImage
    make -j # modules
  • 安装模块：make modules_install
  • 安装内核相关文件：make install
  • 安装bzImage为 /boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
  • 生成initramfs文件
  • 编辑grub的配置文件
编译安装内核实战案例
[root@centos8 ~]#yum -y install gcc make ncurses-devel flex bison openssl-devel 
elfutils-libelf-devel
[root@centos8 ~]#tar xf linux-5.6.12.tar.xz -C /usr/local/src
[root@centos8 ~]#cd /usr/local/src
[root@centos8 ~]#ln -sv linux-5.6.12 linux
[root@centos8 ~]#cd /usr/src/linux
[root@centos8 linux]#cp /boot/config-$(uname -r)   ./.config
[root@centos8 linux]#vim .config 
#修改下面两行，CentOS7无需修改
# CONFIG_MODULE_SIG is not set
CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""
[root@centos8 linux]#make help
[root@centos8 linux]#make menuconfig
[root@centos8 linux]#time make -j 2 
#或者两步实现：make -j 2 bzImage ; make -j 2 modules
......
 LD [M] sound/xen/snd_xen_front.ko
 LD [M] virt/lib/irqbypass.ko

real 82m52.128s
user 133m37.982s
sys 25m46.311s
[root@centos8 linux]#pwd
/usr/local/src/linux
[root@centos8 linux]#du -sh .
15G .
[root@centos8 linux]#make modules_install
[root@centos8 linux]#ls /lib/modules
4.18.0-147.el8.x86_64  5.6.12-wanglinux-6.6.6
[root@centos8 linux]#du -sh /lib/modules/5.6.12-wanglinux-6.6.6/
3.5G /lib/modules/5.6.12-wanglinux-6.6.6/

[root@centos8 linux]#make install
[root@centos8 linux]#ls /boot
config-4.18.0-147.el8.x86_64
efi
grub2
initramfs-0-rescue-5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5.img
initramfs-4.18.0-147.el8.x86_64.img
initramfs-4.18.0-147.el8.x86_64kdump.img
initramfs-5.6.12-wanglinux-6.6.6.img
loader
lost+found
System.map
System.map-4.18.0-147.el8.x86_64
System.map-5.6.12-wanglinux-6.6.6
vmlinuz
vmlinuz-0-rescue-5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5
vmlinuz-4.18.0-147.el8.x86_64
vmlinuz-5.6.12-wanglinux-6.6.6
[root@centos8 ~]#ls /boot/loader/entries/
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-0-rescue.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-4.18.0-147.el8.x86_64.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-5.6.12-wanglinux-6.6.6.conf
[root@centos8 ~]#cat /boot/loader/entries/5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-
5.6.12-wanglinux-6.6.6.conf 
title CentOS Linux (5.6.12-wanglinux-6.6.6) 8 (Core)
version 5.6.12-wanglinux-6.6.6
linux /vmlinuz-5.6.12-wanglinux-6.6.6
initrd /initramfs-5.6.12-wanglinux-6.6.6.img $tuned_initrd
options $kernelopts $tuned_params
id centos-20200513060531-5.6.12-wanglinux-6.6.6
grub_users $grub_users
grub_arg --unrestricted
grub_class kernel
[root@centos8 ~]#reboot 
[root@centos8 ~]#uname -r
5.6.12-wanglinux-6.6.6
内核编译说明
  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“
  2. 编译内核
  • 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

范例：只为e1000编译驱动：

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

3 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
示例：

make ARCH=arm help

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 distclean：包含 make mrproper,并清理patches以及编辑器备份文件
卸载内核
  • 删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码
  • 删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
  • 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 grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
  • CentOS 8 还需要删除 /boot/loader/entries/5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-新内核版本.conf

Busybox

Busybox介绍

Busybox 最初是由 Bruce Perens 在 1996 年为 Debian GNU/Linux 安装盘编写的。其目标是在一张软\盘(存储空间只有1MB多)上创建一个GNU/Linux 系统，可以用作安装盘和急救盘
Busybox 是一个开源项目，遵循GPL v2协议。Busybox将众多的UNIX命令集合进一个很小的可执行程序中，可以用来替代GNU fileutils、shellutils 等工具集。Busybox中各种命令与相应的GNU工具相比，所能提供的选项比较少，但是也足够一般的应用了。Busybox主要用于嵌入式系统Busybox 是一个集成了三百多个最常用Linux命令和工具的软件。BusyBox 包含了一些简单的工具，例如ls、cat和echo等等，还包含了一些更大、更复杂的工具，例grep、find、mount以及telnet。有些人将 BusyBox 称为 Linux 工具里的瑞士军刀。简单的说BusyBox就好像是个大工具箱，它集成压缩了Linux 的许多工具和命令，也包含了 Android 系统的自带的shell
定制小型的Linux操作系统：linux内核+busybox
官方网站：https://busybox.net/

Busybox使用

busybox 的编译过程与Linux内核的编译类似
busybox的使用有三种方式：

  • busybox后直接跟命令，如 busybox ls
  • 直接将busybox重命名，如 cp busybox tar
  • 创建符号链接，如 ln -s busybox rm
    busybox的安装
    以上方法中，第三种方法最方便，但为busybox中每个命令都创建一个软链接，相当费事，busybox提供自动方法：busybox编译成功后，执行make install,则会产生一个_install目录，其中包含了busybox及每个命令的软链接
    编译Busybox

busybox编译安装

[root@centos7 ~]#yum -y install   gcc gcc-c++ glibc glibc-devel make pcre pcre-devel openssl openssl-devel systemd-devel zlib-devel glibc-static ncurses-devel

[root@centos7 ~]#wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2

[root@centos7 ~]#tar xvf busybox-1.31.1.tar.bz2 
[root@centos7 ~]#cd busybox-1.31.1/
[root@centos7 busybox-1.31.1]#make menuconfig #按下面选择，把busybox编译也静态二进
制、不用共享库:Settings -->Build Options -->[*] Build static binary (no shared libs)

[root@centos7 busybox-1.31.1]#make #如果出错，执行make clean后，重新执行上面命令
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls 
[root@centos7 busybox-1.31.1]#make install 
[root@centos7 busybox-1.31.1]#pwd
/root/busybox-1.31.1
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls
applets                 debianutils loginutils             
qemu_multiarch_testing
applets_sh             docs         mailutils               README
arch                   e2fsprogs   Makefile               runit
archival               editors     Makefile.custom         scripts
AUTHORS                 examples     Makefile.flags         selinux
busybox                 findutils   Makefile.help           shell
busybox.links           include     make_single_applets.sh 
size_single_applets.sh
busybox_unstripped     init         miscutils               sysklogd
busybox_unstripped.map _install     modutils               testsuite
busybox_unstripped.out INSTALL     networking             TODO
Config.in               klibc-utils NOFORK_NOEXEC.lst       TODO_unicode
configs                 libbb       NOFORK_NOEXEC.sh       util-linux
console-tools           libpwdgrp   printutils
coreutils               LICENSE     procps
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ll busybox -h
-rwxr-xr-x 1 root root 2.6M May 13 14:46 busybox

[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls _install/
bin linuxrc sbin usr
[root@centos7 busybox-1.31.1]#ls _install/bin
arch     dd             grep     login       netstat       rmdir         tar
ash       df             gunzip   ls         nice           rpm           
touch
base64   dmesg         gzip     lsattr     nuke           run-parts     true
busybox   dnsdomainname hostname lzop       pidof         scriptreplay 
umount
cat       dumpkmap       hush     makemime   ping           sed           
uname
chattr   echo           ionice   mkdir       ping6         setarch       
usleep
chgrp     ed             iostat   mknod       pipe_progress setpriv       vi
chmod     egrep         ipcalc   mktemp     printenv       setserial     
watch
chown     false         kbd_mode more       ps             sh           zcat
conspy   fatattr       kill     mount       pwd           sleep
cp       fdflush       link     mountpoint reformime     stat
cpio     fgrep         linux32   mpstat     resume         stty
cttyhack fsync         linux64   mt         rev           su
date     getopt         ln       mv         rm             sync

[root@centos7 busybox-1.31.1]#find _install/ -type l |wc -l 
396
[root@centos7 busybox-1.31.1]#du -sh _install/
2.6M _install/

[root@centos7 busybox-1.31.1]#mkdir /mnt/sysroot/
[root@centos7 busybox-1.31.1]#cp -a _install/* /mnt/sysroot/

systemd

systemd 特性

Systemd：从 CentOS 7 版本之后开始用 systemd 实现init进程，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
  • socket与服务程序分离
  • 向后兼容sysv init脚本
  • 使用systemctl 命令管理，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
  • 系统状态快照

systemd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
Unit类型：

#查看unit类型
[root@centos8 ~]#systemctl -t help 
Available unit types:
service
socket
target
device
mount
automount
swap
timer
path
slice
scope
  • service unit: 文件扩展名为.service, 用于定义系统服务
  • Socket unit: .socket, 定义进程间通信用的socket文件，也可在系统启动时，延迟启动服务，实现按需启动
  • 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
  • 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

unit的配置文件

/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/
/lib/systemd/system: ubutun的对应目录
/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/rcN.d/Sxx的功能，比上面目录优先运行

systemctl管理系统服务service unit

命令：

systemctl COMMAND name.service

#启动：相当于service name start 
systemctl start name.service   

#停止：相当于service name stop
systemctl stop name.service

#重启：相当于service name restart 
systemctl restart name.service 

#查看状态：相当于service name status
systemctl status name.service

#禁止自动和手动启动：
systemctl mask name.service

#取消禁止
systemctl unmask name.service

#查看某服务当前激活与否的状态：
systemctl is-active name.service

#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

#设定某服务开机自启，相当于chkconfig name on 
systemctl enable name.service

#设定某服务开机禁止启动：相当于chkconfig name off
systemctl disable name.service

#查看所有服务的开机自启状态，相当于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 –list name
ls /etc/systemd/system/*.wants/name.service

#查看服务是否开机自启：
systemctl is-enabled name.service

#列出失败的服务
systemctl --failed --type=service
 
#开机并立即启动或停止
systemctl enable --now postfix 
systemctl disable  --now postfix

#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

#显示状态
systemctl list-unit-files --type service --all
  • 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
  • indirect 重定向到别处
    范例：systemctl 命令示例
#显示所有单元状态
systemctl 或 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
#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
帮助参考：
systemd.directives（7），systemd.unit(5),systemd.service(5), systemd.socket(5),
systemd.target(5),systemd.exec(5)
unit 格式说明：

  • 以 “#” 开头的行后面的内容会被认为是注释
  • 相关布尔值，1、yes、on、true 都是开启，0、no、off、false 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
[root@centos8 ~]#head -n 5 /lib/systemd/system/postfix.service 
[Unit]
Description=Postfix Mail Transport Agent
After=syslog.target network.target
Conflicts=sendmail.service exim.service

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
  • PrivateTmp：设定为yes时，会在生成/tmp/systemd-private-UUID-NAME.service-XXXXX/tmp/目录
    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

范例：服务Unit文件

[Unit]
Description=The Nginx HTTP Server daemon # 描述信息
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target # 指定启动nginx之前需要其他
的其他服务，如network.target等

[Service]
# Type为服务类型，仅启动一个主进程的服务为simple，需要启动若干子进程的服务为forking
Type=forking 
# 设置执行systemctl start nginx后需要启动的具体命令
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
# 设置执行systemctl reload nginx后需要执行的具体命令
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
# 设置执行systemctl stop nginx后需要执行的具体命令
ExecStop=/bin/kill -s QUIT ${MAINPID}

[Install]
# 设置在什么模式下被安装，设置开机启动的时候需要
WantedBy=multi-user.target

范例：服务Unit文件示例

vim /usr/lib/systemd/system/tomcat.service 
[Unit]
Description=java tomcat project
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat

[Install]
WantedBy=multi-user.target

范例：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 /data/bak.sh | at now"

[Install]
WantedBy=multi-user.target

systemctl daemon-reload
systemctl start bak

范例：Ubutun实现开机自动运行程序

root@ubuntu1804 ~]#ll /lib/systemd/system/rc.local.service 
lrwxrwxrwx 1 root root 16 Dec 12  2018 /lib/systemd/system/rc.local.service -> 
rc-local.service
[root@ubuntu1804 ~]#grep -v "^#" /lib/systemd/system/rc.local.service 
[Unit]
Description=/etc/rc.local Compatibility
Documentation=man:systemd-rc-local-generator(8)
ConditionFileIsExecutable=/etc/rc.local
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/etc/rc.local start
TimeoutSec=0
RemainAfterExit=yes
GuessMainPID=no

[root@ubuntu1804 ~]#vim /etc/rc.local
[root@ubuntu1804 ~]#cat /etc/rc.local
#!/bin/bash
echo -e '\E[31;1mstarting test service\E[0m'
sleep 10
[root@ubuntu1804 ~]#chmod +x /etc/rc.local
[root@ubuntu1804 ~]#reboot

运行级别

target units：相当于CentOS 6之前的runlevel ,unit配置文件：.target

ls /usr/lib/systemd/system/*.target
systemctl list-unit-files --type target --all

和运行级别对应关系

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：相当于 init N

systemctl isolate name.target

进入默认target

systemctl default  

范例：

#切换至字符模式
systemctl isolate multi-user.target

注意：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)
获取默认运行级别： 相当于查看 /etc/inittab

systemctl get-default

修改默认级别：相当于修改 /etc/inittab

systemctl set-default name.target

切换至紧急救援模式：

systemctl rescue

切换至emergency模式：

systemctl emergency

说明：rescue.target 比emergency 支持更多的功能，例如日志等
传统命令init，poweroff，halt，reboot都成为 systemctl的软链接

#关机
systemctl halt、systemctl poweroff
 
#重启：
systemctl reboot

#挂起：
systemctl suspend

#休眠：
systemctl hibernate

#休眠并挂起：
systemctl hybrid-sleep

范例：禁用ctrl+alt+delete 重启快捷键

[root@centos8 ~]#ls -l /lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target    
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 May 23 2019 /lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target 
-> reboot.target
[root@centos8 ~]#systemctl mask ctrl-alt-del.target 
Created symlink /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target → /dev/null.
[root@centos8 ~]#init q 
[root@centos8 ~]#systemctl daemon-reload

CentOS 7之后版本引导顺序

  1. UEFi或BIOS初始化，运行POST开机自检
  2. 选择启动设备
  3. 引导装载程序, centos7是grub2,加载装载程序的配置文件：
    /etc/grub.d/
    /etc/default/grub
    /boot/grub2/grub.cfg
  4. 加载initramfs驱动模块
  5. 加载内核选项
  6. 内核初始化，centos7使用systemd代替init
  7. 执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab
  8. 从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录
  9. systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
  10. systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统
  11. systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务
  12. systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local
  13. Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务
  14. systemd执行graphical需要的服务
    通过systemd-analyze 工具可以了解启动的详细过程

设置内核参数

设置内核参数，只影响当次启动
启动时，到启动菜单，按e键，找到在linux 开头的行后添加systemd.unit=desired.target
比如：systemd.unit=emergency.target 或 systemd.unit=rescue.target

破解 CentOS 7和8的 root 密码

方法一

启动时任意键暂停启动
按e键进入编辑模式
将光标移动linux 开始的行，添加内核参数rd.break
按ctrl-x启动
mount –o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot
passwd root
#如果SELinux是启用的,才需要执行下面操作,如查没有启动,不需要执行
touch /.autorelabel
exit
reboot

方法二

启动时任意键暂停启动
按e键进入编辑模式
将光标移动linux 开始的行，改为rw init=/sysroot/bin/sh
按ctrl-x启动
chroot /sysroot
passwd root
#如果SELinux是启用的,才需要执行下面操作,如查没有启动,不需要执行
touch /.autorelabel
exit
reboot

实现GRUB2安全

#添加grub密码
[root@centos8 ~]#grub2-setpassword
Enter password: 
Confirm password: 
[root@centos8 ~]#ls -l /boot/grub2/
total 32
drwxr-xr-x 2 root root  4096 Jan 19 15:17 fonts
-rw-r--r-- 1 root root  5101 Jan 19 15:18 grub.cfg
-rw-r--r-- 1 root root  1024 Jan 19 15:18 grubenv
drwxr-xr-x 2 root root 12288 Jan 19 15:17 i386-pc
-rw------- 1 root root   298 Jan 19 18:20 user.cfg
[root@centos8 ~]#ls -l /boot/grub2/user.cfg 
-rw------- 1 root root 298 Jan 19 18:20 /boot/grub2/user.cfg
[root@centos8 ~]#cat /boot/grub2/user.cfg
GRUB2_PASSWORD=grub.pbkdf2.sha512.10000.60AAA29A65F4DC77E8861EF25BDE2034C9B30CE1
E07EE688D7F30460E7E87E7356B0893A6DFFB250B27D2EB9D3ED3E9207199C494D7882E2E8C772C8
2E2DDB7A.5E42FD69FA04293DECD68F077E83875A8E4572A7FBB89BA9F161B15EAFE54FBA963FE5D
52E16764944823396231803E5118DA1D9CAF3EB73C175A7D7A3682A90
#清空grub密码
[root@centos8 ~]#cat /dev/null > /boot/grub2/user.cfg

修复GRUB2

GRUB2：CentOS 7，8及ubuntu1804都使用
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

范例：调整默认启动内核

[root@centos8 ~]#cat /boot/grub2/grubenv
# GRUB Environment Block
saved_entry=5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-5.6.12-wanglinux-6.6.6
kernelopts=root=UUID=f7f53add-b184-4ddc-8d2c-5263b84d1e15 ro crashkernel=auto 
resume=UUID=eebe3bc7-6d52-4ad9-86aa-916f1a123fd4 rhgb quiet net.ifnames=0
boot_success=0
################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################
###########################################################################################################################################################################################################[root@centos8 ~]#cd 
[root@centos8 ~]#ls /boot/loader/entries/
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-0-rescue.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-4.18.0-147.el8.x86_64.conf
5b85fc7444b240a992c42ce2a9f65db5-5.6.12-wanglinux-6.6.6.conf
#以下命令是修改 /boot/grub2/grubenv 实现
[root@centos8 ~]#grub2-set-default 1  
#或者
[root@centos8 ~]#vim /etc/default/grub 
GRUB_DEFAULT=1

故障排错实战案例

实战案例1：centos 7 ，8 破坏MBR后进行恢复

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
光盘进入救援模式
grub2-install --root-directory=/mnt/sysimage /dev/sda

实战案例2：entos 7 ，8删除/boot/grub2/*所有内容进行恢复

光盘进入救援模式
chroot /mnt/sysimage
grub2-install /dev/sda
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

实战案例3：CentOS 7 ，8 删除/boot/下所有文件后进行恢复

1 光盘救援模式下安装grub2
特别说明：Centos8 必须先grub，再安装kernel,否则安装kernel-core时会提示grub出错
chroot /mnt/sysimage
mount /dev/sr0 /mnt
grub2-install /dev/sda

2安装Kernel
#CentOS 7
rpm –ivh /mnt/Packages/kernel-3.10.0-1062.el7.x86_64.rpm --force
#CentOS 8 
rpm -ivh /mnt/BaseOS/Packages/kernel-core-4.18.0-147.el8.x86_64.rpm --force

3修复grub配置文件
生成grub2.cfg文件
grub2-mkconfig –o /boot/grub2/grub.cfg

4 退出重启
exit
exit

文本处理三剑客之 awk

awk 工作原理和基本用法说明

awk：Aho, Weinberger, Kernighan，报告生成器，格式化文本输出，GNU/Linux发布的AWK目前由自由软件基金会（FSF）进行开发和维护，通常也称它为 GNU AWK
有多种版本：

  • AWK：原先来源于 AT & T 实验室的的AWK
  • NAWK：New awk，AT & T 实验室的AWK的升级版
  • GAWK：即GNU AWK。所有的GNU/Linux发布版都自带GAWK，它与AWK和NAWK完全兼容
    gawk：模式扫描和处理语言，可以实现下面功能
  • 文本处理
  • 输出格式化的文本报表
  • 执行算数运算
  • 执行字符串操作
    格式：
awk [options]   'program' var=value   file…
awk [options]   -f programfile   var=value file…

说明：
program通常是被放在单引号中，并可以由三种部分组成

  • BEGIN语句块
  • 模式匹配的通用语句块
  • END语句块
    常见选项：
  • -F “分隔符” 指明输入时用到的字段分隔符，默认的分隔符是若干个连续空白符
  • -v var=value 变量赋值
    Program格式：
pattern{action statements;..}

pattern：决定动作语句何时触发及触发事件，比如：BEGIN,END,正则表达式等
action statements：对数据进行处理，放在{}内指明，常见：print, printf

awk 工作过程
第一步：执行BEGIN{action;… }语句块中的语句
第二步：从文件或标准输入(stdin)读取一行，然后执行pattern{ action;… }语句块，它逐行扫描文件，从第一行到最后一行重复这个过程，直到文件全部被读取完毕。
第三步：当读至输入流末尾时，执行END{action;…}语句块
BEGIN语句块在awk开始从输入流中读取行之前被执行，这是一个可选的语句块，比如变量初始化、打印输出表格的表头等语句通常可以写在BEGIN语句块中
END语句块在awk从输入流中读取完所有的行之后即被执行，比如打印所有行的分析结果这类信息汇总都是在END语句块中完成，它也是一个可选语句块
pattern语句块中的通用命令是最重要的部分，也是可选的。如果没有提供pattern语句块，则默认执行{ print }，即打印每一个读取到的行，awk读取的每一行都会执行该语句块

分割符、域和记录

  • 由分隔符分隔的字段（列column,域field）标记$1,$2...$n称为域标识，$0为所有域，注意：和shell中变量$符含义不同
  • 文件的每一行称为记录record
  • 如果省略action，则默认执行 print $0 的操作

常用的action分类

  • output statements：print,printf
  • Expressions：算术，比较表达式等
  • Compound statements：组合语句
  • Control statements：if, while等
  • input statements

awk控制语句

  • { statements;… } 组合语句
  • if(condition)
  • if(condition) {statements;…} else
  • while(conditon)
  • do {statements;…} while(condition)
  • for(expr1;expr2;expr3)
  • break
  • continue
  • exit

动作 print

格式：

print item1, item2, ...

说明：

  • 逗号分隔符
  • 输出item可以字符串，也可是数值；当前记录的字段、变量或awk的表达式
  • 如省略item，相当于print $0
  • 固定字符符需要用“ ” 引起来，而变量和数字不需要

awk变量

awk中的变量分为：内置和自定义变量
常见的内置变量

  • FS：输入字段分隔符，默认为空白字符,功能相当于 -F
  • OFS：输出字段分隔符，默认为空白字符
  • RS：输入记录record分隔符，指定输入时的换行符
  • ORS：输出记录分隔符，输出时用指定符号代替换行符
  • NF：字段数量
  • NR：记录的编号
  • FNR：各文件分别计数，记录的编号
  • FILENAME：当前文件名
  • ARGC：命令行参数的个数
  • ARGV：数组，保存的是命令行所给定的各参数，每一个参数：ARGV[0]，......

自定义变量(区分字符大小写)

  • -v var=value
  • 在program中直接定义

动作 printf

printf 可以实现格式化输出
格式：

printf “FORMAT”, item1, item2, ...

说明：

  • 必须指定FORMAT
  • 不会自动换行，需要显式给出换行控制符 \n
  • FORMAT中需要分别为后面每个item指定格式符
    格式符：与item一一对应
  • %c：显示字符的ASCII码
  • %d, %i：显示十进制整数
  • %e, %E：显示科学计数法数值
  • %f：显示为浮点数
  • %g, %G：以科学计数法或浮点形式显示数值
  • %s：显示字符串
  • %u：无符号整数
  • %%：显示%自身
    修饰符
#[.#] 第一个数字控制显示的宽度；第二个#表示小数点后精度，如：%3.1f
- 左对齐（默认右对齐） 如：%-15s
+   显示数值的正负符号   如：%+d

操作符

算术操作符：

x+y, x-y, x*y, x/y, x^y, x%y
-x：转换为负数
+x：将字符串转换为数值

字符串操作符：没有符号的操作符，字符串连接
赋值操作符：

=, +=, -=, *=, /=, %=, ^=，++, --

比较操作符：

==, !=, >, >=, <, <=

模式匹配符：

~ 左边是否和右边匹配，包含关系
!~ 是否不匹配

逻辑操作符：

与：&&，并且关系
或：||，或者关系
非：!，取反

条件表达式（三目表达式）

selector?if-true-expression:if-false-expression

模式PATTERN

PATTERN:根据pattern条件，过滤匹配的行，再做处理

  1. 如果未指定：空模式，匹配每一行
    范例:
[root@centos8 ~]#awk -F: '{print $1,$3}' /etc/passwd
  1. /regular expression/：仅处理能够模式匹配到的行，需要用/ /括起来
    范例
[root@centos8 ~]#awk   '/^UUID/{print $1}'     /etc/fstab
[root@centos8 ~]#awk   '!/^UUID/{print $1}'   /etc/fstab
[root@centos8 ~]#df | awk '/^\/dev\/sd/'
/dev/sda2      104806400 4935924  99870476   5% /
/dev/sda3       52403200  398876  52004324   1% /data
/dev/sda1         999320  848572     81936  92% /boot
  1. relational expression: 关系表达式，结果为“真”才会被处理
    真：结果为非0值，非空字符串
    假：结果为空字符串或0值
  2. line ranges：行范围
    不支持直接用行号，但可以使用变量NR间接指定行号
    /pat1/,/pat2/ 不支持直接给出数字格式
  3. BEGIN/END模式
    BEGIN{}：仅在开始处理文件中的文本之前执行一次
    END{}：仅在文本处理完成之后执行一次

条件判断 if-else

语法：

if(condition){statement;…}[else statement]
if(condition1){statement1}else if(condition2){statement2}else if(condition3)
{statement3}......else{statementN}

使用场景：对awk取得的整行或某个字段做条件判断

switch语句

语法：

switch(expression) {case VALUE1 or /REGEXP/: statement1; case VALUE2 or /REGEXP2/: statement2; ...; default: statementn}

循环while

语法：

while (condition) {statement;…}

条件“真”，进入循环；条件“假”，退出循环
使用场景：
对一行内的多个字段逐一类似处理时使用
对数组中的各元素逐一处理时使用

循环 do-while

语法：

do {statement;…}while(condition)

意义：无论真假，至少执行一次循环体
do-while循环
语法：do {statement;…}while(condition)
意义：无论真假，至少执行一次循环体

循环for

语法：

for(expr1;expr2;expr3) {statement;…}

常见用法：

for(variable assignment;condition;iteration process) {for-body}

特殊用法：能够遍历数组中的元素

for(var in array) {for-body}

continue和break

continue 中断本次循环
break 中断整个循环
格式：

continue [n]
break [n]

next

next 可以提前结束对本行处理而直接进入下一行处理（awk自身循环）

数组

awk的数组为关联数组
格式

array_name[index-expression]

index-expression

  • 利用数组，实现 k/v 功能
  • 可使用任意字符串；字符串要使用双引号括起来
  • 如果某数组元素事先不存在，在引用时，awk会自动创建此元素，并将其值初始化为“空串”
  • 若要判断数组中是否存在某元素，要使用“index in array”格式进行遍历

awk函数

awk 的函数分为内置和自定义函数

常见内置函数

数值处理：
rand()：返回0和1之间一个随机数
srand()：配合rand() 函数,生成随机数的种子
int()：返回整数
字符串处理：
length([s])：返回指定字符串的长度
sub(r,s,[t])：对t字符串搜索r表示模式匹配的内容，并将第一个匹配内容替换为s
gsub(r,s,[t])：对t字符串进行搜索r表示的模式匹配的内容，并全部替换为s所表示的内容
split(s,array,[r])：以r为分隔符，切割字符串s，并将切割后的结果保存至array所表示的数组中，第一个索引值为1,第二个索引值为2,…
system 函数：可以awk中调用shell命令
空格是awk中的字符串连接符，如果system中需要使用awk中的变量可以使用空格分隔，或者说除了awk的变量外其他一律用""引用起来

自定义函数

自定义函数格式：

function name ( parameter, parameter, ... ) {
    statements
    return expression
}

awk脚本

将awk程序写成脚本，直接调用或执行
范例：

[root@centos8 ~]#cat passwd.awk 
{if($3>=1000)print $1,$3}
[root@centos8 ~]#awk -F: -f passwd.awk /etc/passwd
nobody 65534
wang 1000
mage 1001

范例：

[root@centos8 ~]#cat test.awk
#!/bin/awk -f
#this is a awk script
{if($3>=1000)print $1,$3}
[root@centos8 ~]#chmod +x test.awk
[root@centos8 ~]#./test.awk -F: /etc/passwd
nobody 65534
wang 1000
mage 1001

向awk脚本传递参数
格式：

awkfile var=value var2=value2... Inputfile

注意：在BEGIN过程中不可用。直到首行输入完成以后，变量才可用。可以通过-v 参数，让awk在执行BEGIN之前得到变量的值。命令行中每一个指定的变量都需要一个-v参数
范例：

[root@centos8 ~]#cat test2.awk 
#!/bin/awk -f
{if($3 >=min && $3<=max)print $1,$3} 
[root@centos8 ~]#chmod +x test2.awk
[root@centos8 ~]#./test2.awk -F: min=100 max=200 /etc/passwd
systemd-resolve 193
rtkit 172
pulse 171
qemu 107
usbmuxd 113
abrt 173
posted @ 2020-05-17 17:15  进击的子卿  阅读(306)  评论(0)    收藏  举报