初步认识Linux

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Linux系统启动的过程

Linux系统的启动过程大体上可分为五部分：内核的引导、运行init、系统初始化、建立终端、用户登录系统。

1.内核引导：

当计算机打开电源后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。紧接着由启动设备上的grub程序开始引导Linux，当引导程序成功完成引导任务后，Linux从它们手中接管了CPU的控制权，然后CPU就开始执行Linux的核心映象代码，开始了Linux启动过程。也就是所谓的内核引导开始了，在内核引导过程中其实是很复杂的，我们就当它是一个黑匣子，反正是Linux内核做了一些列工作，最后内核调用加载了init程序，至此内核引导的工作就完成了。交给了下一个主角init.

运行init：

init 进程是系统所有进程的起点，您可以把它比拟成系统所有进程的老祖宗，没有这个进程，系统中任何进程都不会启动。init
最主要的功能就是准备软件执行的环境，包括系统的主机名、网络设定、语言、文件系统格式及其他服务的启动等。 而所有的动作都会通过 init的配置文件/etc/inittab来规划，而inittab 内还有一个很重要的设定内容，那就是默认的 run level (开机运行级别)。先来看看运行级别Run level,Linux就是通过设定run level来规定系统使用不同的服务来启动，让Linux的使用环境不同。

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[hadoop@localhost ~]$ cat /etc/inittab
# inittab is no longer used when using systemd.
#
# ADDING CONFIGURATION HERE WILL HAVE NO EFFECT ON YOUR SYSTEM.
#
# Ctrl-Alt-Delete is handled by /usr/lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target
#
# systemd uses 'targets' instead of runlevels. By default, there are two main targets:
#
# multi-user.target: analogous to runlevel 3
# graphical.target: analogous to runlevel 5
#
# To view current default target, run:
# systemctl get-default
#
# To set a default target, run:
# systemctl set-default TARGET.target
#

Linux系统有7个运行级别(runlevel)：

  • 运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动
  • 运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆
  • 运行级别2：多用户状态(没有NFS)
  • 运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式
  • 运行级别4：系统未使用，保留
  • 运行级别5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式
  • 运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

在这个文件中，都是注释行，在CentOS7中这个文件已经给别的文件代替。可以看到很多行都提及到某个配置文件，而所有配置文件都是在/etc/init/目录下。

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。

3.系统初始化：

系统初始化流程（内核级别）：post(加电自检)–>BootSequence（启动顺序选择BIOS中实现）–>bootloder（引导加载器，MBR中实现）–>Kernel（加载内核，会生成ramdisk）–>rootfs（以readonly方式加载根文件系统）–>/sbin/init(运行第一个应用程序（相当于小管家）)

4.建立终端：

建立终端是由配置文件/etc/init/tty.conf,
/etc/init/serial.conf和/etc/sysconfig/init等配置文件来完成的。在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户身份。

5.用户登录系统：

对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入KDE、Gnome等窗口管理器。而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。

Linux的账号验证程序是login，login会接收mingetty传来的用户名作为用户名参数。然后login会对用户名进行分析：如果用户名不是root，且存在 “/etc/nologin” 文件，login将输出nologin文件的内容，然后退出。这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有 “/etc/securetty” 中登记了的终端才允许root用户登录，如果不存在这个文件，则root可以在任何终端上登录。”/etc/usertty” 文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。

在分析完用户名后，login将搜索 “/etc/passwd” 以及 “/etc/shadow” 来验证密码以及设置账户的其它信息，比如：主目录是什么、使用何种shell。如果没有指定主目录，将默认为根目录；如果没有指定shell，将默认为 “/bin/bash”。

login程序成功后，会向对应的终端在输出最近一次登录的信息(在 “/var/log/lastlog” 中有记录)，并检查用户是否有新邮件(在 “/usr/spool/mail/” 的对应用户名目录下)。然后开始设置各种环境变量：对于bash来说，系统首先寻找 “/etc/profile” 脚本文件，并执行它；然后如果用户的主目录中存在 .bash_profile 文件，就执行它，在这些文件中又可能调用了其它配置文件，所有的配置文件执行后后，各种环境变量也设好了，这时会出现大家熟悉的命令行提示符，到此整个启动过程就结束了。

图形界面与命令行界面切换

Linux预设提供了六个命令窗口终端机让我们来登录。默认我们登录的就是第一个窗口，也就是tty1，这个六个窗口分别为tty1,tty2 … tty6，可以按下Ctrl + Alt + F1 ~ F6 来切换它们。如果您安装了图形界面，默认情况下是进入图形界面的，此时您就可以按Ctrl + Alt F1 ~ F6来进入其中一个命令窗口界面。当您进入命令窗口界面后再返回图形界面只要按下Ctrl + Alt + F7 就回来了。如果您用的vmware 虚拟机，命令窗口切换的快捷键为 Alt + Space + F1~F6. 如果您在图形界面下请按Alt + Shift + Ctrl + F1~F6 切换至命令窗口。

常用快捷键

  1. Ctrl + C：这个是用来终止当前命令的快捷键。
  2. Tab：命令补全键。
  3. Ctrl + D： 退出当前终端，同样您也可以输入exit。
  4. Ctrl + Z： 暂停当前进程，比如您正运行一个命令，突然觉得有点问题想暂停一下，就可以使用这个快捷键。暂停后，可以使用fg 恢复它。
  5. Ctrl + L： 清屏，使光标移动到第一行。

查询帮助文档–man

man 通常是用来看一个命令的帮助文档的。格式为 ” man 命令 ” 例如输入命令：man ls

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[root@localhost hadoop]# man ls
LS(1)     User Commands        LS(1)

NAME
       ls - list directory contents

SYNOPSIS
       ls [OPTION]... [FILE]...

DESCRIPTION
       List  information  about  the  FILEs (the current directory by
       default).  Sort entries alphabetically if  none  of  -cftuvSUX
       nor --sort is specified.

       Mandatory  arguments  to  long options are mandatory for short
       options too.

       -a, --all
              do not ignore entries starting with .

       -A, --almost-all
              do not list implied . and ..

       --author
              with -l, print the author of each file

       -b, --escape
              print C-style escapes for nongraphic characters
......

进入后按 ‘q’ 键退出。

Linux系统目录

  • /bin bin是Binary的缩写。这个目录存放着最经常使用的命令。
  • /boot这里存放的是启动Linux时使用的一些核心文件，包括一些连接文件以及镜像文件。
  • /dev dev是Device(设备)的缩写。该目录下存放的是Linux的外部设备，在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。
  • /etc这个目录用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目录。
  • /home用户的主目录，在Linux中，每个用户都有一个自己的目录，一般该目录名是以用户的账号命名的。
  • /lib这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库，其作用类似于Windows里的DLL文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。
  • /lost+found这个目录一般情况下是空的，当系统非法关机后，这里就存放了一些文件。
  • /media Linux系统会自动识别一些设备，例如U盘、光驱等等，当识别后，Linux会把识别的设备挂载到这个目录下。
  • /mnt系统提供该目录是为了让用户临时挂载别的文件系统的，我们可以将光驱挂载在/mnt/上，然后进入该目录就可以查看光驱里的内容了。
  • /opt 这是给主机额外安装软件所摆放的目录。比如您安装一个ORACLE数据库则就可以放到这个目录下。默认是空的。
  • /proc这个目录是一个虚拟的目录，它是系统内存的映射，我们可以通过直接访问这个目录来获取系统信息。这个目录的内容不在硬盘上而是在内存里，我们也可以直接修改里面的某些文件，比如可以通过/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all命令来屏蔽主机的ping命令，使别人无法ping您的机器：
  • /root该目录为系统管理员，也称作超级权限者的用户主目录。
  • /sbin s就是Super User的意思，这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序。
  • /selinux 这个目录是Redhat/CentOS所特有的目录，Selinux是一个安全机制，类似于windows的防火墙，但是这套机制比较复杂，这个目录就是存放selinux相关的文件的。
  • /srv 该目录存放一些服务启动之后需要提取的数据。
  • /sys 这是linux2.6内核的一个很大的变化。该目录下安装了2.6内核中新出现的一个文件系统 sysfs ，sysfs文件系统集成了下面3种文件系统的信息：针对进程信息的proc文件系统、针对设备的devfs文件系统以及针对伪终端的devpts文件系统。该文件系统是内核设备树的一个直观反映。当一个内核对象被创建的时候，对应的文件和目录也在内核对象子系统种被创建。
  • /tmp这个目录是用来存放一些临时文件的。
  • /usr 这是一个非常重要的目录，用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下，类似与windows下的program files目录。
  • /usr/bin 系统用户使用的应用程序。
  • /usr/sbin 超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序。
  • /usr/src 内核源代码默认的放置目录。
  • /var这个目录中存放着在不断扩充着的东西，我们习惯将那些经常被修改的目录放在这个目录下。包括各种日志文件。

在Linux系统中，有几个目录是比较重要的，平时需要注意不要误删除或者随意更改内部文件。/etc： 上边也提到了，这个是系统中的配置文件，如果您更改了该目录下的某个文件可能会导致系统不能启动。/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin: 这是系统预设的执行文件的放置目录，比如 ls 就是在/bin/ 目录下的。值得提出的是，/bin, /usr/bin 是给系统用户使用的指令（除root外的通用账户），而/sbin, /usr/sbin 则是给root使用的指令。 /var：
这是一个非常重要的目录，系统上跑了很多程序，那么每个程序都会有相应的日志产生，而这些日志就被记录到这个目录下，具体在/var/log 目录下，另外mail的预设放置也是在这里。

关机命令、重启命令

如果要关机，必须要保证当前系统中没有其他用户在线。可以下达 who 这个指令，而如果要看网络的联机状态，可以下达 netstat -a 这个指令，而要看背景执行的程序可以执行 ps -aux 这个指令。使用这些指令可以让您稍微了解主机目前的使用状态！

正确的关机流程为：sync –> shutdown –> reboot –> halt

  • sync 将数据由内存同步到硬盘中。
  • shutdown 关机指令，您可以man shutdown 来看一下帮助文档。例如您可以运行如下命令关机：
  • shutdown -h 10 计算机将在10分钟后关机，并且会显示在登陆用户的当前屏幕中。
  • shutdown -h now 立马关机
  • shutdown -h 20:25 系统会在今天20:25关机
  • shutdown -h +10 十分钟后关机
  • shutdown -r now 系统立马重启
  • shutdown -r +10 系统十分钟后重启
  • reboot 就是重启，等同于 shutdown -r now
  • halt 关闭系统，等同于shutdown -h now 和 poweroff

最后总结一下，不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行sync命令，把内存中的数据写到磁盘中。关机的命令有 shutdown -h now, halt, poweroff 和 init 0 , 重启系统的命令有 shutdown -r now, reboot, init 6.

忘记root该怎么办

当忘记root密码后，可以进入单用户模式更改root密码。CentOS7 在进入单用户的时候和6.x做了很多改变，centos7进入单用户模式的步骤如下：

  1. 重启系统，在选择内核界面使用上下箭头移动。

  2. 选择第一个短的那个内核，并按 e。

  3. 进入后，找到linux16开头的一行，找到ro，然后修改ro为 rw init=/sysroot/bin/sh，该完后，按Ctrl+X重启。

  4. - 现在，可以使用下面的命令访问系统

    chroot /sysroot

  5. 重置密码，passwd root

  6. 更新系统信息 touch /.autorelabel

  7. 退出chroot ，exit

  8. 重启你的系统， reboot

CentOS在图形界面和命令行界面切换，并设置默认启动界面：

  • 从命令行界面切化图形界面：startx或Ctral+Alt+F2；
  • 从图形界面切命令行界面：Ctral+Alt+F2或int3；

设置默认启动界面：

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#设置默认启动界面为图形桌面。
systemctl set-default graphical.target 

#设置默认启动界面为命令行界面。
systemctl set-default multi-user.target

#获取当前默认启动信息
systemctl get-default
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