Perusopas Linux-käynnistysprosessin eri vaiheisiin

Joka kerta, kun käynnistät Linux-tietokoneen, se käy läpi useita vaiheita, ennen kuin lopulta näytetään kirjautumisnäyttö, joka pyytää käyttäjänimeäsi tai salasanaasi. Jokaisessa Linux-jakelussa on neljä erillistä vaihetta tyypillisessä käynnistysprosessissa.

Tässä oppaassa korostetaan Linux-käyttöjärjestelmän eri vaiheet sen käynnistämisestä aina sisäänkirjautumishetkeen. Huomaa, että tämä opas ottaa huomioon vain GRUB2-käynnistyslataimen ja systemd-init, koska ne ovat tällä hetkellä käytössä valtaosa nykyaikaisista Linux-jakeluista.

Käynnistysprosessi kestää seuraavat 4 vaihetta, joista keskustelemme tarkemmin:

  • BIOSin eheystarkistus (POST)
  • Käynnistyslataimen (GRUB2) lataaminen
  • Ytimen alustus
  • Käynnistetään systemd, kaikkien prosessien vanhempi

1. BIOSin eheystarkistus (POST)

Käynnistysprosessi alustetaan yleensä, kun käyttäjä painaa käynnistyspainiketta - jos tietokone oli jo sammutettu - tai käynnistää järjestelmän uudelleen joko käyttöliittymän tai komentorivin avulla.

Kun Linux-järjestelmä käynnistyy, BIOS (Basic Input Output System) käynnistää ja suorittaa käynnistystestin (POST). Tämä on eheystarkastus, joka suorittaa lukuisia diagnostisia tarkastuksia.

POST tutkii komponenttien, kuten kiintolevyn tai SSD: n, näppäimistön, RAM-muistin, USB-porttien ja minkä tahansa muun laitteen, laitteistokäytön. Jos jotakin laitteistoa ei havaita tai jos jossakin laitteessa, kuten vioittuneessa HDD: ssä tai SSD: ssä, on toimintahäiriö, näyttöön roiskuu virheilmoitus, joka kehottaa sinua puuttumaan asiaan.

Joissakin tapauksissa äänimerkki kuuluu erityisesti, jos RAM-moduuli puuttuu. Jos odotettu laitteisto on kuitenkin läsnä ja toimii odotetusti, käynnistysprosessi etenee seuraavaan vaiheeseen.

2. Bootloader (GRUB2)

Kun POST on valmis ja rannikko on selvä, BIOS tutkii MBR: n (Master Boot Record) käynnistyslataimen ja levyn osiointitiedoille.

MBR on 512-tavuinen koodi, joka sijaitsee kiintolevyn ensimmäisellä sektorilla, joka on yleensä /dev/sda tai /dev/hda kiintolevystä riippuen. arkkitehtuuri. Huomaa kuitenkin, että joskus MBR voi sijaita Linuxin Live USB- tai DVD-asennuksessa.

Linuxissa on 3 päätyyppistä käynnistyslatainta: LILO, GRUB ja GRUB2. GRUB2-käynnistyslatausohjelma on uusin ja ensisijainen käynnistyslatain nykyaikaisissa Linux-jakeluissa ja ilmoittaa päätöksestämme jättää pois kaksi muuta, jotka ovat vanhentuneet ajan myötä.

GRUB2 tarkoittaa GRand Unified Bootloader -versiota 2. Kun BIOS löytää grub2-käynnistyslataimen, se suorittaa ja lataa sen päämuistiin (RAM).

Grub2-valikossa voit tehdä pari asiaa. Sen avulla voit valita Linux-ytimen version, jota haluat käyttää. Jos olet päivittänyt järjestelmääsi muutaman kerran, saatat nähdä erilaisia ytimen versioita. Lisäksi se antaa sinulle mahdollisuuden muokata joitain ytimen parametreja painamalla näppäinyhdistelmien yhdistelmää.

Lisäksi kaksoiskäynnistysasetuksissa, joissa on useita käyttöjärjestelmän asennuksia, grub-valikossa voit valita, mihin käyttöjärjestelmään käynnistetään. Grub2-määritystiedosto on /boot/grub2/grub2.cfg-tiedosto. GRUBin päätavoitteena on ladata Linux-ydin päämuistiin.

3. Ytimen alustus

Ydin on minkä tahansa Linux-järjestelmän ydin. Se yhdistää tietokoneen laitteiston taustalla oleviin prosesseihin. Ydin ohjaa kaikkia Linux-järjestelmän prosesseja. Kun käynnistyslatain on ladannut valitun Linux-ytimen, sen on purettava pakattu versio itsestään ennen minkään tehtävän suorittamista. Itsepurkautumisen jälkeen valittu ydin kiinnittää juuritiedostojärjestelmän ja alustaa/sbin/init -ohjelman, jota kutsutaan yleisesti nimellä init.

Init on aina ensimmäinen suoritettava ohjelma, jolle on annettu prosessin tunnus tai PID-tunnus 1. Se on init-prosessi, joka synnyttää useita demoneja ja kiinnittää kaikki/etc/fstab-tiedostossa määritetyt osiot.

Ydin kiinnittää sitten alkuperäisen RAM-levyn (initrd), joka on väliaikainen juuritiedostojärjestelmä, kunnes todellinen juuritiedostojärjestelmä on asennettu. Kaikki ytimet sijaitsevat hakemistossa /boot yhdessä alkuperäisen RAM-levykuvan kanssa.

4.Käynnistä Systemd

Ydin lataa lopulta Systemd: n, joka korvaa vanhan SysV-initin. Systemd on kaikkien Linux-prosessien äiti ja hallinnoi muun muassa tiedostojärjestelmien asennusta, palvelujen käynnistämistä ja lopettamista mainitsemalla vain muutaman.

Systemd määrittää /etc/systemd/system/default.target -tiedoston avulla tilan tai kohteen, johon Linux-järjestelmän pitäisi käynnistää.

  • Pöytätietokoneen (jossa on käyttöliittymä) oletusarvo on 5, joka vastaa vanhan SystemV-aloituksen ajotasoa 5.
  • Palvelimelle oletuskohde on multi-user.target, joka vastaa suoritustasoa 3 SysV init -ohjelmassa.

Tässä on erittely järjestelmäkohteista:

  • poweroff.target (ajotaso 0): Sammuta järjestelmä tai sammuta se.
  • rescue.target (ajotaso 1): käynnistää pelastuskuoren istunnon.
  • multi-user.target (ajotaso 2,3,4): Konfiguroi järjestelmän ei-graafiseksi (konsoli) monen käyttäjän järjestelmäksi.
  • graphical.target (ajotaso 5): Aseta järjestelmä käyttämään graafista monen käyttäjän rajapintaa verkkopalveluiden kanssa.
  • reboot.target (ajotaso 6): käynnistää järjestelmän uudelleen.

Voit tarkistaa järjestelmän nykyisen kohteen suorittamalla komennon:

$ systemctl get-default

Voit vaihtaa kohteesta toiseen suorittamalla seuraavan komennon päätelaitteessa:

$ init runlevel-value

Esimerkiksi init 3 määrittää järjestelmän ei-graafiseen tilaan.

Komento init 6 käynnistää järjestelmän uudelleen ja init 0 sammuttaa järjestelmän. Muista kutsua sudo-komento, kun haluat siirtyä näihin kahteen kohteeseen.

Käynnistysprosessi päättyy, kun systemd lataa kaikki demonit ja asettaa tavoitteen tai suoritustason arvon. Tässä vaiheessa sinua pyydetään antamaan käyttäjätunnuksesi ja salasanasi, joiden avulla pääset Linux-järjestelmääsi.