Perusopas Linuxin käynnistysprosessin eri vaiheisiin

Joka kerta kun käynnistät Linux-tietokoneesi, se käy läpi useita vaiheita, ennen kuin lopulta näyttää kirjautumisnäytön, joka kehottaa antamaan käyttäjänimesi tai salasanasi. On olemassa 4 erillistä vaihetta, jotka jokainen Linux-jakelu käy läpi tyypillisessä käynnistysprosessissa.

Tässä oppaassa korostamme eri vaiheita, joita Linux-käyttöjärjestelmä on suorittanut sen käynnistämisestä sisäänkirjautumiseen asti. Huomaa, että tämä opas ottaa huomioon vain GRUB2-käynnistyslataimen ja systemd-init, koska ne ovat tällä hetkellä käytössä useimmissa nykyaikaisissa Linux-jakeluissa.

Käynnistysprosessissa on seuraavat 4 vaihetta, joista keskustelemme yksityiskohtaisemmin:

  • BIOS eheyden tarkistus (POST)
  • Käynnistyslataimen lataaminen (GRUB2)
  • Ytimen alustus
  • Käynnistetään systemd, kaikkien prosessien pää

1. BIOSin eheyden tarkistus (POST)

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

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

POST tutkii komponenttien, kuten HDD tai SSD, näppäimistö, RAM<, laitteiston toimivuuden.-, USB-portteja ja muita laitteita. Jos jotakin laitteistoa ei havaita tai jos jossakin laitteessa on toimintahäiriö, kuten vioittunut kiintolevy tai SSD, näyttöön tulee virheilmoitus, joka kehottaa sinua toimimaan.

Joissakin tapauksissa piippausääni kuuluu, etenkin jos RAM-moduuli puuttuu. Jos odotettu laitteisto on kuitenkin olemassa ja toimii odotetulla tavalla, käynnistysprosessi etenee seuraavaan vaiheeseen.

2. Käynnistyslatain (GRUB2)

Kun POST on valmis ja rannikko on selkeä, BIOS tutkii MBR (Master Boot Record) käynnistyslataimen ja levyn osiointitiedot.

MBR on 512-tavuinen koodi, joka sijaitsee kiintolevyn ensimmäisessä sektorissa, joka on yleensä /dev/sda tai /dev/hda kiintolevyn arkkitehtuurin mukaan. Huomaa kuitenkin, että joskus MBR voi sijaita Linuxin Live USB- tai DVD-asennuksessa.

Linuxissa on kolme päätyyppiä käynnistyslataimia: LILO, GRUB ja GRUB2. GRUB2-käynnistyslatain on uusin ja ensisijainen käynnistyslatain nykyaikaisissa Linux-jakeluissa ja kertoo 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-valikon avulla voit tehdä muutamia asioita. Sen avulla voit valita Linux-ytimen version, jota haluat käyttää. Jos olet päivittänyt järjestelmääsi muutaman kerran, saatat nähdä luettelossa erilaisia ydinversioita. Lisäksi se antaa sinulle mahdollisuuden muokata joitain ytimen parametreja painamalla näppäimistön näppäinyhdistelmää.

Lisäksi kaksoiskäynnistysasennuksissa, joissa on useita käyttöjärjestelmäasennuksia, grub-valikosta voit valita, mihin käyttöjärjestelmään käynnistetään. Grub2-määritystiedosto on /boot/grub2/grub2.cfg-tiedosto. GRUBin päätavoite on ladata Linux-ydin päämuistiin.

3. Ytimen alustus

Ydin on minkä tahansa Linux-järjestelmän ydin. Se liittää tietokoneen laitteiston taustalla oleviin prosesseihin. Ydin ohjaa kaikkia Linux-järjestelmän prosesseja. Kun käynnistyslatain on ladannut valitun Linux-ytimen, sen on purettava itse pakatusta versiostaan ennen minkään tehtävien suorittamista. Itsepurkauksen yhteydessä valittu ydin liittää juuritiedostojärjestelmän ja alustaa /sbin/init-ohjelman, jota kutsutaan yleisesti nimellä init.

Init on aina ensimmäinen suoritettava ohjelma, ja sille on annettu prosessin tunnus tai PID 1. Se on aloitusprosessi, joka synnyttää erilaisia demoneja ja liittää kaikki osiot, jotka on määritetty kohdassa /etc/ fstab-tiedosto.

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

4. Käynnistä Systemd

Ydin lataa lopulta Systemd -ohjelman, joka korvaa vanhan SysV-aloituksen. Systemd on kaikkien Linux-prosessien äiti ja hoitaa muun muassa tiedostojärjestelmien asennuksen, palveluiden käynnistämisen ja pysäyttämisen vain muutaman mainitakseni.

Systemd käyttää /etc/systemd/system/default.target-tiedostoa määrittääkseen tilan tai kohteen, johon Linux-järjestelmän tulee käynnistyä.

  • Pöytätyöasemalle (jossa on graafinen käyttöliittymä) oletuskohdearvo on 5, joka vastaa vanhan SystemV-käynnistyksen suoritustasoa 5.
  • Palvelimelle oletuskohde on multi-user.target, joka vastaa SysV-init:n suoritustasoa 3.

Tässä on erittely järjestelmäkohteista:

  • poweroff.target (ajotaso 0): Sammuta järjestelmä tai sammuta se.
  • rescue.target (ajotaso 1): käynnistää pelastuskuoriistunnon.
  • multi-user.target (ajotaso 2,3,4): Määrittää järjestelmän ei-graafiseksi (konsoli) usean käyttäjän järjestelmäksi.
  • graphical.target (ajotaso 5): Aseta järjestelmä käyttämään graafista monikäyttäjäliittymää verkkopalvelujen 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 päätteessä:

init runlevel-value

Esimerkiksi init 3 konfiguroi järjestelmän ei-graafiseen tilaan.

init 6 -komento käynnistää järjestelmän uudelleen ja init 0 sammuttaa järjestelmän. Muista käyttää sudo-komentoa, kun haluat vaihtaa näihin kahteen kohteeseen.

Käynnistysprosessi päättyy, kun systemd lataa kaikki demonit ja asettaa tavoite- tai suoritustason arvon. Tässä vaiheessa sinua pyydetään antamaan käyttäjätunnus ja salasana, joilla pääset Linux-järjestelmääsi.