《UNIX/Linux系统管理技术手册-读书笔记-第二章

1. 引导过程总览

知识内容	作用/任务
引导（booting）：计算机“自己把自己启动起来”的完整流程。	理解系统启动各阶段，便于定位启动失败的原因。
引导四大阶段：①加载引导代码 → ②加载内核 → ③运行启动脚本/守护进程 → ④维护进程与状态。	知道每个阶段做什么，故障时能判断出问题出在哪个环节。
现代变化：UEFI取代传统BIOS，systemd取代传统init，云/容器化改变引导管理模式。	适应新环境（云实例、容器），不再依赖物理控制台。

2. 系统固件（BIOS vs UEFI）

知识内容	能做什么
传统BIOS：使用MBR（主引导记录），引导块仅512字节，只能加载第二阶段引导程序。	理解老旧系统引导机制，处理MBR损坏或分区表问题。
UEFI：使用GPT分区表，能直接读取FAT文件系统，从EFI系统分区（ESP）加载引导目标（可以是内核或引导程序）。	支持更大磁盘、更安全引导（Secure Boot）、无需隐匿引导块。
efibootmgr：用户空间工具，可查看/修改UEFI引导顺序和引导项。	`efibootmgr -v`查看当前引导配置；`efibootmgr -o 0004,0002`修改引导顺序。
UEFI变量可写：rm -rf / 可能删除UEFI变量，永久损坏固件配置。	操作UEFI系统时谨慎，避免灾难性误操作。

实操要点：新硬件用UEFI+GPT，老硬件/虚拟机可能仍是BIOS+MBR。云环境通常抽象了固件层，无需关心。

3. 引导装载程序（Boot Loader）

知识内容	能做什么
引导装载程序任务：①识别并加载内核；②提供交互式菜单选择内核/OS；③传递内核启动参数。	多系统引导、内核版本切换、传递调试/恢复参数。
GRUB2（主流Linux默认）：理解常见文件系统，从`/boot/grub/grub.cfg`读取配置。	引导Linux系统，菜单选择内核版本，故障时进入单用户/紧急模式。
grub.cfg：由`grub-mkconfig`或`update-grub`自动生成，内核升级后自动更新。	不要手工编辑grub.cfg（会被覆盖）；通过`/etc/default/grub`和`/etc/grub.d/`定制。
GRUB交互式命令：`boot`、`linux`、`reboot`、`search`等。	启动时按`e`编辑引导项，按`c`进入命令行，手动加载内核调试。

GRUB常用内核启动参数

参数	作用
`single` 或 `-s`	进入单用户模式（rescue.target）
`systemd.unit=emergency.target`	进入紧急模式（更精简，不挂载文件系统）
`init=/bin/bash`	直接用bash作为init进程，跳过所有服务
`root=/dev/xxx`	手动指定根设备
`debug`	开启内核调试输出

实操要点：内核更新后老内核保留，引导菜单可回退。修改内核参数永久生效需编辑/etc/default/grub中的GRUB_CMDLINE_LINUX。

4. FreeBSD引导过程

知识内容	能做什么
BIOS路线（boot0）：多阶段引导链，MBR → boot0 → 卷引导记录 → loader。	理解FreeBSD在传统BIOS下的引导方式，使用`boot0cfg`调整。
UEFI路线：ESP分区中的`/boot/bootx64.efi` → loader.efi。	UEFI环境下直接引导FreeBSD；ESP损坏时用`dd`恢复镜像。
loader.conf：引导装载程序的配置文件（Forth脚本），位于`/boot/loader.conf`。	设置引导超时、传递内核参数、修改引导画面等；不要改`/boot/defaults/loader.conf`。
loader交互式命令：`ls`、`unload`、`load`、`boot`。	引导时按`ESC`进入loader提示符，手动加载其他内核（如`load /boot/kernel/kernel.old`）。

5. 系统管理守护进程（init / systemd）

5.1 init的职责与实现

知识内容	能做什么
PID 1（init）：内核启动后的第一个用户态进程，负责启动/停止服务、切换操作模式。	所有进程的祖先进程，系统管理的根基。
运行模式：单用户（最小服务）、多用户（命令行）、图形化（GUI）。	不同场景下切换系统运行状态。
三种主流init实现：①传统SysV init（串行，依赖shell脚本）；②BSD init（简单，/etc/rc）；③systemd（现代，并行，依赖管理）。	知道不同系统的管理方式：Linux主流systemd，FreeBSD用BSD init。

5.2 systemd详解（重点）

systemd是当前Linux发行版的标准init实现，集成了服务管理、日志、登录管理等。

概念	是什么	能做什么
单元（Unit）	systemd管理的实体：服务(.service)、套接字(.socket)、挂载点(.mount)、目标(.target)、计时器(.timer)等。	统一管理系统资源，不只是服务。
单元文件位置	`/usr/lib/systemd/system`（软件包提供，勿改）、`/etc/systemd/system`（本地定制，优先级高）、`/run/systemd/system`（临时）。	知道去哪里查看和覆盖服务配置。
systemctl	通用管理命令，类似Git的子命令风格。	管理服务的启动/停止/启用/禁用/状态查看/日志查看。

systemctl常用子命令速查

子命令	功能
`systemctl list-units --type=service`	列出当前活动服务
`systemctl list-unit-files --type=service`	列出所有已安装服务单元文件及状态
`systemctl start/stop/restart <unit>`	立即启动/停止/重启服务
`systemctl enable/disable <unit>`	设置/取消开机自启
`systemctl status <unit>`	查看服务状态+最近日志
`systemctl isolate <target>`	切换运行模式（如multi-user.target）
`systemctl get-default / set-default`	查看/设置默认启动目标
`systemctl daemon-reload`	重新加载所有单元文件（修改配置后执行）
`systemctl edit <unit>`	创建覆盖文件，定制服务配置（推荐方式）
`systemctl mask/unmask <unit>`	彻底冻结/解冻服务（比disable更强）

单元文件核心语法

区块	配置项	作用
`[Unit]`	`Description`	描述信息
	`After` / `Before`	执行顺序控制（非依赖）
	`Wants` / `Requires`	依赖关系（Wants软依赖，Requires硬依赖）
	`Conflicts`	互斥关系
`[Service]`	`Type`	服务类型（simple/forking/oneshot等）
	`ExecStart` / `ExecStop` / `ExecReload`	启动/停止/重载命令
	`PIDFile`	PID文件路径（Type=forking时必需）
	`KillMode` / `KillSignal`	终止行为控制
	`PrivateTmp`	隔离/tmp，增强安全
`[Install]`	`WantedBy` / `RequiredBy`	在哪个目标下启用（对应enable命令）

覆盖文件定制服务（不修改原包文件）

# 推荐方式：使用systemctl edit
sudo systemctl edit nginx.service
# 在编辑器中写入覆盖内容
[Service]
ExecStart=
ExecStart=/usr/sbin/nginx -c /usr/local/nginx.conf
# 保存后执行
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart nginx.service

systemd目标（Target） vs 传统运行级

传统运行级	systemd目标	说明
0	poweroff.target	关机
1, s, single	rescue.target	单用户模式（救援）
—	emergency.target	紧急模式（更精简，不挂载文件系统）
2, 3, 4	multi-user.target	多用户命令行模式
5	graphical.target	图形化多用户模式
6	reboot.target	重启

systemd日志（journald）

知识内容	能做什么
journald：systemd内置日志框架，收集内核+服务所有消息。	统一日志查看，不再需要翻/var/log下多个文件。
journalctl：日志查看命令。	`journalctl`全量查看；`journalctl -b`查看本次引导日志；`journalctl -b -1`看上次引导；`journalctl -u nginx`只看特定服务。
持久化存储：编辑`/etc/systemd/journald.conf`设置`Storage=persistent`。	保留历史引导日志，便于事后排查。

6. FreeBSD init与启动脚本

知识内容	能做什么
BSD init：不支持运行级，执行`/etc/rc`进入完全引导状态。	理解FreeBSD启动流程。
rc.conf：主配置文件，位于`/etc/rc.conf`；`/etc/defaults/rc.conf`为默认值（勿改）。	设置服务是否开机自启（如`sshd_enable="YES"`）。
rc.d脚本：位于`/etc/rc.d/`（系统）和`/usr/local/etc/rc.d/`（第三方软件）。	启动脚本标准位置，由rcorder排序执行。
service命令：实时管理服务。	`sudo service sshd stop`停止服务；`onestart`/`onestop`忽略rc.conf配置强制操作。

7. 重新引导与关机

命令	功能
`halt`	关闭系统（写入日志、杀进程、回写缓存、挂起内核）
`halt -p`	关闭系统并切断电源
`reboot`	重新引导系统
`shutdown`	定时关机+向登录用户发警告（多用户时代产物，现已较少用）

云系统注意：AWS的Stop/Reboot/Terminate含义不同。Terminate会删除实例及其根磁盘（除非启用终止保护）。优先通过OS内部halt/reboot关机，控制台操作需谨慎。

8. 系统无法引导的应对策略

8.1 三种恢复方法

方法	适用场景
回退到已知良好状态（备份/快照恢复）	最快，云环境首选，物理机需有近期全盘镜像
单用户/救援/紧急模式	能进入引导装载程序，但正常引导失败
挂载到另一系统检查	引导阶段早期就失败，或需要修复根文件系统

8.2 单用户模式（rescue.target）

操作	方法
进入方式	GRUB启动时编辑内核参数，添加`single`、`-s`或`systemd.unit=rescue.target`
紧急模式（更精简）	`systemd.unit=emergency.target`，不挂载文件系统，适合fsck修复
重新挂载根为读写	`mount -o rw,remount /`（Linux）；FreeBSD需指定设备
退出继续引导	`exit`或Ctrl+D

单用户模式会提示输入root密码——如果你忘了root密码，这个方法无效，需用方法3（挂载到另一系统）。

8.3 FreeBSD单用户

引导菜单选"Boot Single User"；
或选"Escape to loader prompt"进入loader命令行环境。

8.4 云系统恢复（AWS为例）

步骤	操作
1	在相同可用区启动恢复实例（同一基础镜像）
2	停止（非终止）故障实例
3	将故障实例的EBS卷分离 → 挂载到恢复实例
4	登录恢复实例，挂载卷，执行修复（修改配置、fsck、替换内核等）
5	卸载卷 → 从恢复实例分离 → 重新挂回故障实例 → 启动

哲学：云服务器是“牛”不是“宠物”——出问题就用备份替换，而不是费时费力抢救。但恢复能力仍然需要掌握，尤其是关键数据未分离的场景。

9. 本章核心命令速查表

命令	用途
`efibootmgr -v`	查看UEFI引导配置
`efibootmgr -o 0004,0002`	修改UEFI引导顺序
`systemctl status/start/stop/restart`	服务管理
`systemctl enable/disable`	开关开机自启
`systemctl isolate multi-user.target`	切换到多用户模式
`systemctl get-default/set-default`	查看/设置默认引导目标
`systemctl edit <unit>`	创建覆盖文件定制服务
`systemctl daemon-reload`	重载单元文件
`journalctl -b -u nginx`	查看本次引导中nginx服务的日志
`halt -p` / `reboot`	关机/重启
`mount -o rw,remount /`	单用户模式下重新挂载根为读写

总结：第2章的核心是引导全链路（固件→引导装载程序→内核→init/systemd→服务）和故障恢复能力。重点掌握：

systemd的systemctl/journalctl——日常服务管理必用；

GRUB内核参数（single/emergency）——救系统于水火；

云环境恢复流程——虚拟化时代必备技能；

理解UEFI vs BIOS差异——新老硬件通吃。