SlackwareLinux101在引导Linux机器时发生了什么

　　作者：Joe "Zonker" Brockmeier (jbrockmeier@earthlink.net)，高级编辑，User Friendly Media
　　提要：Joe Brockmeier 研究了 Slackware Linux init 进程。他讨论了系统如何初始化服务、各种运行级别是什么，以及如何从缺省安装中添加或除去服务来定制系统。
　　
　　
　　Linux 用户正日益成熟，这意味着他们想要将系统配置成执行他们希望完成的任务。但目前 Linux 发行版通常都附带了自动配置的设备和启动服务，如 Sendmail 或 Apache。这些发行版没有考虑到的是毫不更改其缺省设置来运行服务，如 Apache -- 用户毫不知情 -- 会让黑客和利用脚本捣乱的人趁虚而入。而且这会用完本可以更好利用的系统资源 -- 比如可以用于 Quake 或您喜欢的编译器的更多处理器时间。由于缺少控制是件“糟糕的事”，因此让我们看一下 Linux 系统引导时在 init 进程期间，在所涉及的各个运行级别上都发生了什么，以及如何在系统运行时定制系统或在运行级别之间切换。
　　
　　我们的示例使用 x86 平台上的 Slackware Linux 发行版（请参阅本文后面的参考资料）。大多数信息可用于其它 Linux 发行版，但在细节处会略有不同。尤其是，与其说 Slackware 的 init 结构类似于 System V 结构，还不如说它更类似于 BSD UNIX 结构，尽管 Slackware 的最新发行版中的程序做了一些让步，它们要将服务添加到启动，但期望这些服务是 System V 目录结构。（请参阅侧栏，“BSD 和系统 V init 脚本之间的差异”。）
　　
　　所有进程的父代
　　当 Linux 机器引导时，究竟会发生什么？在计算机的 BIOS 完成其任务后，系统会读取硬盘（或软盘，或 CD-ROM，或 Zip 驱动器……Linux 是非常灵活的）的第一位，并会遇到引导装入程序。虽然 GRUB 和其它装入程序也逐渐变得流行，但通常这就是 Linux 装入程序 (LInux LOader)，一般称作 LILO。
　　
　　然后 LILO 将 Linux 内核装入内存，并开始展示它的魔力。Linux 内核初始化了诸如 SCSI 卡之类的设备，以及其它内核中内置的硬件设备。然后内核运行 init，它是除内核之外在系统运行的第一个进程。如果执行 ps ax | grep 1，就会看到 init 的进程 ID (PID) 是 1。
　　
　　装入 init 之后，它会读取 inittab 以查看下一步做什么。inittab 告诉 init 要进入什么运行级别，以及在哪里可以找到该运行级别的配置文件。
　　
　　运行级别
　　运行级别是由系统上的所有服务在某个给定时间定义的（基本上是操作方式）。Linux 可以有几种操作方式：单用户方式、单用户联网方式、多用户方式、始于 X 窗口的多用户方式，等等。这部分将要说明运行级别的概念、Slackware 上有哪些运行级别，已经它们被叫作什么。
　　
　　运行级别由数字或字母标明。可惜，不是所有的 Linux 发行版在各个运行级别的称呼问题上都能达成共识。在某些发行版中，运行级别 3 是使用 X 窗口登录的多用户方式。而其它的，如 Slackware，将运行级别 3 指定成使用控制台登录的多用户方式。
　　
　　据我所知，所有 Linux 发行版都认同运行级别 0 是“停机”、运行级别 1 或 "S" 是单用户方式（稍后将详细说明），运行级别 6 是重新引导系统。Slackware 的运行级别如下：
　　
　　运行级别 0 = 系统停机
　　运行级别 1 = 单用户方式，主要用于维护
　　运行级别 2 = 从不使用
　　运行级别 3 = 使用控制台登录的多用户方式
　　运行级别 4 = 使用 X11 会话管理器的多用户方式 (XDM, GDM, KDM)
　　运行级别 5 = 从不使用
　　运行级别 6 = 重新引导
　　运行级别 S 或 s = 单用户方式
　　
　　这里没有记录运行级别 7 到 9，在理论上，它们适用于在需要时定制运行级别。但我还没有亲自尝试过创建一个。
　　
　　BSD 和 System V init 脚本之间的差异
　　Slackware Linux 使用 BSD init 脚本说说挺容易，但这究竟表示什么？
　　
　　仿真 BSD init 样式的 Linux 和 UNIX 系统有一个 /etc/rc.d/ 目录，其中每个运行级别都包含一个 init 脚本。因此，如果要查看或修改运行级别 4 的 init 脚本，应该编辑文件 /etc/rc.d/rc.4。
　　
　　另一方面，其 init 脚本基于 System V 的系统对于每个运行级别都有独立的目录。因此，如果要编辑运行级别 4 init 脚本，应查找 /etc/rc4.d/ 目录，并查找该目录中对应于要修改的服务的脚本。
　　
　　这个差异导致了 Berkeley Software Distribution (BSD) UNIX 和 AT&T System V UNIX 之间的设计差异，这两者都开创了各自的 UNIX 商业版本。它们连同 Vi 以及 Emacs 一起是计算机界的激烈争论之一。
　　
　　由于许多 Linux 发行版都喜欢 System V init 布局，Slackware 现在也附带了目录和 rc.sysvinit init 脚本，用于保持兼容性。
　　
　　运行级别配置
　　如果您使用的不是 Slackware Linux，那么配置文件的结构与我谈到的结构会大不相同。除了 inittab 文件，所有 Slackware 的启动配置文件都在 /etc/rc.d/ 目录中。
　　
　　缺省情况下，目录中有 5 个运行级别 rc.* 脚本，如果将 symlink 从 rc.0 加到 rc.6，那么可有 6 个。
　　
　　运行级别 init 脚本是：
　　
　　rc.0 = rc.0 文件是到 rc.6 的 symlink
　　rc.M = 多用户运行级别 2、3 和 5 的 init 脚本
　　rc.K = “管理”运行级别，单用户方式
　　rc.S = 系统初始化脚本
　　rc.4 = 运行级别 4（自动引导入所选择的 X 会话管理器）的 init 脚本
　　rc.6 = 重新引导或停止系统时由 init 执行的脚本
　　
　　目录中的其余 rc.* 文件用于启动诸如联网、内核模块、PCMCIA、Samba、Apache、Netatalk 和 GPM 的系统服务。如果想要使某个服务（如 Apache）完全不能在任何运行级别上使用，请使用 chmod 将文件的许可权从可执行更改成不可执行。除去该文件也可以到达相同效果，但我不推荐这种做法。也许在以后某个日子您会发现要重新启用服务，但却不知道怎样做。
　　
　　rc.inet1 脚本负责启动基本联网服务，如设置主机名（IP 和 DHCP）。rc.inet2 脚本负责启动所有其它 INET 服务，如 NFS、包转发、ssh 服务器和其它联网守护程序。
　　
　　所有 Slackware /etc/rc.d/rc.* 文件都是 Bash shell 脚本，都可以进行手工编辑。可是对于联网，您可能应该先尝试 netconfig 实用程序。虽然需要手工编辑 /etc/resolv.conf 来添加多个名称服务器，但是它也许能处理您想要执行的所有操作，而且它非常易于使用。
　　
　　如果您是 Linux 初学者并且要修改系统，那么也许应该确保您有引导软盘，并且应该复制您所有想要编辑的 rc.* 文件。如果拿不定主意，我通常会将文件保存为 rc.*.old，使它们变成不可执行文件。
　　
　　使用运行的系统
　　好，现在系统已经运行，然而您需要在单用户方式中执行一些操作 -- 该怎么做呢？本文的下一部分将说明如何在系统运行时更改运行级别，而不是通过重新引导来更改运行级别，而且还说明了为什么执行此操作以及何时执行。
　　
　　telinit 命令：在运行的系统上更改运行级别
　　telinit 命令可以用于更改运行级别。当以 root 身份执行 telinit S（或者想要更改的任意运行级别）时，它会更改运行级别，关闭前一个运行级别，然后启动下一个。
　　
　　某种程度上您正在重新引导系统的一部分。然而，关闭与重新启动服务的能力正是 Linux 最可爱的品质之一。想要更改机器的 IP 地址吗？没问题，只要进行一些更改，然后重新启动联网服务就行了。只要一切配置正确，备份和运行是如此迅速，很难分辩是否做过更改。在其它即使更改了桌面上的墙纸都必须重新引导的操作系统上，尝试一下执行此操作
　　
　　确实需要重新引导或彻底关闭 Linux 机器的唯一情况是如果正在添加或更改硬件，假设您正在使用不能热插拔的设备，或者已经中断且需要使机器脱机以修复损坏。与其它操作系统不同，对于那些不经过重新引导就无法解决问题的产品系统，我从来没有看到过重新引导解决了这些系统上的问题。我曾设法利用诸如 hdparm 的命令来挂起非生产性机器，我希望这种情况发生。
　　
　　假设您想要执行一些系统维护，而这些系统维护要求系统处于单用户方式。例如，使用 hdparm 调整硬盘。第一步是 su（切换）到 root 用户。
　　
　　然后执行 telinit 命令使系统进入单用户方式：
　　
　　telinit S -t 60
　　
　　自变量 "-t" 是可选的；它告诉 telinit 在真正切换到单用户方式之前等待 60 秒。然而，只要执行了该命令，登录到机器的任何人都会看到在控制台上出现一个警告，指出系统将切换运行级别或将在 60 秒内停机。
　　
　　到了 60 秒时，init 会关闭单用户方式中不使用的进程，并使系统进入单用户方式。然后，将提示您输入 root 用户密码以执行系统维护。
　　
　　系统进入单用户方式所使用的进程略有不同。缺省情况下，单用户方式要求 init 在控制台上调用 sulogin 命令，并要求在单用户方式中使用 root 登录。
　　
　　系统进入单用户方式后，应该会看到如下的消息：
　　
　　Give root password for system maintenance
　　(or type Control-D for normal startup):
　　
　　执行了维护之后，可以执行以下命令来使系统回到以前的运行级别：
　　
　　telinit 3
　　
　　此命令告诉系统重新进入多用户运行级别。在此命令中可以用 "2" 或 "4" 来代替 "3"。在 Slackware 系统上，运行级别 4 将使您进入使用 X 窗口显示管理器之一的多用户方式，因此您将直接登录到 X 窗口。
　　
　　如果在拥有串行电缆的串行上挂了 UPS，那么就可以让 UPS 在断电的情况下向系统发送一个信号。如果您的产品级系统有一个很大的文件系统，那么这是非常有用的。我曾看到过当没有彻底卸载 100GB RAID ext2 文件系统时（完成 fsck 需要大约 4 小时）发生了什么情况。另一方面，正确配置的 UPS 可以提醒系统断电情况，并向 telinit/init 发送 SIGPWR 信号，这会使 init 根据其配置情况将系统切换到单用户方式或者完全关闭系统。
　　
　　关机
　　好，由于一直使用计算机，您已经觉得疲倦了，并打算到 Big Blue Room 去放松一下。幸好，您已经知道了在结束时直接按电源开关是一大禁忌，但也许还不知道关闭系统的所有方法。
　　
　　在 Linux 中，可以使用“三指礼”重新引导系统：Ctrl+Alt+Del 键控顺序会向系统发送消息，通知它执行关机进程并重新启动。换句话说，除非告诉它不要那样做。
　　
　　如果要禁用该键控顺序，需要注释掉 inittab 中的一行代码：
　　
　　部分 Slackware inittab
　　
　　# Script to run when going multi user.
　　rc:2345:wait:/etc/rc.d/rc.M
　　
　　# What to do at the "Three Finger Salute".
　　#ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t5 -rf now
　　
　　Comment out the above line to disable Ctrl+Alt+Del hotkey.
　　
　　关机时会发生什么情况？调用 shutdown 命令可以逐步关闭系统。然而，shutdown 自身并不完成所有工作，它通知 init：应该进入运行级别 0、1 或 6。
　　
　　shutdown 命令还通知所有已登录到机器上的用户：机器将关闭。在此之后将锁住 login 命令，因此没有别的人可以再启动会话。
　　
　　要使用 shutdown 命令来关闭 Linux 系统，使用以下命令：
　　
　　关机
　　
　　shutdown -h now
　　
　　如果要给用户注销和保存文件的时间，请使用以下命令：
　　
　　shutdown -h -t 60
　　
　　shutdown 命令的 "-h" 开关告诉系统在停机后彻底关机。如果在内核中启用了 APM，那么它会替您关闭电源，否则此时可以放心地按下开关。
　　
　　"-t" 开关是到系统开始关机之前所需要的时间，以秒为单位。如果要放弃关机，那么使用此开关可以实现。要停止暂挂关机，输入：
　　
　　shutdown -c
　　
　　此命令将取消以前的所有 shutdown 命令。如果出于某些原因，您不想关闭系统，但却要向用户发送“系统即将关闭”的警告，那么应在 shutdown 中使用 "-k" 自变量。
　　
　　知道如何使用 telinit 和 init 可以在修改 Linux 系统派上用处。本文中，我们讨论了更改运行级别和有关 Slackware Linux 发行版的 init 脚本的基础知识。在各个发行版之间，目录结构和文件位置都各不相同，但在阅读了本文之后，您应该能够掌握系统的 init 脚本，即使您使用的不是 Slackware Linux。
　　

原文转自：http://www.ltesting.net