3.3 开机与关机
3.3.1 Linux的启动流程分析
为了能够比较容易地发现Linux启动中出错的原因和解决方法，我们应该对开机的整个过程有所了解。RHEL同时提供LILO与GRUB这两个Boot Loader（引导装载程序，Linux 开机时载入的程序），尽管它们的启动过程存在稍许差异，但是它们的原理相同。Linux 系统启动的过程如图3-18所示。
内核被加载之后，将会执行一系列程序和脚本文件，而内核第一个调用的程序就是“/sbin/init”，它是Linux系统的第一个进程，称为1号进程。init进程会加载配置文件“/etc/inittab”，并根据其中的配置信息来确定系统进入指定的运行级别（run-level）。在文件“/etc/inittab”中有如图3-19所示的一段注释信息，说明了Linux各个运行级别的功能。
图3-18 Linux系统启动的过程图
图3-19 运行级别0～6
目前可以使用的运行级别的编号是0~6，其中，较常使用的是多用户多任务的情况，即级别3与5，分别对应文本界面与图形界面的登录（要运行级别5，请先确定X-windows没有问题），而级别3更多用于作为服务器使用的主机。通常我们把开机默认的运行级别设置为3或者5，而绝不能设置为0或者6，否则系统会直接关机或者一直不断地重启。
显示当前运行级别的命令如下：
# runlevel
init命令用来改变系统当前的运行级别，使用数字0~6作为命令参数。例如：
# init 0 // 关机 # init 6 // 重新启动 # init 5 // 进入5号运行级别
什么是“单用户模式（run-level为1）”呢？Windows开机时可以选择运行在“安全模式”、“正常开机”或“MS-DOS模式”等的状态，由于“安全模式”不加载一些复杂的模块，因此可以保证开机成功。而Linux的单用户模式也是以最简状态运行的，它可防止多用户同时访问进程，当服务器无法正常启动时，仍能允许root进入此模式对系统进行维护，特别是对磁盘的维护。
进入login界面并输入正确的账户和密码成功登录后，Linux系统就算是启动完毕了。值得注意的是，由于在第5步时就已加载了默认的系统服务，因此，即使在未登录Linux系统的情况下，该主机已经能够正常地对外提供服务了。
3.3.2 配置文件/etc/inittab
配置文件“/etc/inittab”可以在系统启动过程中为init进程提供必要的设置信息。该文件中每个有效行有4个字段，格式如图3-20所示。
图3-20 inittab文件的格式
1.设置默认的运行级别
前面提到登录主机的方式最少有6种，常用的是run-level 3的文本界面模式与run-level 5的图形界面模式。如果在安装的过程中选择了文本界面登录，之后却想以图形界面登录，办法很简单，就是直接修改配置文件“/etc/inittab”，将“id:3:initdefault:”一行中的第二个字段值设为5，在下次的登录时就变成图形界面了。同理，要由图形界面改变为文字界面登录，只要将这一行改为3即可，如图3-21所示。
图3-21 设置默认的运行级别
2.设置支持的文本界面终端
RHEL5提供了6个文本界面的终端和一个图形界面的登录点。可以按下Alt+Fn（n为0～6）键来切换不同的文本界面终端（在图形界面下使用Ctrl+Alt+Fn键）。至于图形界面终端则仅使用Ctrl+Alt+F7键来切换。
然而，开放的终端个数并非越多越好。如果目前只需要三个文本界面的终端，只需要如图3-22所示，将最后三行删除。同样地，要打开更多终端只需要添加相应的行即可。
图3-22 设置支持的文本界面终端
将文件保存然后重新开机之后，主机的F4、F5、F6功能键将无法实现终端的切换了。
需要注意的是，图形界面终端只有一个，当使用图形界面登录时，将直接进入这个终端。在tty1使用命令startx启动X-Windows后，也会自动地从tty1切换到图形界面终端。此时，若X-windows出现故障，可以直接按下Ctrl+Alt+F1组合键回到tty1，然后删除该X-Windows程序就可以关闭X-Windows了。
3.3.3 设置GRUB选项
GRUB是RHEL 5默认的Boot Loader程序。GRUB可以实现包括操作系统选单、设置密码、指向系统内核等的功能，此外，它允许用户编辑与修改开机设置项目，类似于bash的命令模式；它还可以自动“动态寻找配置文件”，即依据“/boot/grub/grub.conf”的设置改变其设置。因此，修改设置只要修改文件“/boot/grub/grub.conf”即可。
1.配置文件/boot/grub/grub.conf
GRUB的配置文件是“/boot/grub/grub.conf”，它还有一个链接文件“/etc/grub.conf”，其内容如图3-23所示。
图3-23 GRUB的配置文件
如果有兴趣的话，建议使用命令“info grub”详细地查看该文件的所有功能，下面仅列出一些常用的功能与设置。
（1）关于硬盘的代号。
GRUB中的硬盘代号与Linux自身使用的硬盘设备名不一样，类似如下的形式：
(hd0,0)
头部的字母“hd”代表IDE的硬盘，数字“0,0”中第一个0代表第一个IDE的master，第二个0代表第一个partition，因此该设备其实就是hda1。表3-2说明了两种名字的对应关系。
表3-2 硬盘代号的表示
（2）default与title的编号。
这里需要说明default开机文件的计算方法。例如，有4个开机配置文件，它们在GRUB配置文件中的title依次为：rh9、rhel5、win7、win2008，那么开机时，GRUB就会打印如下的操作系统选单：
rh9 rhel5 win7 win2008
其中，rh9编号为0，依次类推，win2008的编号就是3。修改文件“/boot/grub/grub.conf”就可以调整开机时的选单顺序。
注意：default指向默认的系统，它的值应该跟着改变。
（3）设置title的内容。
如果是一般的硬盘环境，我们仅需要如下两行就可以设置好title的内容了：
root 开机根目录所在的磁盘代号 kernel 开机文件相对于开机根目录的完整文件名 文件读写权限 root=所在磁盘的设备文件名
例如：
root (hd0,0) kernel /vmlinuz-2.6.18-53.el5 ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00
所以，开机完毕之后，请记住你的 kernel文件名称（完整文件名）与开机的根目录所在的磁盘代号，以便于日后手工设置title项目。
2.开机手工设置选项
事实上，每次修改完“/boot/grub/grub.conf”即已完成了GRUB的设置。如果设置错误，导致系统无法启动，则应从硬盘或者CD启动进入GRUB界面，根据界面下方的基本提示信息，可以输入“c”来选择“进入命令列模式”，或者选择“e”进入“编辑”界面，然后选择kernel或者root这两项内容进行编辑即可。
当看到提示符“GRUB>”之后，就可以修改或者是自定义一些项目了。这些设置并不会主动覆盖“/boot/grub/grub.conf”的设置，而是仅对本次登录有效。例如，当知道了root与kernel的正确信息之后，就可以输入“c”然后输入下面如图3-24所示的字符。
图3-24 开机手工设置GRUB选项
修改完成后，使用boot命令就可以进入特定的操作系统了。
3.GRUB加密
对于多人共享的主机，应该为启动过程中涉及的程序——BIOS或者引导程序——设置密码，以防止物理性地使用光盘或软盘引导，绕过系统正常启动来获取数据或破坏计算机。
GRUB是Linux默认的多系统引导程序。如果在计算机上安装了多个操作系统，就可以用GRUB来选择用哪个操作系统启动。在默认情况下，无须输入密码就可进入GRUB，如果普通用户利用这一点进入单用户模式，就能轻而易举地执行一些危险的操作。例如，修改shadow文件，将root的密码字段删除，导致以后不需要输入密码就能直接以root的身份进入系统，为系统安全埋下了隐患。通常的解决办法是为GRUB设置密码并且用MD5加密。
（1）首先使用grub自己的MD5加密工具，如图3-25所示。
图3-25 生成MD5加密后的密码
（2）编辑grub的配置文件“/etc/grub.conf”，在文件中添加如图3-26所示的一行语句，把GRUB的密码设置成上一步所生成的密码。
图3-26 在/etc/grub.conf中设置GRUB密码
（3）修改好配置文件后保存退出，然后重启系统。以后必须输入正确的GRUB密码才允许编辑启动菜单，进入单用户模式。
3.3.4 正确的关机方式
我们已大致了解了开机的方法，以及一些基本命令的操作，那么如何关机呢？实际上，关机是按照如下4个步骤进行的：
（1）同步RAM中的数据到硬盘上。
（2）关闭服务。
（3）卸载目录和分区。
（4）关闭根进程并且关闭电源。
在关闭类似DOS的单用户系统或者类似Windows的单用户假多任务系统时，关机对其他用户不产生影响，因此我们可以通过直接按下电源开关来实现。关机的操作听起来非常简单，但是服务器经常会由于关机方式不正当而造成数据无法同步，重要文件丢失，甚至系统崩溃。做为技术员，一定要重视这个细节。
我们知道，Linux是一套真正的多用户多任务的操作系统，我们在工作时，看不见后台其实运行着许多用户的大量进程（服务），如邮件程序、浏览器程序、FTP服务等。如果直接按下电源开关来关机，将使当时在线工作的其他用户立刻断线，导致一些有用的数据当即丢失，更严重的是，不正常关机很容易伤害到硬盘及数据传输的动作，造成文件系统的毁坏，某些服务不能正常使用。因此，在Linux下关机是一件很严肃的事情，必须讲究规范。正常情况下，要关机时需要注意下面几件事：
（1）观察系统当前的使用状态。
使用命令w可以查看当在线的用户；使用命令“netstat -a”可以了解网络的连接状态；使用命令“ps -aux”可以看到后台运行的进程。以上命令的执行结果可以帮助我们判断是否可以关机。
（2）通知在线用户关机的时间。
在关机前通知在线的用户，建议为他们预留一段时间以便结束工作。
（3）使用正确的关机命令。
下面就来介绍几个和关机有关的命令及其用法。
1.将数据同步写入硬盘中：sync
Linux系统为了加快数据的读写速度，默认某些数据不会直接被写入硬盘，而是先暂存在内存中，这也造成了在重新启动后这些数据更新不正常的情况。当然，不正常关机导致数据来不及写入硬盘，也可能出现同样的情况。此时就需要使用sync命令来手工同步数据，把RAM中尚未被更新的数据写入硬盘中，然后再关机就比较稳当了。命令的形式很简单，如图3-27所示。注意，该命令只有root可以执行。
图3-27 使用sync命令同步数据
例如，在关机之前使用sync命令将数据回存到硬盘上，命令如下：
# sync; sync; sync; reboot
sync命令一般执行3次就足够了。由于写数据需要一点时间，建议稍等片刻再关机。
2.“shutdown”命令
最常使用的关机命令是shutdown，只允许root执行。该命令会通知系统运行的各个进程，并将通知系统中的run-level内的一些服务来关闭它们。shutdown可以实现如下功能。
◇ 自由选择关机模式：可以选择关机或者重新启动。
◇ 设置关机时间：可以设置成现在立刻关机，也可以设置某一个特定的时间才关机。
◇ 自定义关机信息：在关机之前，可以将自己设置的警告信息传送给在线用户。
◇ 仅发出警告信息：有时需要进行一些测试，或者是提醒用户在某时间段注意一下。
◇ 选择是否要fsck 检查文件系统。
shutdown命令的语法规则为：
# shutdown [-akrhHPfnc] [-t secs] time [warning message]
主要选项及参数说明：
◇ -a 使用文件“/etc/shutdown.allow”，允许其中的用户执行shutdown命令。
◇ -k 不是真的关机，仅发出警告信息。
◇ -r 将系统服务停止之后重新开机。
◇ -h 将系统服务停止之后立即关机。
◇ -f 系统重新启动之后，强制略过 fsck 的磁盘检查。
◇ -F 系统重新启动之后，强制进行 fsck 的磁盘检查。
◇ -n 不经过 init进程，直接以 shutdown 的功能来关机。
◇ -c 取消正在运行的shutdown进程。
◇ -t secs -t 后面加秒数，表示在发出警告后延迟几秒再关机。
◇ time 可以表示为绝对时间（形如“hh:mm”），也可以表示为相对时间（形如“+mins”，表示多少分钟之后），或者表示立刻（now，相当于time为0的状态）。该参数是必要的。
实例：
# shutdown -h +15 'shutdown in 15 mins'// 过15分钟后自动关机并显示警告信息 # shutdown -h now // 立刻关机 # shutdown -h 20:25 // 系统将在最近的20:25关机 # shutdown -r now // 立刻重新启动 # shutdown -r +30 'The system will reboot' // 过30分钟重新启动，并显示警告信息 # shutdown -k now 'This system will reboot' // 仅对在线用户发出警告信息
对在线的用户发出信息，我们通常使用两种交互工具：wall和write。
◇ wall：向所有在线用户广播信息。命令的用法是：
# wall 信息
或者先把要广播的信息写入一个文件，然后输入：
wall < 文件名
◇ write：向系统中某个用户发送信息。该命令的一般格式为：
# write 用户账号 [终端名称]
使用w命令可以观察到当前用户正在使用的终端名称，如pts/1、pts/2、tty1等。
例如：张三以root账户在终端pts/1登录；李四以tom账户在终端pts/2登录。李四想发送一消息给pts/1上的root用户，则输入：
# write root pts/1
此时系统进入发送信息状态，输入想要发给root的信息，按下Enter键后立即发出去。之后还能继续发送消息，直到按Ctrl+c组合键即可退出发送状态。
3.其他命令重新开机
（1）reboot命令和init 6命令：可以实现立即重新启动，与shutdown -r now命令的功能相同。但init 6命令没有同步数据的操作，在使用中会有警告信息，因此不建议在服务器上使用这个命令，很容易出问题。
（2）poweroff命令和init 0命令：可以实现立即关机，与shutdown -h now命令的功能相同。但init 0命令不建议使用。
（3）halt命令：用来停止所有的系统服务，但不会自动关机，如果加上选项“-p”，就能实现与poweroff命令相同的功能。