[Linux 入门] Linux 引导过程、系统管理与故障处理全解析
目录
一、Linux 引导过程：系统启动的 “五步曲”
1️⃣开机自检（BIOS）
2️⃣MBR 引导
3️⃣GRUB 菜单
4️⃣ 加载内核（kernel）
5️⃣init 进程初始化
二、系统备份：给你的 Linux 上一份 “保险”
1️⃣备份的基本概念
2️⃣常用备份工具及步骤
（1）tar 命令：文件级备份（适合初学者）
（2）Clonezilla：磁盘镜像备份（适合完整克隆）
（3）Timeshift：系统快照备份（适合恢复系统设置）
（4）Deja Dup：用户数据备份（专注个人文件）
三、root 用户密码遗忘？这样轻松找回
四、Linux 服务控制：用 systemd 管理系统进程
1️⃣ systemd 基本概念
2️⃣ 常用systemctl命令
五、运行级别：切换系统的 “工作模式”
1️⃣7 种运行级别及对应功能
2️⃣ systemd 中的 target（现代 Linux 用这个）
3️⃣ 查看和切换运行级别
六、常见故障修复：MBR 和 GRUB 引导故障
1️⃣MBR 故障（主引导记录损坏）
2️⃣GRUB 引导故障
一、Linux 引导过程：系统启动的 “五步曲”
Linux 系统从开机到用户登录，背后经历了一系列精密的初始化操作，整个过程可分为 5 个关键步骤，环环相扣确保系统正常启动。
1️⃣开机自检（BIOS）
电脑开机后，首先由主板上的 BIOS（基本输入输出系统）对硬件进行 “体检”，包括 CPU、内存、显卡、键盘等设备是否正常。检测通过后，BIOS 会按照预设的启动顺序（如硬盘、光驱、U 盘等），将系统控制权交给第一个能引导系统的设备（通常是本机硬盘）。
2️⃣MBR 引导
当从硬盘启动时，系统会读取硬盘第一个扇区的 MBR（主引导记录）。MBR 的作用是将控制权传递给包含操作系统引导文件的分区，或直接调用启动菜单（如 GRUB）。简单来说，MBR 就像 “指路牌”，告诉系统去哪里找操作系统的引导程序。
3️⃣GRUB 菜单
GRUB（统一启动加载器）是 Linux 中最常用的多系统引导工具。当控制权交给 GRUB 后，会显示启动菜单（比如多系统用户可以选择进入 Linux 或 Windows），用户选择后，GRUB 会加载对应的 Linux 内核文件，并将控制权交给内核。
对于 CentOS 7 等系统，默认使用 GRUB2，它支持更灵活的配置和多系统引导。
4️⃣ 加载内核（kernel）
内核是 Linux 系统的 “核心”，负责管理硬件资源（如 CPU、内存、硬盘）和调度进程。GRUB 加载内核后，内核会初始化硬件驱动，并准备好运行环境。此时，系统的核心功能已基本启动。
5️⃣init 进程初始化
内核加载完成后，会启动第一个进程 ——/sbin/init，它的 PID（进程编号）永远是 1，被称为 “所有进程的始祖”。init 进程会完成一系列系统初始化工作（如加载服务、启动终端），最终等待用户登录。
简单来说，init 进程就像 “总管”，负责启动和管理系统中所有其他进程，维持系统的正常运行。
二、系统备份：给你的 Linux 上一份 “保险”
系统故障、病毒攻击或误操作都可能导致数据丢失，定期备份是保障系统安全的关键。Linux 提供了多种备份方式，适合不同场景。
1️⃣备份的基本概念
-
备份类型：
- 系统备份：备份整个操作系统（含系统文件、驱动等），用于系统崩溃后快速恢复；
- 数据备份：仅备份用户数据（如文档、图片），防止个人文件丢失。
-
备份方式：
- 完整备份：备份所有数据，占用空间大但恢复简单；
- 增量备份：仅备份上次备份后变化的数据，节省空间；
- 差异备份：备份上次完整备份后变化的数据，兼顾效率和恢复速度。
-
建议：每周至少一次完整系统备份，用户数据根据重要性每日 / 每周备份。
2️⃣常用备份工具及步骤
（1）tar 命令：文件级备份（适合初学者）
通过 tar 命令可以打包整个根文件系统（排除临时目录等无关文件），步骤如下：
- 插入外部存储设备（如 U 盘），用
lsblk命令查看设备名称（如/dev/sdb1）； - 挂载设备：
sudo mount /dev/sdb1 /mnt； - 创建备份目录：
mkdir /mnt/backup； - 执行备份命令：
bash
（sudo tar -cvpzf /mnt/backup/ubuntu_backup_$(date +%F).tar.gz \ --exclude=/mnt --exclude=/proc --exclude=/sys ... /--exclude用于排除无需备份的目录）。
（2）Clonezilla：磁盘镜像备份（适合完整克隆）
Clonezilla 是专业的磁盘克隆工具，可精确备份整个磁盘，步骤如下：
- 下载 Clonezilla 镜像，制作启动 U 盘；
- 从 U 盘启动，选择 “disk-to-image” 模式（磁盘转镜像）；
- 选择源磁盘（要备份的磁盘）和目标位置（如外部硬盘），跟随向导完成克隆。
（3）Timeshift：系统快照备份（适合恢复系统设置）
Timeshift 可备份系统设置、已安装软件，适合快速回滚到之前的状态：
- 安装：
sudo apt update && sudo apt install timeshift； - 首次使用时配置备份类型（推荐 RSYNC）、目标位置（如外部硬盘）和备份频率；
- 手动备份：
sudo timeshift --create。
（4）Deja Dup：用户数据备份（专注个人文件）
如果只需要备份文档、图片等，Deja Dup 更简单：
- 安装：
sudo apt install deja-dup； - 打开工具，设置备份位置（本地磁盘或云存储）；
- 点击 “立即备份” 即可。
三、root 用户密码遗忘？这样轻松找回
root 是 Linux 的超级用户，若遗忘密码，可通过急救模式重置，步骤如下：
- 开机时按
Shift键进入 GRUB 启动菜单； - 选择 “Advanced options for Ubuntu”（高级选项）；
- 进入恢复菜单后，选择 “root”（进入 root 命令行）；
- 系统提示是否以读写模式挂载文件系统，选择 “Yes”；
- 输入
passwd命令，按提示输入两次新密码（输入时不显示，输完回车即可）； - 密码重置成功后，输入
reboot重启系统，用新密码登录即可。
四、Linux 服务控制：用 systemd 管理系统进程
服务是后台运行的程序（如 Web 服务、数据库服务），systemd 是 Linux 主流的服务管理器，通过systemctl命令可轻松控制服务。
1️⃣ systemd 基本概念
systemd 以 “单元（Unit）” 为管理对象，常见单元类型包括：
.service：系统服务（如httpd.service是 Web 服务）；.target：一组单元的集合（类似 “运行模式”）；.socket：进程间通信的套接字等。
2️⃣ 常用systemctl命令
| 功能 | 命令 |
|---|---|
| 启动服务 | sudo systemctl start 服务名.service |
| 停止服务 | sudo systemctl stop 服务名.service |
| 重启服务 | sudo systemctl restart 服务名.service（适合更新配置后） |
| 重载配置（不重启） | sudo systemctl reload 服务名.service（如 httpd 服务更新配置） |
| 查看服务状态 | systemctl status 服务名.service（显示是否运行、日志等） |
| 设置开机自启动 | sudo systemctl enable 服务名.service |
| 取消开机自启动 | sudo systemctl disable 服务名.service |
示例：重启网络服务：sudo systemctl restart network.service。
五、运行级别：切换系统的 “工作模式”
运行级别（Runlevel）定义了系统的启动状态（如文本模式、图形模式），不同场景需切换不同级别。
1️⃣7 种运行级别及对应功能
Linux 有 7 种运行级别，每种对应特定场景：
- 0：关机（关闭系统）；
- 1：单用户模式（用于系统维护，无需密码）；
- 2：多用户模式（无图形界面）；
- 3：完全多用户模式（文本界面，服务器常用）；
- 4：保留（用户可自定义）；
- 5：图形界面模式（桌面用户常用）；
- 6：重启（重启系统）。
2️⃣ systemd 中的 target（现代 Linux 用这个）
新系统用 “target” 替代传统运行级别，对应关系如下：
| 运行级别 | target 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | poweroff.target | 关机 |
| 1 | rescue.target | 单用户维护模式 |
| 3 | multi-user.target | 文本界面多用户模式 |
| 5 | graphical.target | 图形界面模式 |
| 6 | reboot.target | 重启 |
示例：服务器通常运行在multi-user.target（文本模式），节省资源。
3️⃣ 查看和切换运行级别
- 查看当前级别：
runlevel（显示上次和当前级别）或systemctl get-default（显示默认 target）； - 临时切换：
切换到文本模式：sudo systemctl isolate multi-user.target或init 3；
切换到图形模式：sudo systemctl isolate graphical.target或init 5； - 关机 / 重启：
sudo systemctl poweroff（关机）或sudo systemctl reboot（重启）。
六、常见故障修复：MBR 和 GRUB 引导故障
1️⃣MBR 故障（主引导记录损坏）
- 原因：病毒攻击、分区误操作；
- 现象：启动中断，提示 “找不到引导程序”；
- 解决：用安装光盘进入急救模式，从备份恢复 MBR（提前备份是关键）。
2️⃣GRUB 引导故障
- 原因：GRUB 程序损坏或配置文件丢失；
- 现象：启动停滞，显示 “grub>” 提示符；
- 解决：进入急救模式，重建 GRUB 配置（
update-grub）或重写 MBR 中的 GRUB 程序（grub-install /dev/sda）。