网站导航
> 技术文档 > Linux 系统启动与 GRUB2 核心操作指南

Linux 系统启动与 GRUB2 核心操作指南

网友: 技术文档 2025-07-30 21:43:19

Linux 系统启动与 GRUB2 核心操作指南

Linux 系统的启动过程是一个环环相扣的链条，从硬件自检到用户登录，每一步都依赖关键组件的协作。其中，GRUB2 引导器和systemd 进程是核心枢纽，而运行级别则决定了系统的启动状态。以下是系统启动流程、关键配置及故障处理的详细解析

一、Linux 系统启动全流程

系统启动从硬件通电到登录界面出现，可分为 8 个关键步骤，层层递进：

  1. 开机自检（POST）
    计算机通电后，BIOS/UEFI 会对 CPU、内存、硬盘等硬件进行检测，确保硬件正常工作。检测通过后，定位启动设备（如硬盘）
  2. MBR 引导
    从启动设备的MBR（主引导记录） 中读取引导程序 GRUB2（MBR 位于硬盘第一个扇区，仅 512 字节）。
  3. GRUB2 菜单加载
    GRUB2 读取配置文件/boot/grub2/grub.cfg，解析内容并显示引导菜单（如多系统选择、内核版本选择）
  4. 加载 Linux 内核
    用户选择内核后，GRUB2 将内核文件（如/boot/vmlinuz-xxx）和初始化内存盘（/boot/initramfs-xxx.img）载入内存
  5. 内核初始化
    内核接管系统控制权，完成内存分配、进程调度、驱动加载等基础环境搭建，为后续进程运行铺路
  6. 启动 systemd 进程
    内核初始化完成后，启动系统第一个进程systemd（进程号为 1），它是所有后续进程的父进程
  7. 设置运行级别
    systemd 读取/etc/systemd/system/default.target文件，确定系统默认运行级别，并启动对应级别的服务（如网络、图形界面）
  8. 进入登录界面
    所有服务启动完成后，系统弹出登录界面，等待用户输入账号密码
二、运行级别：系统状态的 “开关”

运行级别定义了系统启动后的状态，通过对应的 target 文件控制。传统的 0-6 级别与 systemd 的 target 对应关系如下：

运行级别 对应 target 描述 0 poweroff.target 关机 1 rescue.target 单用户模式（无网络，用于修复） 2 multi-user.target 多用户模式（无网络，较少使用） 3 multi-user.target 完全多用户模式（命令行界面，有网络） 4 （保留） 未定义，可自定义（保留） 5 graphical.target 图形化界面（含命令行功能） 6 reboot.target 重启

常用操作命令：

  • 查看当前默认运行级别：systemctl get-default
  • 设置默认运行级别（如命令行）：systemctl set-default multi-user.target
  • 临时切换到图形界面（不改变默认）：systemctl isolate graphical.target
三、GRUB2 引导器：启动的 “总开关”

GRUB2 是系统启动的关键引导程序，负责加载内核。以下是其核心配置与维护操作：

  1. 生成 GRUB2 配置文件
    当内核更新或引导菜单需要修改时，需重新生成grub.cfg：

    grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg # 推荐方式，直接写入配置文件# 或 grub2-mkconfig > /boot/grub2/grub.cfg

  2. GRUB2 加密：防止未授权修改
    为避免他人通过 GRUB2 菜单篡改系统（如破解密码），可对 GRUB2 加密：

    • 明文加密（简单但密码可见）：
      编辑/etc/grub.d/00_header，添加：

      cat << EOFset superusers=\"zhangsan\" # 定义管理员用户password zhangsan 123456 # 用户名+密码（明文）EOF

      生成配置：grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

    • 密文加密（更安全）：
      先生成密文密码：

      grub2-mkpasswd-pbkdf2 # 输入密码后，复制输出的密文（不含空格）

      编辑/etc/grub.d/00_header，添加：

      cat << EOFset superusers=\"tom\" # 管理员用户password_pbkdf2 tom 复制的密文 # 密文密码EOF

      生成配置：grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

四、应急处理：破解 root 密码与修复 GRUB2

系统故障时，需掌握关键修复技巧：

  1. 破解 root 密码（忘记密码时）：

    1. 重启系统，在 GRUB2 菜单按e进入编辑模式；

    2. 找到内核行（以linux16或linux开头），末尾添加rd.break，按Ctrl+X启动；

    3. 进入伪系统，重新挂载根目录为读写模式：

      mount -o remount,rw /sysroot

    4. 切换到真实系统环境：chroot /sysroot；

    5. 修改 root 密码：

      passwd root # 手动输入新密码# 或 echo \"新密码\" | passwd --stdin root # 非交互式设置

    6. 修复 SELinux 标签（避免权限问题）：touch /.autorelabel；

    7. 退出并重启：exit（两次，第一次退出 chroot，第二次重启系统）

  2. 修复 GRUB2 引导器（误删 GRUB2 目录时）：

    1. 重新安装 GRUB2 到硬盘（以/dev/sda为例）：

      grub2-install /dev/sda

    2. 生成配置文件恢复菜单：

      grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

  3. 修复 /boot 目录（内核文件丢失时）：

    1. 进入救援模式（从安装盘启动，选择 “Rescue a Linux system”）；

    2. 挂载系统根目录到/mnt/sysroot，并切换到该环境：chroot /mnt/sysroot；

    3. 挂载安装光盘（提供内核包）：mount /dev/cdrom /mnt；

    4. 重新安装内核（需替换为实际内核版本）：

      rpm -ivh /mnt/Packages/kernel-3.10.0-xxx.rpm --force

    5. 恢复 GRUB2（同上述 “修复 GRUB2” 步骤）；

    6. 退出并重启：exit（两次）

总结：启动流程与核心操作要点

Linux 启动的核心逻辑是 “硬件自检→引导程序→内核→初始化进程→服务启动”，其中GRUB2和systemd是两大关键组件。掌握运行级别的切换、GRUB2 的配置与加密、以及应急修复（如破解密码、恢复引导器），能有效应对系统启动故障。记住：配置修改后及时生成 GRUB2 配置文件，是避免引导失败的关键习惯

网络标签：

相关问题