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[1]认识Linux(三)——引导流程

     LINUX是自由开源软件,在LINUX里一切都是文件,不管是命令,操作等等都是以文件形式保存,这篇博客来记录LINUX启动时的引导流程是通过哪写文件来完成的.

     使用的LINUX版本是CentOS5,CentOS和Ubuntu都是自己联系使用时的较理想版本.

     下面以CentOS5.5版本为例,介绍LINUX的引导流程,具体流程如下:

    下面详细介绍每一步:

 

    1）第一步firmware固件自检，主要是进行CMOS/BIOS对硬件进行POST加电自检，在物理层次上对硬件进行检测是否正常。例如检查硬盘是否插好等。

    2）第二步读取硬盘中MBR的BootLoader，自启动程序，Linux下常用的自启动程序是GRUB。这一步主要的功能是载入内核。内核存放在/boot目录下

   3）第三步就是载入的内核Kernel的过程，

        主要功能是：1、驱动硬件，Kernel中含有大量驱动程序。2、启动init进程。

    4）init进程，主要是读取/etc/inittab文件，执行缺省运行级别，从而继续引导。需要注意的是init京城的PID恒为1，是所有进程的父进程,而init进程的负景程是0,为内核调度器Kernel scheduler。

    5）/etc/inittab 定义了初始化的操作。 

               inittab文件内容:

      

    命令主要格式是：id: runlevels : action : process

    其中，如上图红框中所示

    1、run-levels运行级别有7个，0—6分别如下：

   0 —— halt 关机

   1 —— Single user mode 单用户模式

   2 —— Multiuser，withoutNFS 多用户模式但不带网络（text模式）

   3 —— Full multiuser mode 完整功能的多用户模式（text模式）

   4 —— unused 预留

   5 —— X11 图形化多用户模式

   6 —— reboot 重启

可以根据这7个运行级别来进行切换

命令为：查看当前运行级别 #runlevel、 切换运行级别 #init[0 |1 |2 |3 |4 |5 |6]

     2、而acion中也有几个比较重要的取值：

   1 initdefault：指定系统缺省启动的运行级别,如上图中标出,通常用于修复，比如我们要进入单用户模式，则可以将其设置为1,不可将默认设置为0或6,否则无法启动.

 

   2sysinit：系统启动执行process中指定的命令

        由inittab文件内容可以看出，没有设置运行级别,即为无论是哪个运行级别，都会执行/etc/rc.d/rc.sysinit

   6）initdefault,如第五步所说到的，主要是读取/etc/inittab中的信息，判断缺省的运行级别是什么。

    7）/etc/rc.d/rc.sysinit

    在inittab文件中运行到第21行,变是启动这个脚本。完成系统服务程序的启动，如系统环境变量的设置、设置系统时钟、加载字体、检查加载文件系统、生成系统启动信息日志文件等。由于是基础服务，因为其run-level设置为空：：即任何级别，action设置为sysinit。即该脚本在任何运行级别下都要启动，以完成基础服务的启动

   8）基础服务启动后，会执行/etc/rc.d/rc这个脚本

[2]Zimbra服务无法正常启动

1. 问题描述

1) zimbra服务状态：

 zimbra@mail:~$ zmcontrol status
 Host mail.example.com
       antispam                Running
       antivirus               Running
       ldap                    Running
       logger                  Running
       mailbox                 Stopped
               zmmailboxdctl is not running.
       mta                     Running
       snmp                    Running
       spell                   Running
       stats                   Running
       zmconfigd               Running
 zimbra@mail:~$

2) zimbra的/var/log/mail.log日志信息如下：

 Mar  7 20:12:20 mail zimbramon[10875]: 10875:info: Starting snmp via zmcontrol
 Mar  7 20:12:20 mail zimbramon[10875]: 10875:info: Starting spell via zmcontrol
 Mar  7 20:12:20 mail zimbramon[10875]: 10875:info: Starting mta via zmcontrol
 Mar  7 20:12:21 mail postfix/postfix-script[12799]: warning: not owned by root: /opt/zimbra/postfix-2.7.7.3z/conf/main.cf
 Mar  7 20:12:21 mail postfix/postfix-script[12800]: warning: not owned by root: /opt/zimbra/postfix-2.7.7.3z/conf/master.cf
 Mar  7 20:12:21 mail postfix/postfix-script[12801]: warning: not owned by root: /opt/zimbra/postfix-2.7.7.3z/conf/master.cf.in
 Mar  7 20:12:21 mail postfix/postfix-script[12817]: starting the Postfix mail system
 Mar  7 20:12:21 mail postfix/master[12818]: daemon started -- version 2.7.7, configuration /opt/zimbra/postfix-2.7.7.3z/conf
 Mar  7 20:12:21 mail saslauthd[12826]: detach_tty      : master pid is: 12826
 Mar  7 20:12:21 mail saslauthd[12826]: ipc_init        : listening on socket: /opt/zimbra/cyrus-sasl-2.1.23.3z/state/mux
 Mar  7 20:12:21 mail zimbramon[10875]: 10875:info: Starting stats via zmcontrol
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13978]: status requested
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13978]: stale pid 12479 found in /opt/zimbra/log/zmmailboxd_manager.pid: No such process
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13978]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13978]: file /opt/zimbra/log/zmmailboxd.pid does not exist
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13978]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13978]: no manager process is running
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13986]: status requested
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13986]: stale pid 12479 found in /opt/zimbra/log/zmmailboxd_manager.pid: No such process
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13986]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13986]: file /opt/zimbra/log/zmmailboxd.pid does not exist
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13986]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:12:37 mail zmmailboxdmgr[13986]: no manager process is running
 Mar  7 20:12:38 mail zmmailboxdmgr[14215]: status requested
 Mar  7 20:12:38 mail zmmailboxdmgr[14215]: stale pid 12479 found in /opt/zimbra/log/zmmailboxd_manager.pid: No such process  
 Mar  7 20:12:38 mail zmmailboxdmgr[14215]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:12:38 mail zmmailboxdmgr[14215]: file /opt/zimbra/log/zmmailboxd.pid does not exist
 Mar  7 20:12:38 mail zmmailboxdmgr[14215]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:12:38 mail zmmailboxdmgr[14215]: no manager process is running
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14460]: status requested
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14460]: stale pid 12479 found in /opt/zimbra/log/zmmailboxd_manager.pid: No such process
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14460]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14460]: file /opt/zimbra/log/zmmailboxd.pid does not exist
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14460]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14460]: no manager process is running
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14468]: status requested
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14468]: stale pid 12479 found in /opt/zimbra/log/zmmailboxd_manager.pid: No such process
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14468]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14468]: file /opt/zimbra/log/zmmailboxd.pid does not exist
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14468]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:13:39 mail zmmailboxdmgr[14468]: no manager process is running
 Mar  7 20:14:04 mail zmmailboxdmgr[14923]: status requested
 Mar  7 20:14:04 mail zmmailboxdmgr[14923]: stale pid 12479 found in /opt/zimbra/log/zmmailboxd_manager.pid: No such process
 Mar  7 20:14:04 mail zmmailboxdmgr[14923]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:14:04 mail zmmailboxdmgr[14923]: file /opt/zimbra/log/zmmailboxd.pid does not exist
 Mar  7 20:14:04 mail zmmailboxdmgr[14923]: assuming no other instance is running
 Mar  7 20:14:04 mail zmmailboxdmgr[14923]: no manager process is running

2.解决方法

 1) As root - # mv /opt/zimbra/mailboxd/etc/keystore /root/keystore.old
 2) As root - # /opt/zimbra/bin/zmcertmgr deploycrt self
 3) As root - /opt/zimbra/libexec/zmfixperms --verbose --extended
 4) Login as the zimbra and restart all of zimbra
 修复后的zimbra服务状态如下：
 

 zimbra服务启动后，若还不能正常访问，出现如下图所示现象：
 
 需要更新文件/opt/zimbra/conf/localconfig.xml中zimbra的UIDs，然后重新执行上述步骤进行修复就可以了
 注：zimbra的UID可以在 /etc/passwd文件查询

[3]又一个Linux的双向stateless NAT

如果看一下iproute2的help，就会发现在route section中有一个nat action，其中via的参数给出了转换的地址。具体的配置就不说了，只提出两点，第一，iproute2的stateless nat需要policy routing的参与，第二，它在2.6内核中被去除了；具体信息可以参见文档。在2.6内核中，内核协议栈将一切的扩展都留给了Netfilter来实现，自己只实现标准的最小集。
       为什么要提到2.4内核的nat route呢？既然已经被扫除了，既然在Netfilter中实现NAT具有哲学意义，既然我自己也基于Netfilter实现了一个双向的stateless nat，那旧事重提又有什么意义呢？我对老婆说，我说出的任何话，做出的任何事，背后都有一套可以自圆其说的理论，不管它多么荒谬，但是可以自圆！因此我现在又想实现一个stateless nat时，也需要一个理论支撑，就是：将NAT塞入路由表中是合理的，因为NAT受影响的就是路由(不管是本地路由还是远程的路由)，直接在路由中做掉会更好。由于PRE/POST-ROUTING的中间点就是路由，何不把NAT统一合并在路由中来呢？虽然这不太符合Netfilter的哲学，然而对于实用主义来说，这太好不过了！2.4内核实现的nat route之所以不好，除了哲学原因之外还有代码的原因，那段实现代码太乱了！
       如果按照上述的思路来实现nat route，根本不用policy routing，不需要配置ip rule，不需要配置两条规则，它的流程图如下，代码也比较好修改：

可以看出，这个实现使用了递归路由查询这个Linux根本就没有实现的东西。因此需要修改路由插入的部分代码，而我使用了几个flag来识别该条路由是做NAT用的，由于是stateless的双向NAT，因此当你插入一条NAT路由的时候，另外一个方向的就必须自动生成，比如你插入了一条以下的路由：
ip route add dnat x via y
指示所有的目标是x的都要转换成y，那么以下的路由必须自动生成：
ip route add snat y via x
指示所有源地址为y的都要转换为x。当然以下的这一条不应该手工配置，应该用auto标号指名它是自动生成的。
       以上的需要说明是snat，原则上snat是在路由之后进行的，否则可能会做无用功，那流程图为何在路由前snat呢？这是为了最小化查询，否则也会做很多无用的查询，将要对所有的数据包都进行是否需要snat的查询，这里用到的一个技巧就是路由查询是基于最长前缀匹配的，如果有需要snat的，那么肯定会有一条明细的32位前缀的snat路由，如果没有，那就说明没有需要snat的。当然上面的流程图还可以优化，因为我们认识到，由于是双向的nat，那么只要有一个dnat，就会有一个snat，反过来也一样，都是成对出现的，基于这点是否能做点优化呢？
       提到了递归查询，不得不多说一点，既然已经引入了SNAT，DNAT标志，那么能否再引入一个Recursion标志用于指示常规的递归路由呢？我觉得是可以的，这样实现的递归路由更加简单了，一切都在插入时决定，由于NAT是递归的一种，那么可以如下定义：
#define RTN_RECU  RTN_SNAT|RTN_DNAT|RTN_XXX
递归路由的插入算法流程如下：
 
2.4内核还在的nat route如今不在了，想实现一个还要重新编译内核，不过还好，还是实现了！这种nat route不需要Netfilter支持，不需要在内核中引入其它的map，在非路由查找层面不需要对每一个数据包进行匹配，完全是一条路由表项，可以借助于内核中的各种路由查找算法来优化。不过Cisco的官方CCIE教程中说，使用递归路由查找需要权衡，并且明确指名，递归查询无疑会消耗更多的CPU！
       然而这个基于递归路由查询实现的NAT是多么的简单又多么的对称，虽然将NAT塞入路由表比较有争议，但是试试看之后，结果还是不错的。Linux本来就是逐渐试出来的，根本就没有什么背后的哲学，和学院派的BSD相比，Linux的特点和优势不就是不拘一格么？