Crazy Rebel: викификация, оформление, иллюстрация

Crazy Rebel — Tue, 22 May 2012 05:20:44 GMT

викификация, оформление, иллюстрация

Новая статья

: '''Тренинги Linux''' [[Категория |Учебники]]

{{Цикл/LinuxTraining}}

==Майк Сондерс ведет Тренинги Linux==

: '''Часть 2:''' После вылазки в мир «железа», теперь подробно рассмотрим процесс загрузки. Да выплюньте жевательную резинку!

Вы нажали кнопку включения компьютера. На экране мелькают сообщения или некая анимация (если у вас настольный дистрибутив), и наконец появляется приглашение для входа в систему. Что же происходит за это короткое время? Этому мы и посвятим второй урок из цикла «'''Тренинги Linux'''». Как и пре-дыдущий урок, он поможет вам подготовиться к сертификации в LPI и пригодится тем, кто ищет работу в мире Linux или просто хочет побольше узнать о своей операционной системе.

В качестве основы для сертификации используются не переменчивые и часто обновляемые дистрибутивы, а более стабильные платформы, используемые в промышленных решениях, такие как Red Hat Enterprise Linux (RHEL), CentOS и Debian. На прошлом уроке мы работали с CentOS; на сей раз настала очередь Debian (версия 5). Хотя определенные функции в разных дистрибутивах реализованы по-разному, большинство из сказанного применимо ко всем.

===Раздел 1: От включения ПК до рабочего стола===

Процесс загрузки Linux включает замысловатый набор процессов и скриптов, которые превращают компьютер, до этого бывший лишь мертвой грудой металла, в мощную рабочую станцию или сервер. Давайте пройдем по основным этапам загрузки.

====BIOS====

BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода) – маленькая программа, проживающая в микросхеме на материнской плате. По нажатию кнопки включения питания компьютера процессор начинает выполнять код BIOS. Вы несомненно видели сообщения '''‘Hit F2 for setup’''' [Нажмите F2 для настройки], которые появляются при загрузке системы. Так можно войти в BIOS и изменить настройки, например, порядок загрузки дисков. Обычно BIOS выполняет быструю проверку устройств – например, микросхем оперативной памяти – и затем пытается найти загрузчик. Она пробует загрузить первые 512 байт с дискеты или жесткого диска в память, и если это удалось сделать, выполняет их.

====Загрузчик====

Итак, BIOS передал управление первой части ОС – загрузчику размером пол-килобайта. В восьмидесятых такого небольшого объема памяти было достаточно, чтобы загрузить ядро ОС ''[На самом деле никогда не было достаточно, просто раньше выбора не было и загружалось только одно ядро которому нельзя было передать параметры до загрузки, поэтому загрузчик содержал только адрес на диске где ему брать это ядро.]''. Однако современные загрузчики должны поддерживать множество различных файловых систем, операционных систем и графических режимов, поэтому 512 байт для них недостаточно. В случае с ''Grub'', который используется в большинстве дистрибутивов Linux, загрузчик размером пол-килобайта загружает другую программу ''Stage 1.5''.

Это загрузчик чуть побольше, расположенный в начале диска, чтобы его можно было легко найти. Затем он загружает ''Grub Stage 2'', полноценный загрузчик, который предоставляет все привычные вам возможности. ''Grub'' считывает файл настройки, загружает ядро Linux в оперативную память и начинает его выполнять.

====Ядро Linux и ''Init''====

Начав исполняться с самых первых байтов, ядро Linux похоже на новорожденного, который ничего не знает о внешнем мире вашей системы. Сначала оно пытается понять, что за процессор установлен и каковы его возможности, каков объем оперативной памяти, и получает полную картину системы. Затем размещает себя в безопасной области памяти, чтобы другие программы не могли переписать его и эффектно обрушить систему, и начинает активизировать драйверы устройств, сетевые протоколы и т. д.

Сделав все необходимое, ядро передает управление пользовательскому пространству – месту, где выполняются программы. Ядру неинтересно запускать ''Bash, Gdm'' и т. д. напрямую, поэтому оно запускает только одну главную программу – ''/sbin/init''. Это первый настоящий процесс в системе. ''Init'' отвечает за вызов загрузочных скриптов, запускающих систему, но ему нужно знать, что запускать. Его основной файл настройки – '''/etc/inittab''', обычный текстовый файл, который можно изменять.

В основе этого файла лежит концепция уровней выполнения ['''runlevels'''] – различных состояний, в которых может находиться работающая система, таких как одно- и многопользовательский режим и выключение. О них мы поговорим позже, а пока вам нужно знать, что '''/etc/inittab''' велит ''init'' запустить скрипт ''/etc/init.d/rc'' с уровнем выполнения в качестве параметра.

Этот скрипт вызывает другие, для настройки различных частей системы – установки сетевого соединения, запуска системных журналов и – на настольном компьютере – запуска ''X Window System'' и менеджера входа в систему. После ввода логина и пароля менеджер входа в систему запускает выбранный рабочий стол или оконный менеджер, и все готово к работе. Весь этот процесс – от включения питания до выбора иконок на рабочем столе – включает массу работы, но в целом хорошо упрятан от пользователя.

===Раздел 2: Изменение настроек ''Grub''===

{{Врезка|Содержание=LXF142_77_1.jpg|300px ''Grub'' — невероятно гибкий загрузчик. Нажав клавишу '''E''', можно редактировать его параметры перед началом загрузки.|Ширина=300px}}

Теперь поподробнее рассмотрим загрузчик. Чаще всего это мощный ''Grub'', способный загружать множество ОС и менять конфигурацию во время загрузки. Мы поговорим о его файлах настройки и связанных с ним утилитах в других статьях, а пока изучим изменение конфигурации во время загрузки в нашем Debian.

После загрузки ''Grub'' сразу после BIOS вы видите список возможных вариантов загрузки. Для выбора одного из них можно нажать '''Enter''', но можно и изменить их прямо во время загрузки: выберите вариант, который хотите изменить, и нажмите '''E'''. После этого на экране появятся следующие три строки:

root (hd0,0)
kernel /boot/vmlinuz-2.6.26-2-686 root=/dev/hda1 ro quiet
initrd /boot/initrd.img-2.6.26-2-686

Посмотрите на вторую строку. Она сообщает ''Grub'', где найти ядро Linux и какие параметры загрузки ему передать. В этом случае мы говорим ядру, где находится корневой раздел ('''/'''); '''ro''' означает, что раздел нужно смонтировать в режиме только для чтения. Это нужно затем, чтобы при необходимости проверить файловую систему – чуть позже она будет перемонтирована в режиме чтения и записи. А '''quiet''' говорит ядру, что оно не должно выдавать нам слишком много сообщений, чтобы загрузка была яснее и за ней было проще следить.

Мы можем изменить эти параметры, нажав стрелку вниз, чтобы выбрать вторую строку, и снова нажав '''E'''. Окно перейдет в режим чистого редактирования, в котором вы сможете добавить и удалить опции. С помощью клавиш управления курсором его можно перемещать по строке. Давайте кое-что попробуем: после '''quie'''t добавьте букву '''s''' (их должен разделять пробел). Так мы задаем уровень загрузки, на который должно загрузиться ядро – '''s''' означает однопользовательский режим [single user].

Нажмите '''Enter''', чтобы вернуться в окно ''Grub'', затем '''B''', чтобы начать процесс загрузки. Так как мы загружаемся в однопользовательский режим, после инициализации ядра и монтирования корневого раздела процесс завершится, и у вас запросят пароль пользователя root. Введите его, и вы попадете в командную строку. Это ограниченный режим работы, но он удобен для решения проблем с загрузкой – в нем можно беспрепятственно изменять скрипты и исправлять ошибки.

====Загрузка в будущем====

{{Врезка|Заголовок=Скорая помощь|Содержание=Замечание, касающееся безопасности: любой, у кого есть доступ к вашему компьютеру, может перезагрузить его и порезвиться с настройками ''Grub'', как бы хорошо ни была защищена система. На следующих уроках, когда дойдет до файла настройки ''Grub'', мы посмотрим, как защитить загрузчик паролем, чтобы предотвратить эти действия.|Ширина=200px}}

Загрузочные скрипты в Linux (и Unix) традиционно запускаются последовательно, т. е. один за другим. Это просто и гарантирует правильную очередность активизации определенных устройств на определенных этапах процесса загрузки. Однако это неэффективно и приводит к увеличению времени загрузки, особенно на старом «железе». Значительную часть времени скрипты ждут, пока что-то произойдет – например, пока активируется устройство или пока DHCP-сервер сети выдаст разрешение.

Но ведь было бы здорово чем-то заняться во время этих задержек? Такова цель распараллеленных скриптов ''init''. Пока сетевой скрипт ждет сигнал от DHCP-сервера, другой скрипт может очистить каталог '''/tmp''' или запустить ''X Window System''. Впрочем, чтобы запустить несколько скриптов параллельно, недостаточно написать их в строчку через амперсанды – некоторые скрипты зависят от определенных ресурсов. Например, скрипт загрузки, который получает IP-адрес через DHCP, предполагает, что сеть уже активирована другим скриптом.

''InitNG'' – параллельная система загрузки, в которой зависимости скриптов устроены так, чтобы порядок их загрузки не играл роли. ''Upstart'', используемый в Ubuntu, запускает скрипты на основе системных событий, таких как обнаружение устройства. Затем есть ''System D'' (ожидается в Fedora 15) и другие подходы. Ради блага авторов документов и администраторов будем надеяться, что мир Linux в итоге остановится на чем-то одном, но шаги в этом направлении в любом случае значительно ускоряют процесс загрузки Linux.

===Раздел 3: Просмотр файлов журналов===

При упомянутой ранее опции '''quiet''' и общем быстродействии современных компьютеров вполне возможно, что фотоны от сообщений загрузки едва успеют достигнуть вашей сетчатки, как процесс загрузки завершится. К счастью, сообщения можно спокойно прочесть, когда система полностью загрузится. Загляните в файл '''/var/log/messages''' (для этого у вас должны быть права root), и увидите там все сообщения, сгенерированные ядром с момента его запуска. Однако при попытках ядра определить, какие устройства установлены, результаты иногда его удивляют, так что не паникуйте, если увидите занимательные предупреждения вроде '''‘Warning: strange, CPU MTRRs all blank?’''' [Предупреждение: странно, все диапазонные регистры памяти процессора чисты?]

====Сондерс рассказывает о ядре====

{{Врезка|Содержание=[[Изображение:LXF142_78_1.jpg|300px]] Чтобы ваши сообщения в лог-файлах выглядели привлекательнее, попробуйте gnome-system-log или Ksystemlog в KDE.|Ширина=300px}}

Порядок работы ядра примерно таков (хотя некоторые этапы перекрывают друг друга):
* Получение информации об устройствах из BIOS (учтите, что ей не всегда можно доверять).
* Определение количества процессоров/ядер и изучение всех возможностей процессора.
* Получение информации ACPI и запрос информации об устройствах на шине PCI.
* Инициализация сетевого стека TCP/IP.
* Поиск жестких дисков, дисководов и приводов CD-ROM.
* Определение USB-контроллеров и подключенных к ним устройств.

Удовлетворившись состоянием системы, ядро монтирует корневую файловую систему и запускает ''/sbin/init'' как описано выше. Хотя '''/var/log/messages''' — ценный ресурс для определения действий ядра после загрузки, он может быть загроможден сообщениями и от других программ. Например, в нашем дистрибутиве во многих строках встречается '''debian''':, но есть и другие – с '''dhcbd''' и т. д.

Если вы хотите просмотреть только сообщения ядра, запустите команду ''dmesg''. (Для удобства можно перенаправить ее результаты в текстовый файл командой ''dmesg > listing.txt''.) Хотя большинство сообщений, которые вы там найдете, будут относиться к ранним этапам загрузки, эта информация будет обновлена, если вы подключите новое устройство. Например, вставьте USB-флэшку и снова выполните команду, и вы увидите новые сообщения, из которых будет ясно, как ядро опознало устройство.

===Раздел 4: Уровни выполнения и магия /etc/init.d/===

Ранее мы говорили об уровнях выполнения, которые играют невероятно важную роль в вашем дистрибутиве, даже если вы никогда о них не слышали. Уровень выполнения определяет состояние системы – в частности, какие процессы запущены и какие ресурсы доступны. Это не какой-то секрет или черная магия ядра, а исключительно система, в соответствии с которой ''/sbin/init'' запускает скрипты для активации или деактивации определенных функций. Существует восемь уровней выполнения – у семи из них есть номера:
* '''0 Останов системы''' Уровень выполнения, на который система переходит при выключении компьютера. При переключении на этот уровень запускаются скрипты, которые завершают процессы и корректно останавливают систему.
* '''1 Однопользовательский режим''' Обычные пользователи не могут войти в систему.
* '''2 – 5 Многопользовательский режим''' В Debian эти уровни идентичны, и вы можете изменить один из них, если хотите. Это обычный режим работы, при котором в систему может войти несколько пользователей и все возможности системы активированы.
* '''6 Перезагрузка''' Очень похож на уровень выполнения '''0'''.

В других системах, например Red Hat/Fedora распределение уровней загрузки следующее:
* 0 и 6 аналогично уже описанному
* 1 - Однопельзовательский режим без поддержки сети
* 2 - Однопользователский режим с поддержкой сети
* 3 - Многопользовательский режим с поддержкой сети
* 4 - Свободно, может быть использовано в личных целях
* 5 - Многопользователский режим с поддержкой сети и автоматическим запуском ''X''

Также есть уровень выполнения '''S''', соответствующий однопользовательскому режиму, который мы активировали перед изменением параметров загрузки ''Grub''. Он очень похож на уровень выполнения '''1''', но есть и небольшие различия: '''S''' – уровень выполнения, который используется при загрузке системы, когда вам нужно перейти в безопасный режим восстановления. В противоположность ему, уровень выполнения '''1''' используется, когда система уже запущена и вам нужно перейти в однопользовательский режим, чтобы провести какие-то действия по обслуживанию системы. И не волнуйтесь за пользователей, которые уже вошли в систему: ничто их оттуда не выбросит.

Хотя уровни выполнения со 2 по 5 идентичны в Debian, в некоторых других дистрибутивах в этом диапазоне есть особые уровни выполнения. Например, во многих дистрибутивах уровень выполнения 3 – для многопользовательского текстового режима, а уровень выполнения 5 – для входа в систему в графическом ре
жиме (такого как ''Xdm/Gdm/Kdm''). Чтобы определить, на каком уровне вы сейчас находитесь, выполните команду ''/sbin/runlevel''. Для переключения на другой уровень выполнения воспользуйтесь командой ''/sbin/telinit'' таким образом (от имени root):

/sbin/telinit 2

А как узнать, на каком уровне выполнения ваша система работает по умолчанию? Волшебство здесь сосредоточено в файле '''/etc/inittab'''. В начале файла вы увидите такие строки:

# The default runlevel.
id:2:initdefault:

Строки, начинающиеся с символа решетки – комментарии, а нижняя строка сообщает ''init'', что по умолчанию используется уровень выполнения '''2''. Если вы создаете собственный уровень выполнения с помощью скриптов для уровня выполнения '''3''' и хотите загружаться на него по умолчанию, можно просто открыть этот файл от имени root, изменить номер уровня и перезагрузить компьютер.

Чуть ниже в файле '''/etc/inittab''' вы найдете несколько строк примерно такого вида:

l0:0:wait:/etc/init.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/init.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/init.d/rc 2
…

Они будут продолжаться до уровня '''6'''. Эти строки сообщают ''init'', что делать на каждом уровне выполнения: запустить скрипт ''/etc/init.d/rc'' с номером уровня выполнения в качестве параметра. Затем ''/etc/init.d/rc'' определяет, какие скрипты ему нужно запустить для текущего уровня выполнения. Они аккуратно разложены по каталогам с соответствующими номерами в '''/etc'''. Там вы найдете каталоги '''/etc/rc0.d, /etc/rc1.d''' и т. д.

====Предупреждения об изменении уровней выполнения====

Изменение уровней выполнения на компьютере с одним пользователем – не проблема: вы уже готовы к этому. Но как насчет многопользовательской системы? Что делать, если по ''SSH'' к вам подключены другие пользователи и они запустили какие-то программы? Они не обрадуются, если выбить почву у них из-под ног. К счастью, есть несколько способов оповестить их о грядущих изменениях. Во-первых, если вы зашли в систему под пользователем root, можете набрать ''wall'', текст сообщения и нажать '''Ctrl+D'''. Это сообщение появится на терминалах всех находящихся в системе пользователей. Так можно, например, отправить сообщение «Выключение через 10 минут». Обычные пользователи тоже могут запускать команду ''wall'', но они могут и отключать сообщения от других обычных пользователей командой ''mesg''.

Альтернативный способ предупредить пользователей – написать им письмо. Это можно сделать командой

echo “Перезагрузка через 10 минут” | mail -s “Reboot notice” user@localhost

Если у пользователей есть утилита оповещения о новых письмах, они сразу увидят сообщение. Но на большой установке с несколькими сотнями пользователей в системе лучше дать им несколько часов, а не минут.

====На уровне выполнения====

Заглянем в каталог '''/etc/rc2.d''' уровня выполнения по умолчанию в Debian. Внутри вы найдете несколько скриптов с именами вроде '''S05loadcpufreq''' и '''S89cron'''. Каждый из них активизирует определенную возможность в вашей системе – загляните в какой-нибудь из них, и там вы увидите комментарий, описывающий действие скрипта.

Итак, у нас есть '''S30gdm''', который запускает ''Gnome Display Manager''. Но что означают первые три символа? '''S''' означает, что этот скрипт что-то запускает, а '''30''' задает его положение в порядке загрузки. Вы видите, что у каждого скрипта есть номер, и они выполняются в порядке возрастания номеров. Таким образом, важные скрипты, такие как '''S10rsyslog''', выполняются раньше (для включения журналирования), а более тривиальные возможности, такие как ''Cron'' ('''S89cron'''), активируются ближе к концу уровня выполнения.

Вглядевшись в них с помощью команды ''ls -l'', вы увидите, что это не файлы, а символические ссылки на скрипты в '''/etc/init.d''' – там находятся настоящие скрипты. Так происходит потому, что скрипты могут разделяться между уровнями выполнения. Например, вы можете захотеть изменить способ запуска ''Cron'', и ваши изменения в файле '''/etc/init.d/cron''' распространятся на все уровни выполнения, на которых он используется. Можете заглянуть в '''/etc/init.d''' и посмотреть, что там есть.

Эти скрипты – аккуратно написанные обертки программ, по именам которых они названы. Например, в файле '''/etc/init.d/gdm''' содержится не только команда ''gdm''; там устанавливаются необходимые переменные окружения, выводятся сообщения в лог-файлы и т. д. В Debian большинство из этих скриптов можно вызывать с параметрами. Скажем, запустив ''/etc/init.d/gdm'', вы увидите

Usage: /etc/init.d/gdm {start|stop|restart|reload|forcereload|status}

Таким образом, командой ''/etc/init.d/gdm start'' можно запустить ''Gdm'', а командой ''/etc/init.d/gdm stop'' — остановить его. Обратите внимание, что '''restart''' выполняет остановку и запуск, а '''reload''' просит программу перечитать ее файл настройки без перезапуска, если это возможно. Этими скриптами можно свободно пользоваться и вне системы уровней выполнения – например, для перезапуска ''Exim'' или ''Apache'' после внесения изменений в их файлы настройки.

Наконец, отметим еще кое-что из '''/etc/inittab''', не имеющее отношения к уровням выполнения, но тем не менее полезное. Вы когда-нибудь задавались вопросом, откуда во время загрузки появляются текстовые терминалы? Те, на которые можно переключиться из ''X''-сервера, нажав '''Ctrl+Alt+Fx'''? Они задаются в нижней части файла '''/etc/inittab''' в таких строках, как эта:

2:23:respawn:/sbin/getty 38400 tty2

Часть '''/sbin/getty 38400 tty2''' — просто команда, которая запускает приглашение для ввода логина и пароля на втором виртуальном терминале. Ее можно заменить чем угодно – хоть выделить отдельный терминал под ''Tetris''! А '''respawn''' означает, что он будет перезапускаться каждый раз при завершении работы. С ней забавно поиграть, но будьте осторожны – если ненароком запустить программу, которая перехватит весь ввод с клавиатуры, вы не сможете переключиться на другой терминал, чтобы завершить ее. Но накладывать в штаны еще рано – просто перезагрузитесь в однопользовательский режим и отмените свои изменения.

====Выключаем систему безопасно====

В настольных операционных системах восьмидесятых специального процесса для выключения системы не было – после окончания работы вы просто нажимали кнопку выключения питания. Тогда это было нормально, но на современных компьютерах может быть весьма рискованным по двум причинам. Во-первых, в некоторых операционных системах, включая Linux, при сохранении файла данные не записываются на диск сразу. Они ждут, пока другие процессы не захотят сохранить данные, потом эти данные связываются вместе в одну большую операцию записи, что помогает повысить производительность. Впрочем, Linux можно заставить записать на диск все данные, хранящиеся в буферах оперативной памяти, командой '''sync'''.

Во-вторых, в Linux у скриптов запуска есть эквивалентные скрипты останова, которые гарантируют, что процессы завершаются безопасно, временные файлы удаляются и т. д. Не бойтесь, ничего страшного не случится, если они не будут запущены, но они помогают сохранить систему в чистоте. Большинство из нас останавливает систему с помощью виджетов на рабочем столе, но если вам удобнее делать это с командной строки, взгляните на man-страницы команд ''shutdown, halt'' и ''reboot''. С командой ''shutdown'', например, можно задать задержку, но самая распространенная команда для немедленного выключения компьютера – ''shutdown -h now''.

← Предыдущая		Версия 05:26, 22 мая 2012
Строка 1:		Строка 1:
-	: '''Тренинги Linux''' [[Категория \|Учебники]]	+	: '''Тренинги Linux''' [[Категория:Учебники]]

	{{Цикл/LinuxTraining}}		{{Цикл/LinuxTraining}}

LXF142:LT2 - История изменений

Crazy Rebel: /* Раздел 2: Изменение настроек ''Grub'' */

Crazy Rebel в 05:26, 22 мая 2012

Crazy Rebel: викификация, оформление, иллюстрация

← Предыдущая		Версия 05:30, 22 мая 2012
Строка 37:		Строка 37:
	===Раздел 2: Изменение настроек ''Grub''===		===Раздел 2: Изменение настроек ''Grub''===

-	{{Врезка\|Содержание=LXF142_77_1.jpg\|300px ''Grub'' — невероятно гибкий загрузчик. Нажав клавишу '''E''', можно редактировать его параметры перед началом загрузки.\|Ширина=300px}}	+	{{Врезка\|Содержание=[[Изображение:LXF142_77_1.jpg\|300px]] ''Grub'' — невероятно гибкий загрузчик. Нажав клавишу '''E''', можно редактировать его параметры перед началом загрузки.\|Ширина=300px}}

	Теперь поподробнее рассмотрим загрузчик. Чаще всего это мощный ''Grub'', способный загружать множество ОС и менять конфигурацию во время загрузки. Мы поговорим о его файлах настройки и связанных с ним утилитах в других статьях, а пока изучим изменение конфигурации во время загрузки в нашем Debian.		Теперь поподробнее рассмотрим загрузчик. Чаще всего это мощный ''Grub'', способный загружать множество ОС и менять конфигурацию во время загрузки. Мы поговорим о его файлах настройки и связанных с ним утилитах в других статьях, а пока изучим изменение конфигурации во время загрузки в нашем Debian.

LXF142:LT2 - История изменений

Crazy Rebel: /* Раз­дел 2: Из­менение на­стро­ек ''Grub'' */

Crazy Rebel в 05:26, 22 мая 2012

Crazy Rebel: викификация, оформление, иллюстрация

Crazy Rebel: /* Раздел 2: Изменение настроек ''Grub'' */