加快Linux的引导

　　毫无疑问 Linux 是一个优秀的系统，但仍然无法摆脱一个常见的责难（尤其是来自具有 Microsoft Windows 背景的人），那就是 Linux 系统从按下“on”键开始到可以使用，需要的时间太长。其实他们说的没错，Linux 确实需要比较长的引导时间。
　　
　　在这里我所描述的加快 Linux 引导速度的技术虽然理解起来很简单，但真正实现却需要谨慎行事。我希望 Linux 的发行商能采用这种方法，这样用户就可以省去那些配置任务。不过如果您喜欢冒险，请继续阅读本文。
　　
　　写在开始之前
　　如果您想体验一下这种方法，您首先必须得熟悉 Linux 的配置脚本。修改系统的启动设置可能会带来危险，甚至可能会导致您的系统无法启动。如果出现这种情况，请重新启动机器并进入单一用户模式（运行级1），把您所做的修改还原回来，然后再重新启动。永远记住要备份您所修改过的所有文件，为了防止最坏的情况发生，您还需要有至少一个系统备份的映像。
　　
　　我强烈建议您在考虑用我所建议的方法修改一个正式的系统之前，先去修改一个无关紧要的测试系统。如果您只有一台机器，那么您可以使用 UML (User Mode Linux) 这一非常有用的工具。UML是一个内核补丁，它可以将Linux内核编译成为一个二进制文件，然后您可以像运行一个普通的程序一样去运行这个内核。也就是说，您可以在您的正常的系统之上以一个进程的方式来运行一个完整的 Linux 系统。您可以将其想象为在一个正常的系统中运行一个 Linux 系统。(请参阅本文末尾的参考资料，可以找到可以下载UML的站点以及 developerWorks 网站上关于UML的教程)。
　　
　　使用UML您可以工作于一个测试系统，哪怕把这个测试系统完全破坏掉，也不会影响您正常的系统。
　　
　　概述
　　本文的第一部分介绍当 Linux 内核（Linux 机器的的“核心”）加载后，一个 Linux 系统怎样在后台启动。然后介绍加快您的系统引导速度的技术。
　　
　　如果您对运行级和服务启动脚本已经熟悉，您可能希望直接跳转到传统服务框架的局限。
　　
　　Linux 引导次序和运行级
　　
　　一个 Linux 系统的引导过程可以分为几个阶段。本文并不会解释所有的不同阶段，因为我们所关心只是当内核加载后的那一个阶段。
　　
　　您可以运行 /sbin/runlevel 命令来确定您的系统当前的运行级。（更多详细信息请查阅 man runlevel）。
　　
　　当内核被加载并开始运行时会调用 /sbin/init 程序。这个程序以 root 身份运行，并且在开始引导时按照要求设定为“运行级”。（更多关于 init 程序的详细信息，请参考 man init）
　　
　　什么是运行级？
　　
　　一个运行级仅仅是一个数字，Linux根据这个数字来区分不同类型的高层次配置，系统将按照不同的高层次配置来进行引导。由于绝大部分运行级数字都定义了明确的含义，因而它们基本上是“众所周知”的。Red Hat Linux 系统的主要运行级见表1。
　　
　　表 1. Red Hat Linux运行级
　　
　　运行级 说明
　　0 关闭
　　1 单一用户模式（一般仅用于管理目的）
　　2 多用户模式，不允许使用网络
　　3 多用户模式，允许使用网络
　　4 没有用到的运行级
　　5 多用户模式，允许使用网络，X-Windows 方式（图形登录界面）
　　6 重新引导
　　
　　init如何初始化系统
　　
　　init 通过一个ASCII配置文件(/etc/inittab)来确定如何改变运行级。通常，init 会根据这个配置文件去运行 /etc/rc.d/rc 脚本，并将运行级数字传递给这一脚本。
　　
　　rc.sysinit 脚本
　　
　　在 Red Hat 系统中，在运行 rc 脚本之前，init 将首先运行 /etc/rc.d/rc.sysinit 脚本，这个脚本执行那些必需的底层设置任务，比如设置系统时钟，检查磁盘错误，然后挂载文件系统。
　　
　　在本文看来，正是从运行 rc 脚本开始，事情才变得有趣。
　　
　　系统服务
　　
　　rc 脚本负责启动用户需要的所有服务。就像名字所描述的一样，所谓服务就是系统提供的有用的工具。可能会有很多服务需要启动。大部分的 Linux 系统会启动 sshd（安全Shell服务）、syslog（系统日志工具）和 lpd（打印服务），但还会有更多的服务需要启动。比如，我的 Red Hat 9 系统现在运行着29个服务，但如果我把所有的服务都启动，那么我的系统中将会有近50服务在运行。
　　
　　还有一点很重要，我们应该明白有的服务可能只能由特定的运行级来启动。比如，除了运行级5（多用户图形方式）以外，几乎不会启动某种形式的图形服务，因为其它所有的运行级都是非图形方式的。接下来我们将深入讨论这一问题。
　　
　　服务程序在哪里？
　　
　　可选的服务程序目录
　　
　　在一些 Linux 系统中，服务程序有时候是在 /etc/init.d 目录下。
　　
　　通常在 /etc/rc.d/init.d/ 目录下可以找到服务程序。
　　
　　如果你浏览一下这个目录，你就会发现相当多的（如果不是全部都是的话）服务程序实际上都是 shell 脚本，用于调用其他程序完成实际的工作。
　　
　　rc 脚本如何知道在每个运行级下去运行哪些脚本？
　　回顾一下，如果我们不希望在某个运行级下运行某个脚本，我们如何告诉系统这样去做？答案是在 /etc/rc.d/ 目录下，在这个目录下，除了我们已经讨论过的 init.d/ 目录以外，还有一组目录，每一个目录对应一个运行级。这些目录以 rc.d 的形式来命名，比如，对应运行级5的目录为 /etc/rc.d/rc5.d/　。在这些rc.d目录中，每一个目录下都有一组符号链接，指向 /etc/rc.d/init.d 中的真正的服务程序。实际上，后边我们会发现，每个服务事实上有两个符号链接。
　　
　　服务链接名
　　
　　这些指向实际服务程序的符号链接的名字很重要，它们遵循严格的命名约定，这样 rc 脚本就知道如何处理它们。
　　
　　为了便于标识，每个链接的名字都以它们所指向的服务的名字做为后缀。
　　
　　前缀由两部分构成：一个大写字母，紧跟着是一个两位的十进制数。前缀中的大写字母是“S”（表示“启动”），或者“K”（表示“杀死”，或者停止）。两位数的大小范围是自00到99。
　　
　　服务链接名正则表达式
　　
　　符号链接的名字可以用 egrep 正则表达式来描述，[SK][0-9]{2}[a-zA-Z]+。（更多详细信息请参阅 man egrep）。
　　
　　启动和停止服务
　　
　　如果我们决定让 Linux 机器引导到图形模式（运行级5），当 init 调用 rc 脚本并传递给它运行级数字时，rc 脚本将到 /etc/rc.d/rc5.d/ 中查找，并且去运行它所能找到的所有符号链接（也就是说，它将运行每个链接指向的程序/脚本）。它将在两个截然不同的阶段来运行这些链接；首先它会执行所有以“K”开头的链接，同时传递给它们参数“stop”。执行完以后，所有这些链接指向的服务都被停止。
　　
　　当 rc 脚本把所有需要停止的服务都停止后，它将去执行所有以“S”开头的链接，同时传递给它们参数“start”。执行完以后，所以这些链接指向的服务都被启动。rc 脚本也把参数“start”传递给每一个程序。
　　
　　rc 把参数“tart”或者“stop”传递给每一个服务程序，这样做是为了只用一个服务程序可以启动或停止那个服务——服务程序根据传递给它的参数值分辨系统是正在引导还是正在关闭。
　　
　　有一个重要的方面我还没有解释——链接名的数字部分。在“S”或者“K”之后的两位十进制数是 rc 脚本用来确定启动链接（就是链接指向的服务）的顺序的。数字较小（比如00，01，等等）的链接在数字较大（99是最大的）链接之前运行。我们会在本文后边的内容中再次提到这一重点问题。
　　
　　现在还迷惑吗？清单1列出了运行级5对应目录下的所有链接。当引导到运行级5的时候，最先被执行的链接将是 K05saslauthd，因为它以“K”开头，并且在所有的以“K”开头的链接中两位十进制数是最小。最先被执行的启动链接将是 S05kudzu，因为它以“S”开头，并且在所有以“S”开头的链接中两位十进制数是最小的。最后一个运行的链接将是 S99local。
　　清单 1. 运行级5的指向服务程序的链接
　　
　　# cd /etc/rc.d/rc5.d
　　# ls -al
　　total 8
　　drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jul 15 09:29 .
　　drwxr-xr-x 10 root root 4096 Jun 21 08:52 ..
　　lrwxrwxrwx 1 root root 19 Jan 1 2000 K05saslauthd -> ../init.d/saslauthd
　　lrwxrwxrwx 1 root root 20 Feb 1 2003 K15postgresql -> ../init.d/postgresql
　　lrwxrwxrwx 1 root root 13 Jan 1 2000 K20nfs -> ../init.d/nfs
　　lrwxrwxrwx 1 root root 14 Jan 1 2000 K24irda -> ../init.d/irda
　　lrwxrwxrwx 1 root root 17 Jan 1 2000 K35winbind -> ../init.d/winbind
　　lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jan 1 2000 K50snmpd -> ../init.d/snmpd
　　lrwxrwxrwx 1 root root 19 Jan 1 2000 K50snmptrapd -> ../init.d/snmptrapd
　　lrwxrwxrwx 1 root root 16 Jun 21 09:43 K50vsftpd -> ../init.d/vsftpd
　　lrwxrwxrwx 1 root root 16 Jun 21 08:57 K73ypbind -> ../init.d/ypbind
　　lrwxrwxrwx 1 root root 14 Jun 21 08:54 K74nscd -> ../init.d/nscd
　　lrwxrwxrwx 1 root root 18 Feb 8 11:15 K92iptables -> ../init.d/iptables
　　lrwxrwxrwx 1 root root 19 Feb 1 2003 K95firstboot -> ../init.d/firstboot
　　lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jan 1 2000 S05kudzu -> ../init.d/kudzu
　　lrwxrwxrwx 1 root root 14 Jun 21 08:55 S09isdn -> ../init.d/isdn
　　lrwxrwxrwx 1 root root 17 Jan 1 2000 S10network -> ../init.d/network
　　lrwxrwxrwx 1 root root