Hệ điều hành - Bài 4: Quản trị hệ thống

1Bài 4. Quản trị hệ thống Ngô Duy Hòa – KHMT - CNTT Nội dung bài học • Quá trình khởi động hệ thống. • Quản lý người dùng. • Hệ thống log files. • .. 1. Quá trình khởi động Boot process Các bước cụ thể Power-up / Reset • Máy tính bắt đầu khởi động, CPU thực hiện chương trình ở địa chỉ 0xFFFF0 trong BIOS (Basic Input Output System). • Công việc chia làm 2 phần: – POST – Power On Self Test: • Nạp vào RAM code ÆKiểm tra các phần cứng • Nếu OK Æ POST code bị đảy ra khỏi RAM. – Runtime services: • Đọc CMOS Æ tìm ra boot device. 2BIOS boot monitor • Runtime Services xác định được thiết bị khởi động: HDD, Floppy, CD-ROM,.. • Xác định MBR (Master Boot Record) của thiết bị. – MBR – first sector : 512 Byte. – Địa chỉ: sector 1, cylinder 0, header 0. • Nạp MBR vào RAM Æ BIOS trao quyền thực hiện cho MBR. Boot Sector Floppy & HDD Master Boot Record Master Boot Record • MBR chứa 3 phần: – BootLoader (446 bytes) chương trình mồi gồm 2 phần: • Code chương trình: thực hiện việc tìm kiếm phân vùng tích cực (để khởi động). • Các thông báo lỗi (error message). – Bảng phân vùng (64 bytes): • 4 thành phần (16 bytes): lưu trữ thông tin về các phân vùng chính (primary partition). – Magic number: 0xAA55. Cấu trúc các thành phần Master Boot Record • Chỉ có 4 phân vùng chính (primary Part.). • Nếu cần nhiều hơn 4 phân vùng: – 1 phân vùng chính = 1 phân vùng mở rộng (extended part.). – Chia thành các phân vùng logic (logical Part.) • Sector đầu tiên của các phân vùng đều là boot sector Æ có thể cài OS trong phân vùng bất kỳ. 3Extended Partition Stage 1 bootloader • Xác định phân vùng tích cực thông qua boot flag. • Nếu không tồn tại Æ thông báo lỗi. • Sau khi xác định được: – Nạp boot sector của phân vùng khởi động vào RAM Æ trao quyền điều khiển cho chương trình boot sector. – Bắt đầu giai đoạn thứ 2 (stage 2 bootloader) Stage 2 bootloader • Nhiệm vụ chính của giai đoạn này là: – Nạp nhân HĐH (Linux kernel) vào RAM. – Nạp RamDisk vào RAM. • Có sự khác biệt giữa các chương trình BootLoader: – LILO : Linux Loader – GRUB : GRand Unified Bootloader. LILO • Linux Loader là chương trình truyền thống của Linux hỗ trợ khởi động hệ thống với nhiều dạng HĐH khác nhau. • LILO có kích thước >> 512 byte Æ được chia làm 2 giai đoạn: – Stage 1 (như đã nói phần trước): • Có thể nằm ở MBR • Có thể nằm ở phân vùng cài Linux. – Stage 2 : nạp nhân HĐH Các bước LILO thực hiện • Thực hiện và in ký tự ra màn hình: – Stage 1 thực hiện và in chữ L. – Stage 1 nạp mã lệnh của Stage 2 vào RAM và in chữ I. – Stage 2 bắt đầu thực hiện và in chữ L. – Cửa sổ gõ lệnh xuất hiện. Thực hiện lệnh lilo để truy cập đến map-file, là file xác định các nhân HĐH. – Khi map-file được nạp hoàn toàn vào RAM Æ hiển thị ký tự cuối cùng O. File cấu hình LILO • Cấu hình LILO: /etc/lilo.conf • boot: boot device • map: map-file • install: chứa bootstrap code - chương trình mồi khởi động OS • image: kernel image 4Nhược điểm LILO • LILO đọc map-file để xác định vị trí vật lý các nhân OS. • Nếu kernel hoặc ổ đĩa có 1 sự thay đổi nào đó Æ map-file thay đổi Æ phải tạo lại map-file. GRUB • Giải quyết vấn đề của LILO bằng cách trong stage 2 chia ra hai phần: – Stage 1.5: xác định kiểu file system của phân vùng chứa nhân OS. – Stage 2: nạp nhân OS vào RAM. Cấu hình GRUB • File cấu hình: /etc/grub/grub.conf Chạy GRUB bằng tay Ví dụ • Khi màn hình hiển thị dòng chữ GRUB thì ấn C để chạy chế độ dòng lệnh. – Lệnh kernel xác định kernel image. – Lệnh initrd xác định ramdisk. – Lệnh boot nạp kernel image Æ khởi động hệ thống. Kernel stage • Kernel image được nạp vào RAM Æ quyền điều khiển chuyển đến kernel img. • Kernel image là dạng file nén: – zImage : dạng nén với kích thước < 512KB. – bImage : dạng nén với kích thước > 512KB. • Gọi một số lệnh đặc biệt Æ chia thành các chế độ làm việc riêng: user & kernel mode. • Thực hiện giải nén kernel image. 5Linux 2.6 kernel image Sơ đồ các bước thực hiện Sơ đồ các bước thực hiện • Startup_32() : swapper - process 0: – Giải nén kernel image. – Khởi tạo bảng trang trong bộ nhớ (page tables, memory tables) – Xác định kiểu CPU. • Startup_kernel(): – Thiết lập hệ thống ngắt (interrupt). – Nạp RAMdisk vào hệ thống. • Init process 1: tiến trình người dùng đầu tiên. Vai trò RAMdisk • Tạo một file system tạm thời trong RAM. • Cho phép hệ thống khởi động mà không cần làm việc trực tiếp với ổ cứng. • Chứa một số các modules cần thiết làm việc với các thiết bị phần cứng. • Sau khi kernel boot Æ file system tạm bị đẩy ra ngoài, thay vào đó là file system thực của OS. Cây thư mục trong RAMdisk Init process • Hệ thống khởi động và được cấu hình làm việc ở các mức khác nhau: runlevel. • Init là tiến trình người dùng đầu tiên luôn có PID = 1. • Init đọc cấu hình từ file /etc/inittab để khởi động các dịch vụ cần thiết. • Mỗi một mức làm việc có một tập các dịch vụ cụ thể tương ứng. 6Runlevel Runlevel • Một số lệnh làm việc: – Xác định mức làm việc hiện tại: runlevel. – Chuyển sang mức khác : init N • Chú ý đến mức 0 và mức 6 là các mức dùng để tắt hay khởi động lại máy. • Để tắt hay khởi động lại có thể sử dụng 1 số lệnh: shutdown, reboot, halt, poweroff Shutdown option halt/reboot/poweroff option Cấu hình /etc/inittab • Các dòng có cấu trúc như sau: id:runlevels:action:process 7Ví dụ 1 /etc/inittab file /etc/rc.d/rc5.d Linux initialization process Một số bài tập • 1. Sử dụng USB flash để boot hệ thống. • 2. Nếu có sẵn Window, hãy dùng NTLDR để boot Linux. • Tìm hiểu cấu trúc RAMdisk để tự xây dựng một phiên bản RAMdisk cho riêng mình (tạo ramdisk.img giống như initrd) – Tài liệu tham khảo: google.com Æ “Linux initial RAM disk (initrd) overview” 82. Quản lý người dùng Thank you!