九、
运行级别
1
、
Linux
系统的运行级别
(runlevel)
Linux
系统有
7
个运行级别，
Linux
系统任何时候都运行在一个指定的运行级别上，不同的运行级
别所运行的程序和服务不尽相同，所要完成的工作和要达到的目的也不相同
·
运行级别
0
系统停机
(halt)
状态，系统的默认运行级别不能设为
0
，否则不能正常启动
·
运行级别
1
单用户工作
(single user)
状态，
root
权限，用于系统维护，禁止远程登陆
·
运行级别
2
多用户
(multiuser)
状态
(
没有
NFS)
·
运行级别
3
完全的多用户
(multiuser)
状态
(
有
NFS)
，登陆后进入控制台命令行模式
·
运行级别
4
系统未使用，保留
·
运行级别
5 X11
控制台
(xdm
、
gdm
、
kdm)
，登陆后进入图形
GUI
模式
·
运行级别
6
系统正常关闭并重启
(reboot)
，默认运行级别不能设为
6
，否则不能正常启动
2
、运行级别的原理
在目录
/etc/rc.d/init.d
下有许多服务器脚本程序，一般称为服务
(service)
， 在
/etc/rc.d
下
有
7
个名为
rcN.d
的目录，其中
N=0-6
，对应于系统的
7
个运行级别，
rcN.d
目录下，都是
一些符号链接文件，这些链接文件都指向
init.d
目录下的
service
脚本文件，这些链接文件的命
名规则是
"K+nn+
服务名
"
或
"S+nn+
服务名
"
，其中
nn
为
2
位数字：
例
: rc3.d
目录下的链接文件
S80sendmail
就指向
service
脚本文件
../init.d/sendmail
系统会根据指定的
runlevel
进入对应的
rcN.d
目录，并按照文件名顺序检索目录下的链接文件
• 对于以
K
为开头的链接文件，系统将终止对应的服务
• 对于以
S
为开头的链接文件，系统将启动对应的服务
通过这种方式来实现
"
不同的运行级别运行不同的程序和服务
"
3
、
/etc/inittab
配置文件详解
init
的进程号是
1
，从这一点就能看出，
init
进程是系统所有进程的起点，
Linux
在完成核内引导以后，
就开始运行
init
程序，
init
程序需要读取设置文件
/etc/inittab
。
inittab
是个不可执行的文本文件，他有若
干行指令所组成。在
Redhat
系统中，
inittab
的内容如下所示
(
以“
###"
开始的中注释为笔者增加的
)
：
（
如果你改变了
inittab
文件，那么要使他立即生效，需要使用一个命令：
init q
）
#
# inittab This file describes how the INIT process should set up
# the system in a certain run-level.
#
# Author: Miquel van Smoorenburg, <miquels@drinkel.nl.mugnet.org>
# Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes
#
# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:
# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
# 1 - Single user mode
# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
# 3 - Full multiuser mode
# 4 - unused
# 5 - X11
# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
#
###
表示当前缺省运行级别为
5(initdefault)
；
id:5:initdefault:
###
启动时自动执行
/etc/rc.d/rc.sysinit
脚本
(sysinit)
# System initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
###
当运行级别为
5
时，以
5
为参数运行
/etc/rc.d/rc
脚本，
init
将等待其返回
(wait)
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
###
在启动过程中允许按
CTRL-ALT-DELETE
重启系统
# Trap CTRL-ALT-DELETE
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes
# of power left. Schedule a shutdown for 2 minutes from now.
# This does, of course, assume you have powerd installed and your
# UPS connected and working correctly.
pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"
# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.
pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"
###
在
2
、
3
、
4
、
5
级别上以
ttyX
为参数执行
/sbin/mingetty
程序，打开
ttyX
终端用于用户登录，
###
如果进程退出则再次运行
mingetty
程序
(respawn)
# Run gettys in standard runlevels
1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6
###
在
5
级别上运行
xdm
程序，提供
xdm
图像方式登录界面，并在退出时重新执行
(respawn)
# Run xdm in runlevel 5
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon
以上面的
inittab
文件为例，来说明一下
inittab
的格式。其中以
#
开始的行是注释行，除了注释行之
外，每一行都有以下格式：
id:runlevel:action:process
对上面各项的周详解释如下：
1. id
id
是指入口标识符，他是个字符串，对于
getty
或
mingetty
等其他
login
程序项，需求
id
和
tty
的编
号相同，否则
getty
程序将不能正常工作。
2. runlevel
runlevel
是
init
所处于的运行级别的标识，一般使用
0
－
6
及
S
或
s
。
0
、
1
、
6
运行级别被系统保留：
其中
0
作为
shutdown
动作，
1
作为重启至单用户模式，
6
为重启；
S
和
s
意义相同，表示单用户模式，
且无需
inittab
文件，因此也不在
inittab
中出现，实际上，进入单用户模式时，
init
直接在控制台
（
/dev/console
）上运行
/sbin/sulogin
。在一般的系统实现中，都使用了
2
、
3
、
4
、
5
几个级别，在
Redhat
系统中，
2
表示无
NFS
支持的多用户模式，
3
表示完全多用户模式（也是最常用的级别），
4
保留给用户
自定义，
5
表示
XDM
图像登录方式。
7
－
9
级别也是能使用的，传统的
Unix
系统没有定义这几个级别。
runlevel
能是并列的多个值，以匹配多个运行级别，对大多数
action
来说，仅当
runlevel
和当前运行级
别匹配成功才会执行。
3. action
action
是描述其后的
process
的运行方式的。
action
可取的值包括：
initdefault
、
sysinit
、
boot
、
bootwait
等：
initdefault
是个特别的
action
值，用于标识缺省的启动级别；当
init
由核心激活以后，他将读取
inittab
中的
initdefault
项，取得其中的
runlevel
，并作为当前的运行级别。如果没有
inittab
文件，或其中没有
initdefault
项，
init
将在控制台上请求输入
runlevel
。
sysinit
、
boot
、
bootwait
等
action
将在系统启动时无条件运行，而忽略其中的
runlevel
。
其余的
action
（不含
initdefault
）都和某个
runlevel
相关。各个
action
的定义在
inittab
的
man
手册
中有周详的描述。
4. process
process
为具体的执行程序。程序后面能带参数。
第三部分：系统初始化
在
init
的设置文件中有这么一行：
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
他调用执行了
/etc/rc.d/rc.sysinit
，而
rc.sysinit
是个
bash shell
的脚本，他主要
在
init
的设置文件中有这么一行：
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
他 调用执行了
/etc/rc.d/rc.sysinit
，而
rc.sysinit
是个
bash shell
的脚本，他主要是完成一些系统初始化的
工作，
rc.sysinit
是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。他主要完成的工作有：激活交换分区，检
查磁盘，加载硬件模块及其他一些需要优先执行任务。
rc.sysinit
约有
850
多行，不过每个单一的功能还是比较简单，而且带有注释，建议有兴趣的用户能自行
阅读自己机器上的该文件，以了解系统初始化所周详情况。由于此文件较长，所以不在本文中列出来，
也不做具体的介绍。
当
rc.sysinit
程序执行完毕后，将返回
init
继续下一步。
第四部分：启动对应运行级别的守护进程
在
rc.sysinit
执行后，将返回
init
继续其他的动作，通常接下来会执行到
/etc/rc.d/rc
程序。以运行级别
5
为例，
init
将执行设置文件
inittab
中的以下这行：
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
这一行表示以
5
为参数运行
/etc/rc.d/rc
，
/etc/rc.d/rc
是个
Shell
脚本，他接受
5
作为参数，去执行
/etc/rc.d
/rc5.d/
目录下的所有的
rc
启动脚本，
/etc/rc.d/rc5.d/
目录中的这些启动脚本实际上都是一些链接文件，
而不是真正的
rc
启动脚本，真正的
rc
启动脚本实际上都是放在
/etc/rc.d/init.d/
目录下。而这些
rc
启动
脚本有着类似的用法，他们一般能接受
start
、
stop
、
restart
、
status
等参数。
/etc/rc.d/rc5.d/
中的
rc
启动脚本通常是
K
或
S
开头的链接文件，对于以以
S
开头的启动脚本，将以
start
参数来运行。而如果发现存在相应的脚本也存在
K
打头的链接，而且已处于运行态了
(
以
/var/lock/subsys/
下的文件作为标志
)
，则将首先以
stop
为参数停止这些已启动了的守护进程，然后再重新运行。这样做
是为了确保是当
init
改动运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。
至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户能通过
chkconfig
或
setup
中的
"System Services"
来自行
设定。常见的守护进程有：
amd
：自动安装
NFS
守护进程
apmd:
高级电源管理守护进程
arpwatch
：记录日志并构建一个在
LAN
接口上看到的以太网地址和
IP
地址对数据库
autofs
：自动安装管理进程
automount
，和
NFS
相关，依赖于
NIS
crond
：
Linux
下的计划任务的守护进程
named
：
DNS
服务器
netfs
：安装
NFS
、
Samba
和
NetWare
网络文件系统
network
：激活已设置网络接口的脚本程序
nfs
：打开
NFS
服务
portmap
：
RPC portmap
管理器，他管理基于
RPC
服务的连接
sendmail
：邮件服务器
sendmail
smb
：
Samba
文件共享
/
打印服务
syslog
：一个让系统引导时起动
syslog
和
klogd
系统日志守候进程的脚本
xfs
：
X Window
字型服务器，为本地和远程
X
服务器提供字型集
Xinetd
：支持多种网络服务的核心守护进程，能管理
wuftp
、
sshd
、
telnet
等服务
这些守护进程也启动完成了，
rc
程序也就执行完了，然后又将返回
init
继续下一步。
第五部分：建立终端
rc
执行完毕后，返回
init
。这时基本系统环境已设置好了，各种守护进程也已启动了。
init
接下来会打
开
6
个终端，以便用户登录系统。通过按
Alt+Fn(n
对应
1-6)
能在这
6
个终端中转换。在
inittab
中的以下
6
行就是定义了
6
个终端：
1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6
从上面能看出在
2
、
3
、
4
、
5
的运行级别中都将以
respawn
方式运行
mingetty
程序，
mingetty
程序能打
开终端、设置模式。同时他会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个
登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给
login
程序来验证用户的身份。
第六部分：登录系统，启动完成
对于运行级别为
5
的图像方式用户来说，他们的登录是通过一个图像化的登录界面。登录成功后能直接
进入
KDE
、
Gnome
等窗口管理器。而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：
当我们看到
mingetty
的登录界面时，我们就能输入用户名和密码来登录系统了。
Linux
的账号验证程序是
login
，
login
会接收
mingetty
传来的用户名作为用户名参数。然后
login
会
对用户名进行分析：如果用户名不是
root
，且存在
/etc/nologin
文件，
login
将输出
nologin
文件的内容，
然后退出。这通常用来系统维护时防止非
root
用户登录。只有
/etc/securetty
中登记了的终端才允许
root
用户登录，如果不存在这个文件，则
root
能在所有终端上登录。
/etc /usertty
文件用于对用户作出附加
访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。
在分析完用户名后，
login
将搜索
/etc/passwd
及
/etc/shadow
来验证密码及设置账户的其他信息，比如：
主目录是什么、使用何种
shell
。如果没有指定主目录，将默认为根目录；如果没有指定
shell
，将默认
为
/bin/bash
。
login
程序成功后，会向对应的终端在输出最近一次登录的信息
(
在
/var/log/lastlog
中有记录
)
，并检查用
户是否有新邮件
(
在
/usr/spool /mail/
的对应用户名目录下
)
。然后开始设置各种环境变量：对于
bash
来说，
系统首先寻找
/etc/profile
脚本文件，并执行他；然后如果用户的主目录中存在
.bash_profile
文件，就执
行他，在这些文件中又可能调用了其他设置文件，所有的设置文件执行后后，各种环境变量也设好了，
这时会出现大家熟悉的命令行提示符，到此整个启动过程就结束了。
4
、相关命令
4.1
、查看当前系统运行等级
[root@test ~]# runlevel
N 5
//’N’
代表先前的
Runlevel; ‘5’
代表目前的
Runlevel
4.2
、切换系统运行等级
#init N
//
切换到运行级别
N
# init 0
//
关机
# init 6
//
重启动系统