CentOS系統啓動流程
POST --> Boot Sequence（BIOS） --> Boot Loader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(readonly) --> switchroot --> /sbin/init(CentOS 5,6,7不同) --> 設置默認運行級別 --> 運行系統初始化腳本，完成系統初始化 --> 關閉啓動對應級別下需要停止的服務，啓動對應級別下需要開啓的服務 --> 設置登錄終端（啓動終端圖形終端）--> 操作系統啓動完成
CentOS系統啓動流程（內核級別）
1、POST：加電自檢
開機加電後，系統自檢硬件設備包括cpu、內存、硬盤、顯示設備等，這個過程叫加電自檢POST；一旦通電會自動讀取ROM有個帶電芯片CMOS程序並運行即按次序查找可引導設備，第一個有引導程序的設備即爲本次啓動要用到的設備；引導程序叫bootloader引導加載器。
2.BIOS：第一順序啓動的設備（基本輸入輸出系統 Basic Input and Cutput System）
ROM中的信息一旦寫入就不能進行修改，其信息斷電之後也仍然保留。而CMOS是微機主板上的一塊可讀寫的RAM芯片斷電以後保存在上面的數據會自動消失，需要主板電池供電；對CMOS中各項參數的設定要通過專門的程序，現在廠家將CMOS設置程序做到了BIOS芯片中，因此CMOS設置又通常叫做BIOS設置。BIOS（基本輸入輸出系統）也是固化在當前主機ROM芯片中的代碼，實現按次序查找各引導設備，第一個有引導程序的設備即爲本次啓動要用到的設備。
3.Boot Squence：引導加載程序啓動內核
按次序查找引導設備，第一個有引導程序的設備即爲本次啓動要用到的設備；
bootloader引導加載器、程序：
Windows：由ntlader引導加載器
Linux：
（1）LTLO：Linux Loder(無法支持大磁盤，1024後不能加載)
（2）GRUB: Grand Uniform Bootloder（統一引導加載器）
GRUB 0.X:Grub Legacy（傳統版本）
GRUB 1.X:Grub2 （第二版本）
功能：提供一個菜單，允許用戶選擇要啓動的系統或不同的內核版本，把用戶選定多內核裝載到RAM（內存）中的特點空間中，解壓、展開，而後把整個系統控制權移交給內核，即完成把內核加載到內存空間中。
Bootloader引導加載器是安裝在硬盤或光盤甚至是U盤上的程序，系統加電後運行的第一段軟件代碼。
Bootloader引導加載程序位於磁盤中的MBR中，每個磁盤或每個磁盤中的分區中都有MBRMBR是磁盤上的第一個扇區又叫做主引導扇區，是計算機開機後訪問硬盤時所必須要讀取的首個扇區，分三部分：
MBR：Master Boot Record（主引導記錄）
512bytes：
446bytes：bootloader（引導程序LTLO或GRUB）
64bytes：fat（分區表，文件系統分配表）
2bytes：55AA（標記MBR有效）
MBR是由分區程序（如Fdisk，Parted）所產生的，它不依賴任何操作系統，而且硬盤引導程序也是可以改變的，從而能夠實現多系統引導。僅僅包含一個64個字節的硬盤分區表。由於每個分區信息需要16個字節，所以對於採用MBR型分區結構的硬盤(其磁盤卷標類型爲MS-DOS)，最多隻能識別4個主要分區。所以對於一個採用此種分區結構的硬盤來說，想要得到4個以上的主要分區是不可能的。這裏就需要引出擴展分區，擴展分區也是主分區（Primary partition）的一種，但它與主分區的不同在於理論上可以劃分爲無數個邏輯分區，每一個邏輯分區都有一個和MBR結構類似的擴展引導記錄(EBR)。
Linux中有多種引導加載程，常見的有最早的LILO，缺點：LILO無法支持大硬盤，如果內核或加載的系統位於1024柱面以後的分區上，LILO是加載不了，但在安卓手機上應用較廣泛；後來被GRUB取代，GRUB有兩個版本GRUB 0.x（Grub Legacy）和GRUB 1.x（Grub2）兩者從設計理念上完全不同。
Linux中的引導加載程Bootloader有多種實現方式：
LILO：LIinux LOader
GRUB：Grand Uniform Bootloader
GRUB 0.x：Grub Legacy
GRUB 1.x：Grub2
GRUB（Boot Lloader）：
bootloader：1st stage（對MBR而言bootloader是加載其第二階段，不是加載內核）
Partiton：filesystem driver，1.5 stage
Partition：/boot/grub,2nd stage
加載後可在操作系統之前提供一個操作系統（即一個接口），然後加載內核；
Grub Legacy：分三階段
stage1：存放在MBR上
stage1_5：存放在MBR之後的扇區，讓stage1中的bootloader能識別stage2所在的分區上的文件系統；
stage2：磁盤分區（/boot/grub/）
引導加載程序先讀取MBR上的gurb第一階段，由於MBR很小隻有512字節採用grub這種方式引導程序，隨後讀取扇區中的stage1.5階段，讀取1.5階段以後從而就能驅動第二階段stage2所在的磁盤分區，stage2是存放在磁盤分區上的還包括了內核文件及ramdisk等都在這個分區上存放的；這就是爲什麼通過Bootloader之grub就能夠加載內核文件的原因。
注意：當前硬件平臺，主板BIOS必須能識別硬盤，然後BIOS才能加載硬盤中的Bootloader，磁盤中的Bootloader自身加載完以後，就能夠識別當前主機上的硬盤設備了。
但硬盤設備能識別，並不代表硬盤上的文件系統能識別，因爲文件系統是額外附加的一層軟件組織的文件結構，所以要能夠對接一種文件系統，必須要用到文件系統驅動；對應的應用程序必須能識別和理解這樣的文件系統纔可以，這種程序就稱爲文件系統驅動；grub的1.5階段就是給gurb提供了文件系統驅動的，從而就能夠訪問對應的第二階段和內核所在的分區了，這通常是一個基本磁盤分區；所以grub第二階段以及內核和ramdisk文件通常都會放在一個基本磁盤分區上；因爲grub驅動不了邏輯卷這種高級接口。
stage2一般是掛載至/boot/grub/目錄下；grub也有自己的配置文件：/boot/grub/grub.conf且通常有個符號鏈接文件：/etc/grub.conf；
stage2的功用：
（1）提供菜單或交互式接口；
（2）能加載用戶選擇的內核或操作系統；
（3）爲菜單通過了保護機制。
4.加載 kernel
（1）通過grub加載到內核後，就在內存中解壓並展開就可完成後續操作即內核自身初始化；分爲四步：
第一：探測可識別的所有硬件設備
第二：加載硬件驅動程序；（有可能會藉助於randisk加載驅動）
第三：以只讀方式掛載根文件系統
第四：運行用戶空間的第一個應用程序：/sbin/init
（其中有可能會藉助於randisk加載驅動，ramdisk：是基於內存的磁盤設備；以只讀方式掛載根文件原因是防止內核中有bug，確保無問題後再改爲讀寫方式；）
（2）如果內核把已知根文件系統所在的磁盤設備驅動程序編譯進內核（一般自己編譯內核含此驅動），此時就不需要這個ramdisk，所以發行商提供的安裝系統文件不可能包含所有驅動在內核中。
這樣，要想加載根文件系統，就要先加載根文件系統所在的磁盤設備驅動，而驅動就在根上因此，就不能依賴於根上的驅動程序來加載根文件系統；要藉助於ramdisk臨時根文件系統來加載根文件系統所在的磁盤設備驅動，從而加載根文件系統；
ramdisk臨時根文件系統不是操作系統發行商直接在光盤上自帶的，而是在安裝操作系統後臨時生成的，它在安裝操作系統後，能掃描當前主機硬盤設備的型號，並找到相關驅動做成一個臨時根；所以這個臨時根是爲每個用戶安裝過程生成以後動態創建的。
ramdisk臨時根是把內存某段空間當做磁盤使用，而Linux內核特性是使用緩衝和緩存來加速對磁盤上的文件訪問，這就是爲什麼在centos5上使用ramdisk（initrd），在後來的centos6,7上使用的ramfs的原因，避免了在內存中的雙緩衝和雙緩存。
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5.掛載根文件系統
一旦內核藉助於ramdisk提供的臨時根完成加載真正的根文件系統所在的設備，下一步就裝載根文件系統，內核會自動把根文件系統所在的設備掛載至根上，所以說根是在內核中就是這個原因所在。
6.根切換
在掛載根文件系統時爲了避免內核中有bug或操作過程中有bug導致根文件系統被損壞，先只讀掛載根文件系統，加載完成後纔讀寫掛載，完成整個掛載根文件系統後，直接去找/sbin/init程序，即開始運行用戶空間的第一個程序。
用戶空間啓動流程
7./sbin/init程序
init程序主要依賴於配置文件：/etc/inittab，大體分爲：設定默認啓動級別 --> 設定系統初始化腳本 --> 啓動對應級別的服務 --> 打印各終端登錄界面（如果級別爲3處理提供文本登錄界面，如果級別爲5還提供圖形登錄界面）
8. 設置默認運行級別
（1）運行級別：爲了系統的運行或維護等目的而設定的機制；
0-6：共7個級別；
0：關機，shutdown
1：單用戶模式（single user），root用戶，無須認證，維護模式；
2：多用戶模式（multi user），會啓動網絡功能，但不會啓動NFS，維護模式；
3：多用戶模式（multi user），完全功能模式，文本界面；
4：預留級別：目前無特別使用目的，但習慣以同3級別功能使用；
5：多用戶模式（multi user），完全功能模式，圖形界面；
6：重啓，reboot
（2）配置文件：/etc/inittab定義了很多功能，每一行定義一種操作（action）以及與之對應的process（僅適用於CentOS 5），一行就定義了init要執行的任務，甚至是一堆任務，每一行的語法格式爲： id:runlevels:action:process
id爲一個任務的標識符；
runlevels：在哪些運行級別下啓動此任務；例：3，2345，也可爲空表示所有級別；
action：在什麼條件下啓動此任務；
wait：等待切換至此任務所在的級別時執行一次（剛剛切換進來時）；
respawn：一旦此任務終止時，就自動重啓；（如：登錄終端執行logout登出後會再次啓動）
initdefault：設定默認允許級別；此時process省略爲空；
sysinit：設定系統初始化方式，此處一般爲指定/etc/rc.d/rc.sysinit腳本；（CentOS 5,6都用到此腳本，CentOS 7是靠systemd完成的），在CentOS 6中僅保留此配置文件中設定啓動運行級別的功能。
process：具體任務；通常爲應用程序，或腳本，或二進制的程序，取決於自定義。
9.系統初始化腳本
系統初始化腳本：/etc/rc.d/rc.sysinit
（1）設置主機名；
（2）設置歡迎信息；
（3）激活udev和selinux；
（4）掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統；
（5）檢測根文件系統，並以讀寫方式重新掛載根文件系統；（重新掛載是指根文件檢測完之後）
（6）設置系統時鐘；
（7）根據/etc/sysctl.conf文件來設置內核參數；
（8）激活lvm即軟raid設備；
（9）激活swap設備；
（10）加載額外設備的驅動程序；（內核加載驅動只加載根文件系統的）
（11）清理操作；
注意：在init配置文件：/etc/inittab中，有一行內容是定義/etc/rc.d/rc.sysinit，此腳本文件是負責完成系統初始化的腳本文件。
10.關閉/啓動對應級別下的服務
腳本文件/etc/rc.d/rc作用爲當級別切換時啓動或停止服務；此腳本接受傳遞的參數給腳本中$runlevel變量，然後，讀取/etc/rc$runlevel.d/K*和/etc/rc$runlevel.d/S*所有文件，這些文件就是爲什麼開機啓動後，有些服務會自動啓動，有些服務沒有啓動的原因。
K*：要停止的服務，K##*，優先級，數字越小，越優先關閉，依賴的服務先關閉，然後再關閉被依賴的。
S*：要啓動的服務，S##*，優先級，數字越小，越是優先啓動，被依賴的服務先啓動，而依賴的服務後啓動。
/etc/rc.d/init.d目錄還有個鏈接目錄爲/etc/init.d目錄，這兩目錄下文件相同。
11.啓動終端（圖形終端）
操作系統啓動完成
相關概念：
Linux系統的組成部分：內核+根文件系統
內核：進程管理、內存管理、網絡協議棧、文件系統、驅動程序。
IPC(Inter-Process Communication進程間通信):就是指多個進程之間相互通信，交換信息的方法。Linux IPC基本上都是從Unix平臺上繼承而來的。主要包括最初的Unix IPC，System V IPC以及基於Socket的IPC。另外，Linux也支持POSIX IPC。
運行中的系統環境可分爲兩層：內核空間、用戶空間；
內核空間：內核代碼（系統調用）
用戶空間：應用程序（進程或線程）
內核設計流派：
單內核設計：把所有的功能集成於同一個程序；（Linux）
微內核設計：每種功能都使用一個單獨的子系統實現；（Windows solarls）
Linux內核特點：
（1）支持模塊化：.KO（kernel object）
（2）支持模塊運動時動態裝載或卸載
組成部分：
核心文件：/boot/Vmliuz-VERSION-release
ramdirk:
CentOS5:/boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS6,7:/boot/initramfs-VERSION-release.img