Linux啟動流程及調優方法解析

一、引導載入程序

引導載入程序是計算機啟動的第一步，也是啟動過程中最重要的一步。引導載入程序的作用是從硬碟中讀取操作系統內核，將操作系統內核載入內存並運行操作系統。引導載入程序通常被安裝在計算機的硬碟的MBR（主引導記錄）中，由BIOS調用執行。

<!-- 示例代碼 -->
boot = /dev/sda
root = (hd0,0)
install = /usr/lib/grub/i386-pc/grub-install

二、Linux內核載入

引導載入程序將Linux內核載入內存後，開始執行內核代碼。Linux內核的核心功能是提供系統調用和管理進程、內存、文件系統等操作系統的核心功能。Linux內核的啟動過程通常包括初始化數據結構和系統調用表、設置硬體參數、掛載根文件系統等操作。

<!-- 示例代碼 -->
Linux version 3.10.0-1062.12.1.el7.x86_64 (builder@kbuilder.dev.centos.org) (gcc version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39) (GCC) )

三、系統初始化

系統初始化是在Linux內核完成載入後進行的，其主要任務是啟動系統進程，並配置系統參數，使其能夠正常工作。系統初始化包括初始化系統日誌、網路連接、計劃任務、配置文件等步驟。在系統初始化過程中，還需要啟動一些服務進程如SSH、CRON等。

<!-- 示例代碼 -->
Welcome to CentOS 7.6.1810 (Core)  Kernel 3.10.0-862.el7.x86_64 on an x86_64

四、用戶登錄

用戶登錄是系統啟動後最後一步，它允許用戶通過系統賬號和密碼來訪問系統，完成對計算機的管理。用戶登錄可以通過控制台、SSH等方式進行，用戶登錄後可以執行系統命令和管理系統資源。為了防止系統被非法訪問，通常需要配置防火牆、密碼複雜度等安全機制。

<!-- 示例代碼 -->
login: root
password: 
Last login: Sat Mar 21 15:07:00 2020 from 127.0.0.1

五、系統調優方法

（一）設置文件句柄和進程限制數

文件句柄和進程限制數的大小會影響到系統能夠同時處理的連接數。如果系統需要處理大量的網路連接，那麼就需要設置足夠大的文件句柄和進程限制數。

<!-- 示例代碼 -->
ulimit -n 65535
ulimit -u 65535

（二）關閉不需要的服務和埠

在Linux系統中，有很多服務和埠是不需要或者不安全的，如果在Linux上啟用了不需要的服務和埠，那麼可能會引起安全威脅。因此，為了提高系統的安全性和效率，可以關閉不需要的服務和埠。

<!-- 示例代碼 -->
systemctl stop httpd
systemctl disable httpd

（三）優化磁碟IO性能

磁碟IO性能是Linux系統中的一個重要性能指標，因為磁碟IO對系統的性能影響非常大。可以通過使用RAID等技術來提高磁碟IO性能，而IO調度演算法可以在內核中控制磁碟IO的執行順序，從而提高IO數據的吞吐量。

<!-- 示例代碼 -->
echo "noop" > /sys/block/sda/queue/scheduler

（四）內存管理

內存管理是Linux系統中的一個重要部分。在Linux中，通過使用虛擬內存等技術來控制內存的使用。可以通過優化內存使用方式，或者通過增加物理內存來提高系統的性能。

<!-- 示例代碼 -->
echo 1 > /proc/sys/vm/swappiness

（五）CPU優化

CPU優化可以通過動態調整CPU的頻率、使用SMP技術等方式來提高系統的性能。可以通過調整CPU內核調度程序、禁用不需要的IRQ等方式來提高CPU的性能。

<!-- 示例代碼 -->
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq
echo "performance" > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor