Linux如何分析和排查系统故障——排除系统启动类故障
前言：在Linux系统的启动过程中，涉及MBR主引导记录、GRUB启动菜单、系统初始化配置文件等各方面，其中任何一个环节出现故障都可能会导致系统启动的失常，因此一定要注意做好相关文件的备份工作。本节主要介绍一些系统启动类故障修复的示例。
一、MBR扇区故障
MBR引导记录位于物理硬盘的第一个扇区（512B），该扇区又称为主引导扇区（MBR扇区），除了包含系统引导的部分数据意外，还包含了整个硬盘的分区表记录。当主引导扇区发生故障时，可能无法进入引导菜单，或者因无法找到正确的分区位置而无法加载系统，通过该硬盘引导主机是很可能进入黑屏状态。
接下来通过示例了解一下：
- 故障原因
病毒、木马等造成的破坏
不正确的分区操作、磁盘读写误操作
- 故障现象
找不到引导程序，启动中断
无法加载操作系统，开机后黑屏
- 解决思路
应提前做好备份文件
以安装光盘引导进入急救模式
从备份文件中恢复
以下示例都是以CentOS6（或RHEL6）为例：
应用示例1：
1.备份 MBR 扇区数据
由于MBR扇区中包含了整个硬盘的分区表记录，因此该扇区的备份文件必须存放（备份）到其他的存储设备中。
图示：先创建一个backup目录，然后在将第二块硬盘sdb1挂载到backup目录下，之后将第一块硬盘（sda）的MBR扇区备份到/backup目录下。
2.模拟 MBR 扇区故障
这里仍然使用dd命令，认为地将MBR扇区的记录覆盖，以便模拟出MBR扇区被破坏的故障情况（切记要先备份，而且将备份文件存放到其他硬盘）。
图示：从设备文件zero中读取512字节的数据，将其覆盖到第一块硬盘（sda），从而破坏MBR扇区中的数据。
完成上述操作后重启系统，将会出现”Operating system not found”的提示信息，表示无法找到可用的操作系统，因此无法启动主机。
3.光盘引导，进入急救模式，按提示操作
由于MBR扇区破坏以后，已经无法再从该硬盘启动系统，所以需要使用其他硬盘中的操作系统进行引导，或者直接使用系统的安装光盘进行引导。不管哪种方式，其目的都是相同的——获得一个可以执行命令的shell环境，以便从备份文件中恢复MBR扇区中的数据。
图示1：以使用安装光盘引导为例，开机当出现安装向导界面时，选择”Rescue install system”，将以急救模式引导光盘中的Linux系统。
图示2：之后依次按Enter键接受默认的语言、键盘格式，提示是否配置网卡时一般选择”NO”，然后系统会自动查找硬盘中的Linux分区并尝试将其挂载到/mnt/sysimage目录，选择”Continue”确认并继续，接下来就会出现rescue窗口，单击OK按钮，最后，单击OK按钮确认后将进入到带”bash-4.1#”提示符的Bash Shell环境（shell环境在屏幕的最下方）
4.从备份文件中恢复 MBR 扇区
进入带”bash-4.1#”提示符的Bash Shell环境后，只要执行相应的命令挂载保存有备份文件的硬盘分区（sdb1），并将数据恢复到硬盘”/dev/sda”中，然后重启即可恢复正常。需要注意的是，当前使用的系统环境中的Linux目录结构。
图示：
二、GRUB引导故障
GURB是大多数Linux系统默认使用的引导程序，可以通过启动菜单的方式选择进入不同的操作系统（如果有的话）。当配置文件/boot/grub/grub.conf丢失，或者关键配置出现错误，或者MBR记录中的引导程序遭到破坏时，Linux主机启动可能出现”grub>”的提示符，无法完成进一步的系统启动过程。
接下来通过示例了解一下：（模拟故障：执行”dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1″命令可以模拟出对MBR扇区中GRUB引导程序的破坏（注意先做好备份），但并不会破坏分区表（实际上分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中，MBR总共512字节，前446字节是主引导记录，从第447字节开始后的64字节，每16字节为一组，是硬盘的分区表））
- 故障原因
MBR 中的 GRUB 引导程序遭到破坏
grub.conf 文件丢失、引导配置有误
- 故障现象
系统引导停滞，显示”grub>” 提示符
- 解决思路
尝试手动输入引导命令
进入急救模式，重写或者从备份中恢复 grub.conf
向 MBR 扇区中重建 grub 程序
应用示例2：
在”grub>” 提示符后，手动输入引导命令
之后的启动过程与正常启动系统的过程是一样的。登录进入系统以后，需要找到配置文件/boot/grub/grub.conf，并修复其中的错误；或者从备份文件中恢复（以上选择从备份文件中恢复）；或者重建该文件，具体内容可以参考其他正常主机中的同名文件。以下操作查看GRUB配置文件grub.conf的默认内容。
如上图所示，各主要配置项的含义为：
- title：指定在启动菜单中显示的操作系统名称
- root：指定包含内核等引导文件的/boot分区所在的位置
- kernel：指定内核文件所在的位置，内核加载时权限为只读”ro”，并通过”root=”指定根分区的设备文件位置
- initrd：指定启动内核所使用的临时系统镜像文件所在的位置
由于在”grub>”环境中使用命令较为复杂，而且一般也难以记住相关的命令选项、内核加载参数等，因此用户可以采用另一种修复办法。接下来我们通过应用示例3了解一下另一种修复方法。
应用示例3：
同样适用安装光盘引导进入急救模式（参考应用示例1），若分区表并未被破坏，则急救模式将会找到硬盘中的Linux根分区，并将其挂载到光盘目录结构中的/mnt/sysimage/文件夹中。
进入”bash-4.1#”的shell环境后，执行”chroot /mnt/sysimage”命令可以将目录结构切换到带修复的Linux系统中，然后重写（或通过之前备份的文件恢复）grub.conf配置文件即可。
图示：
如果是MBR扇区中的引导程序出现损坏，可能在重建grub.conf配置文件后任然无法成功启动系统，这是可以通过救援模式的shell环境重新安装grub引导程序。切换到待修复的Linux系统跟环境，执行”grub-install /dev/sda”命令可以重新将grub引导程序安装到第1块硬盘（sda）的MBR扇区。
上述方法同样适用于在Linux主机中重装Windows系统（不覆盖Linux系统）后导致Linux系统无法启动的情况。因为对于使用双操作系统的主机，后安装的windows系统将使用自己的引导数据覆盖MBR分区中的记录，导致开机后不再出现GURB菜单从而无法进入Linux系统。如果后安装Linux系统，GRUB程序将会自动识别硬盘中的windows系统并加载到GRUB菜单配置中。
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