​​Есть популярный вопрос для собеседования администраторов Linux:

❓Расскажите, как происходит загрузка операционной системы на базе Linux.

Тема, на самом деле полезная, в отличие от некоторых других, имеет прикладное значение, особенно если приходится переносить системы, либо сталкиваться с тем, что тот или иной сервер по какой-то причине не загружается. А причин может быть много. Не понимая процесс загрузки, решить их затруднительно. Расскажу эту тему своими словами с примерами из своей практики.

1️⃣ После запуска сервера или виртуалки, первым делом загружается bios или uefi. Bios ищет загрузчик на локальном или сетевом носителе и запускает его. Uefi может в себе содержать загрузчик. А может и нет. Если вы переносите виртуалку с одного гипервизора на другой, то обязательно учитывайте этот момент, используется bios или uefi. Если второе, то на другом гипервизоре нужно будет воспроизвести настройки uefi, чтобы виртуалка заработала. Если честно, я не совсем понимаю, зачем может быть нужен uefi для виртуальных машин, если не используется secure boot. Проще использовать обычный bios. Пример, как может на практике выглядеть перенос VM с uefi с HyperV на Proxmox.

2️⃣ Дальше загружается загрузчик с диска (не обязательно локального, может и сетевого). Для Linux обычно это GRUB. Я ничего другого не встречал, хотя есть и другие. У загрузчика есть небольшое меню и набор опций, которые иногда пригождаются. Например, если загрузчик по какой-то причине не смог загрузиться с диска или раздела, который у него указан загрузочным. Можно это сделать вручную через grub rescue. Пример, когда я так поступал, чтобы починить загрузку системы.

❗️Важно не забывать про загрузчик, когда вы используете в качестве загрузочного диска mdadm раздел софтового рейда. Загрузчик GRUB должен быть на всех дисках, входящих в рейд массив, чтобы в случае выхода из строя одного диска, вы могли загрузиться с любого другого. Он не реплицируется автоматически, так как mdadm работает на уровне разделов диска, а загрузчик располагается вне разделов.

3️⃣ В зависимости от настроек GRUB, загружается ядро Linux. Оно монтирует специально подготовленный образ файловой системы initramfs, загружаемый в оперативную память. Этот образ содержит все необходимые настройки и драйвера, чтобы загрузиться с нестандартный файловых систем, с LVM, с RAID, по сети и т.д. Там могут быть любые настройки. Можно выводить какую-то заставку, проверять диски и многое другое. Также с него запускается первый процесс init.

Процесс пересборки initramfs вы можете наблюдать при обновлениях ядра в системе. В конце обычно пакетный менеджер подвисает на несколько секунд как раз на пересборке initramfs. Если ему помешать в этот момент, то потом можете не загрузиться с новым ядром, для которого не собрался initramfs. Я с таким сталкивался. А вот пример, когда с этим же столкнулся человек на своём ноуте. Мой совет с пересборкой initramfs ему помог.

Иногда после переноса на другое железо, сервер или вируталка могут не запуститься, потому что в initramfs не будет поддержки необходимого железа. В
этом случае initramfs нужно будет пересобрать с поддержкой всего, что необходимо для успешной загрузки. Это можно сделать либо на старом месте, пока система ещё работает, либо загрузиться с какого-то livecd.

4️⃣ После запуска Init начинает загружаться система инициализации и управления службами. Сейчас это почти везде SystemD. Здесь я особо не знаю, что рассказать. С какими-то проблемами если и сталкивался, то это уже отдельные моменты в работающей системе, которые относительно легко исправить, так как чаще всего к системе уже есть удалённый доступ.

Написал всё так, как я это знаю и понимаю. Возможно в чём-то ошибаюсь, потому что в каждом из этих разделов есть много нюансов. Один только uefi чего стоит. Я как мог ужал материал, чтобы уместить в формат заметки и дать максимум информации, которая пригодится в реальной работе.

#linux #grub