必須知道的操作系統(tǒng)原理

　　操作系統(tǒng)(英語(yǔ)：operating system，縮寫(xiě)作 OS)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)需要處理如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入設(shè)備與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)也提供一個(gè)讓用戶(hù)與系統(tǒng)交互的操作界面。操作系統(tǒng)的類(lèi)型非常多樣，不同機(jī)器安裝的操作系統(tǒng)可從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，可從移動(dòng)電話(huà)的嵌入式系統(tǒng)到超級(jí)計(jì)算機(jī)的大型操作系統(tǒng)。許多操作系統(tǒng)制造者對(duì)它涵蓋范疇的定義也不盡一致，例如有些操作系統(tǒng)集成了圖形用戶(hù)界面，而有些僅使用命令行界面，而將圖形用戶(hù)界面視為一種非必要的應(yīng)用程序。下面是小編收集整理的必須知道的操作系統(tǒng)原理范文，歡迎借鑒參考。

　　必須知道的操作系統(tǒng)原理(一)

　　進(jìn)程概念是現(xiàn)在操作系統(tǒng)的基本概念，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一大成就。

　　什么是進(jìn)程?

　　進(jìn)程的出現(xiàn)，是為了是操作系統(tǒng)可以以一種有序的方式管理應(yīng)用的執(zhí)行，以達(dá)到以下目的：

　　資源對(duì)多個(gè)應(yīng)用程序是可用的;

　　物理處理器在多個(gè)應(yīng)用程序之間切換以保證所有程序都在執(zhí)行中;

　　處理器和I/O設(shè)備能得到充分利用;

　　所有現(xiàn)在操作系統(tǒng)采用的方法都是依據(jù)一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)程存在的應(yīng)用程序執(zhí)行的一種模型。 到底什么是進(jìn)程呢?

　　進(jìn)程是一組元素組成的實(shí)體，它可以是一個(gè)正在執(zhí)行中的程序，也可以是一個(gè)能分配給處理器并由處理器執(zhí)行的實(shí)體。

　　進(jìn)程的兩個(gè)基本元素是：程序代碼(program code)和代碼相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集(set of data)。

　　在進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，任意給定一個(gè)時(shí)間，進(jìn)程都可以唯一地表征為以下元素：

　　標(biāo)識(shí)符：進(jìn)程的唯一標(biāo)識(shí)符，用來(lái)區(qū)別其他進(jìn)程

　　狀態(tài)：進(jìn)程在不同的生命周期有著不同的狀態(tài)

　　優(yōu)先級(jí)：相對(duì)于其他進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)

　　程序計(jì)數(shù)器：程序中即將被執(zhí)行的下一條指令的地址

　　內(nèi)存指針：包含程序代碼和進(jìn)程相關(guān)數(shù)據(jù)的指針，還有和其他進(jìn)程共享內(nèi)存塊的指針

　　I/O狀態(tài)信息：包括顯示的I/O請(qǐng)求、分配給進(jìn)程的I/O設(shè)備和被進(jìn)程使用的文件列表等

　　記賬信息：可能包括處理器時(shí)間總和、使用的時(shí)鐘數(shù)總和、時(shí)間限制、記賬號(hào)等

　　上述的列表信息被存放在一個(gè)稱(chēng)為進(jìn)程控制塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，該控制塊由操作系統(tǒng)創(chuàng)建 和管理。

　　進(jìn)程狀態(tài)

　　在任何時(shí)刻，進(jìn)程可以處于以下兩種狀態(tài)之一：運(yùn)行態(tài)和未運(yùn)行態(tài)，這是最簡(jiǎn)單的兩狀態(tài)模型。在這個(gè)模型中，會(huì)有一個(gè)調(diào)度器(dispatcher)，使處理器從一個(gè)進(jìn)程切換到另外一個(gè)進(jìn)程。

　　由于存在著一些處于非運(yùn)行狀態(tài)但已經(jīng)就緒等待執(zhí)行的進(jìn)程，而同時(shí)存在另外一些處于堵塞狀態(tài)等待I/O操作結(jié)束的進(jìn)程。

　　因此，解決這一問(wèn)題比較自然的方法是使用五狀態(tài)模型： 運(yùn)行態(tài)、就緒態(tài)、堵塞/等待態(tài)、新建態(tài)和退出態(tài)。

　　>>(1)被掛起的進(jìn)程

　　上述的基本狀態(tài)提供了一種為進(jìn)程建立系統(tǒng)模型的方法，并指導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。但是，往這個(gè)模型中添加其他狀態(tài)也是合理的。

　　由于處理器的運(yùn)行速度遠(yuǎn)大于I/O，以至于內(nèi)存中所有的進(jìn)程都在等待I/O的情況也是很常見(jiàn)的。因此，即使是多道程序設(shè)計(jì)，大多數(shù)處理器仍然可能處于空閑狀態(tài)。

　　一種解決方案是增大內(nèi)存，使得內(nèi)存中可以存在更多的進(jìn)程。然而這種方案顯然是治標(biāo)不治本的。

　　另外一種解決方案是交換(swapping)。當(dāng)內(nèi)存中沒(méi)有處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程時(shí)，操作系統(tǒng)就把被阻塞的進(jìn)程換出到磁盤(pán)中的掛起隊(duì)列(suspend queue)。操作系統(tǒng)在此之后取出掛起隊(duì)列中的另一個(gè)進(jìn)程，或者接受一個(gè)新進(jìn)程，將其加載到內(nèi)存中運(yùn)行。這時(shí)，在進(jìn)程狀態(tài)模型中添加了另外一個(gè)狀態(tài)：掛起態(tài)。

　　當(dāng)操作系統(tǒng)從掛起隊(duì)列中取出一個(gè)依然阻塞的進(jìn)程是毫無(wú)意義的，因?yàn)樗匀粵](méi)有準(zhǔn)備好執(zhí)行。所以為了區(qū)分被掛起的進(jìn)程哪些是可以取出的，需要設(shè)計(jì)另外一種掛起模型：為了區(qū)分，需要四個(gè)狀態(tài)：

　　就緒態(tài)：進(jìn)程在內(nèi)存中并可以執(zhí)行

　　阻塞態(tài)：進(jìn)程在進(jìn)程中并等待一個(gè)事件

　　阻塞/掛起態(tài)：進(jìn)程在外存中并等待一個(gè)事件

　　就緒/掛起態(tài)：進(jìn)程在外存中，但是只要被載入內(nèi)存就可以執(zhí)行

　　總結(jié)一下掛起的進(jìn)程的概念：

　　1.進(jìn)程不能被立即執(zhí)行。

　　2.進(jìn)程可能是或不是正在等待一個(gè)事件。如果是，阻塞條件不依賴(lài)于掛起條件，阻塞事件的 的發(fā)生不會(huì)使進(jìn)程立即執(zhí)行。

　　4.為組織進(jìn)程的執(zhí)行，可以通過(guò)代理把這個(gè)進(jìn)程置于掛起狀態(tài)，代理可以是進(jìn)程自己，也 可以是父進(jìn)程或者操作系統(tǒng)。

　　5.　除非代理顯示的命令操作系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，否則進(jìn)程無(wú)法從這個(gè)狀態(tài)中轉(zhuǎn)移。

　　6.　除了因?yàn)樘峁└嗟膬?nèi)存空間，進(jìn)程還會(huì)因?yàn)槭裁丛虮粧炱鹉?

　　必須知道的操作系統(tǒng)原理(二)

　　1、進(jìn)程與線(xiàn)程的區(qū)別

　　(1)粒度性分析：線(xiàn)程的粒度小于進(jìn)程。

　　(2)調(diào)度性分析：進(jìn)程是資源擁有的基本單位，線(xiàn)程是獨(dú)立調(diào)度與獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，出了寄存器，程序計(jì)數(shù)器等必要的資源外基本不擁有其他資源。

　　(3)系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)分析：由于線(xiàn)程基本不擁有系統(tǒng)資源，所以在進(jìn)行切換時(shí)，線(xiàn)程切換的開(kāi)銷(xiāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程。

　　2、進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換

　　3、進(jìn)程同步與互斥的區(qū)別

　　互斥：是指某一資源同時(shí)只允許一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者對(duì)其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，具有唯一性和排它性。但互斥無(wú)法限制訪(fǎng)問(wèn)者對(duì)資源的訪(fǎng)問(wèn)順序，即訪(fǎng)問(wèn)是無(wú)序的。

　　同步：是指在互斥的基礎(chǔ)上(大多數(shù)情況)，通過(guò)其它機(jī)制實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)者對(duì)資源的有序訪(fǎng)問(wèn)。在大多數(shù)情況下，同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了互斥，特別是所有寫(xiě)入資源的情況必定是互斥的。少數(shù)情況是指可以允許多個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)資源。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)：同步體現(xiàn)的是一種協(xié)作性，互斥體現(xiàn)的是一種排他性。

　　4、進(jìn)程間的通信方式有哪些?

　　(1) 管道( pipe )：管道是一種半雙工的通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)，而且只能在具有親緣關(guān)系的進(jìn)程間使用。進(jìn)程的親緣關(guān)系通常是指父子進(jìn)程關(guān)系。

　　(2)有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半雙工的通信方式，但是它允許無(wú)親緣關(guān)系進(jìn)程間的通信。

　　(3)信號(hào)量( semophore ) ： 信號(hào)量是一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以用來(lái)控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪(fǎng)問(wèn)。它常作為一種鎖機(jī)制，防止某進(jìn)程正在訪(fǎng)問(wèn)共享資源時(shí)，其他進(jìn)程也訪(fǎng)問(wèn)該資源。因此，主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程內(nèi)不同線(xiàn)程之間的同步手段。

　　(4) 消息隊(duì)列( message queue ) ： 消息隊(duì)列是由消息的鏈表，存放在內(nèi)核中并由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)。消息隊(duì)列克服了信號(hào)傳遞信息少、管道只能承載無(wú)格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點(diǎn)。

　　(5)信號(hào) ( sinal ) ： 信號(hào)是一種比較復(fù)雜的通信方式，用于通知接收進(jìn)程某個(gè)事件已經(jīng)發(fā)生。

　　(6)共享內(nèi)存( shared memory ) ：共享內(nèi)存就是映射一段能被其他進(jìn)程所訪(fǎng)問(wèn)的內(nèi)存，這段共享內(nèi)存由一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建，但多個(gè)進(jìn)程都可以訪(fǎng)問(wèn)。共享內(nèi)存是最快的 IPC 方式，它是針對(duì)其他進(jìn)程間通信方式運(yùn)行效率低而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它往往與其他通信機(jī)制，如信號(hào)兩，配合使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步和通信。

　　(7)套接字( socket ) ： 套解口也是一種進(jìn)程間通信機(jī)制，與其他通信機(jī)制不同的是，它可用于不同及其間的進(jìn)程通信。

　　5、作業(yè)(或進(jìn)程)的調(diào)度算法有哪些?

　　(1)先來(lái)先服務(wù)(FCFS，F(xiàn)irst-Come-First-Served): 此算法的原則是按照作業(yè)到達(dá)后備作業(yè)隊(duì)列(或進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列)的先后次序來(lái)選擇作業(yè)(或進(jìn)程)。

　　(2)短作業(yè)優(yōu)先(SJF,Shortest Process Next)：這種調(diào)度算法主要用于作業(yè)調(diào)度，它從作業(yè)后備隊(duì)列中挑選所需運(yùn)行時(shí)間(估計(jì)值)最短的作業(yè)進(jìn)入主存運(yùn)行。

　　(3)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法(RR，Round-Robin)：當(dāng)某個(gè)進(jìn)程執(zhí)行的時(shí)間片用完時(shí)，調(diào)度程序便停止該進(jìn)程的執(zhí)行，并將它送就緒隊(duì)列的末尾，等待分配下一時(shí)間片再執(zhí)行。然后把處理機(jī)分配給就緒隊(duì)列中新的隊(duì)首進(jìn)程，同時(shí)也讓它執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片。這樣就可以保證就緒隊(duì)列中的所有進(jìn)程，在一給定的時(shí)間內(nèi)，均能獲得一時(shí)間片處理機(jī)執(zhí)行時(shí)間。

　　(4)高響應(yīng)比優(yōu)先(HRRN，Highest Response Ratio Next): 按照高響應(yīng)比((已等待時(shí)間+要求運(yùn)行時(shí)間)/ 要求運(yùn)行時(shí)間)優(yōu)先的原則，在每次選擇作業(yè)投入運(yùn)行時(shí)，先計(jì)算此時(shí)后備作業(yè)隊(duì)列中每個(gè)作業(yè)的響應(yīng)比RP然后選擇其值最大的作業(yè)投入運(yùn)行。

　　(5) 優(yōu)先權(quán)(Priority)調(diào)度算法: 按照進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)大小來(lái)調(diào)度，使高優(yōu)先權(quán)進(jìn)程得到優(yōu)先處理的調(diào)度策略稱(chēng)為優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。注意：優(yōu)先數(shù)越多，優(yōu)先權(quán)越小。

　　(6)多級(jí)隊(duì)列調(diào)度算法：多隊(duì)列調(diào)度是根據(jù)作業(yè)的性質(zhì)和類(lèi)型的不同，將就緒隊(duì)列再分為若干個(gè)子隊(duì)列，所有的作業(yè)(或進(jìn)程)按其性質(zhì)排入相應(yīng)的隊(duì)列中，而不同的就緒隊(duì)列采用不同的調(diào)度算法。

　　6、死鎖產(chǎn)生的原因，死鎖產(chǎn)生的必要條件是什么，如何預(yù)防死鎖，如何避免死鎖，死鎖定理?

　　死鎖產(chǎn)生的原因：(1)競(jìng)爭(zhēng)資源;(2)進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)。

　　死鎖產(chǎn)生的必要條件：

　　(1)互斥條件：一個(gè)資源一次只能被一個(gè)進(jìn)程所使用，即是排它性使用。

　　(2)不剝奪條件：一個(gè)資源僅能被占有它的進(jìn)程所釋放，而不能被別的進(jìn)程強(qiáng)占。

　　(3)請(qǐng)求與保持條件：進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源要求，而該資源又已被其它進(jìn)程占有，此時(shí)請(qǐng)求進(jìn)程阻塞，但又對(duì)已經(jīng)獲得的其它資源保持不放。

　　(4)環(huán)路等待條件：當(dāng)每類(lèi)資源只有一個(gè)時(shí)，在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程-資源的環(huán)形鏈。

　　預(yù)防死鎖：破壞四個(gè)必要條件之一。

　　死鎖的避免：銀行家算法，該方法允許進(jìn)程動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源，系統(tǒng)在進(jìn)行資源分配之前，先計(jì)算資源分配的安全性。若此次分配不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)從安全狀態(tài)向不安全狀態(tài)轉(zhuǎn)換，便可將資源分配給進(jìn)程;否則不分配資源，進(jìn)程必須阻塞等待。從而避免發(fā)生死鎖。

　　死鎖定理：S為死鎖狀態(tài)的充分條件是：尚且僅當(dāng)S狀態(tài)的資源分配圖是不可完全簡(jiǎn)化的，該充分條件稱(chēng)為死鎖定理。

　　死鎖的解除：

　　(1)方法1：強(qiáng)制性地從系統(tǒng)中撤消一個(gè)或多個(gè)死鎖的進(jìn)程以斷開(kāi)循環(huán)等待鏈，并收回分配給終止進(jìn)程的全部資源供剩下的進(jìn)程使用。

　　(2)方法2：使用一個(gè)有效的掛起和解除機(jī)構(gòu)來(lái)掛起一些死鎖的進(jìn)程，其實(shí)質(zhì)是從被掛起的進(jìn)程那里搶占資源以解除死鎖。

　　7、分段式存儲(chǔ)管理、分頁(yè)式存儲(chǔ)管理，兩個(gè)的區(qū)別?

　　分段式存儲(chǔ)管理：分頁(yè)存儲(chǔ)管理是將一個(gè)進(jìn)程的地址(邏輯地址空間)空間劃分成若干個(gè)大小相等的區(qū)域，稱(chēng)為頁(yè)，相應(yīng)地，將內(nèi)存空間劃分成與頁(yè)相同大小(為了保證頁(yè)內(nèi)偏移一致)的若干個(gè)物理塊，稱(chēng)為塊或頁(yè)框(頁(yè)架)。在為進(jìn)程分配內(nèi)存時(shí)，將進(jìn)程中的若干頁(yè)分別裝入多個(gè)不相鄰接的塊中。

　　分頁(yè)式存儲(chǔ)管理：在分段存儲(chǔ)管理方式中，作業(yè)的地址空間被劃分為若干個(gè)段，每個(gè)段是一組完整的邏輯信息，如有主程序段、子程序段、數(shù)據(jù)段及堆棧段等，每個(gè)段都有自己的名字，都是從零開(kāi)始編址的一段連續(xù)的地址空間，各段長(zhǎng)度是不等的。

　　兩者的區(qū)別：

　　1、頁(yè)是信息的物理單位，分頁(yè)是為了實(shí)現(xiàn)非連續(xù)的分配，以便解決內(nèi)存的碎片問(wèn)題，或者說(shuō)分頁(yè)是為了由于系統(tǒng)管理的需要。

　　2、頁(yè)的大小固定是由系統(tǒng)確定的，將邏輯地址劃分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址是由機(jī)器硬件實(shí)現(xiàn)的。而段的長(zhǎng)度是不固定的，決定與用戶(hù)的程序長(zhǎng)度，通常由編譯程序進(jìn)行編譯時(shí)根據(jù)信息的性質(zhì)來(lái)劃分。

　　3、分頁(yè)式存儲(chǔ)管理的作業(yè)地址空間是一維的，分段式的存儲(chǔ)管理的作業(yè)管理地址空間是二維的。

　　8、頁(yè)面置換算法有哪些?

　　(1)最佳置換算法(Optimal)：即選擇那些永不使用的，或者是在最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不再被訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)面置換出去。(它是一種理想化的算法，性能最好，但在實(shí)際上難于實(shí)現(xiàn))。

　　(2)先進(jìn)先出置換算法FIFO：該算法總是淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面，即選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁(yè)面予以淘汰。

　　(3)最近最久未使用置換算法LRU(Least Recently Used)：該算法是選擇最近最久未使用的頁(yè)面予以淘汰，系統(tǒng)在每個(gè)頁(yè)面設(shè)置一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)字段，用以記錄這個(gè)頁(yè)面自上次被訪(fǎng)問(wèn)以來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間T，當(dāng)要淘汰一個(gè)頁(yè)面時(shí)，選擇T最大的頁(yè)面。

　　(4)Clock置換算法：也叫最近未用算法NRU(Not RecentlyUsed)。該算法為每個(gè)頁(yè)面設(shè)置一位訪(fǎng)問(wèn)位，將內(nèi)存中的所有頁(yè)面都通過(guò)鏈接指針鏈成一個(gè)循環(huán)隊(duì)列。當(dāng)某頁(yè)被訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，其訪(fǎng)問(wèn)位置“1”。在選擇一頁(yè)淘汰時(shí)，就檢查其訪(fǎng)問(wèn)位，如果是“0”，就選擇該頁(yè)換出;若為“1”，則重新置為“0”，暫不換出該頁(yè)，在循環(huán)隊(duì)列中檢查下一個(gè)頁(yè)面，直到訪(fǎng)問(wèn)位為“0”的頁(yè)面為止。由于該算法只有一位訪(fǎng)問(wèn)位，只能用它表示該頁(yè)是否已經(jīng)使用過(guò)，而置換時(shí)是將未使用過(guò)的頁(yè)面換出去，所以把該算法稱(chēng)為最近未用算法。

　　(5)最少使用置換算法LFU：該算法選擇最近時(shí)期使用最少的頁(yè)面作為淘汰頁(yè)。

　　必須知道的操作系統(tǒng)原理(三)

　　在工作中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：想要安裝Linux但是計(jì)算機(jī)不帶光驅(qū)或軟驅(qū)，或者是筆記本配置的非標(biāo)準(zhǔn)的軟驅(qū)和光驅(qū)，如1394接口，USB接口等，在Linux安裝時(shí)所引導(dǎo)的Linux內(nèi)核一般都不會(huì)帶這些接口的驅(qū)動(dòng)，所以也無(wú)法通過(guò)本地安裝Linux，此外，在一些場(chǎng)合，如機(jī)房，IT實(shí)驗(yàn)室，工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)，有大量的計(jì)算機(jī)需要同時(shí)安裝Linux，如果通過(guò)光驅(qū)的方式一個(gè)個(gè)安裝，不僅效率低，也不利于維護(hù)。這是時(shí)候你就需要PXE的強(qiáng)大功能了。本文將就PXE的基本原理和工作方式進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。具體的實(shí)踐過(guò)程需要比較豐富的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。

　　1.操作系統(tǒng)安裝的流程

　　通用流程：首先，bios啟動(dòng)，選擇操作系統(tǒng)的啟動(dòng)(安裝)模式(此時(shí)，內(nèi)存是空白的)，然后根據(jù)相關(guān)的安裝模式，尋找操作系統(tǒng)的引導(dǎo)程序(不同的模式，對(duì)應(yīng)不同的引導(dǎo)程序當(dāng)然也對(duì)應(yīng)著不同的引導(dǎo)程序存在的位置)，引導(dǎo)程序加載文件系統(tǒng)初始化(initrd)程序和內(nèi)核初始鏡像(vmlinuz)，完成操作系統(tǒng)安裝前的初始化;接著，操作系統(tǒng)開(kāi)始安裝相關(guān)的系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

　　硬盤(pán)安裝的流程：bios啟動(dòng)——MBR尋找grub——grub程序讀取menu.list等配置文件，找到內(nèi)核啟動(dòng)鏡像和相關(guān)初始化程序，安裝(或者啟動(dòng))。

　　PXE(Pre-boot Execution Environment)是由Intel設(shè)計(jì)，可以使計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的協(xié)議。協(xié)議分為client和server兩端，PXE client在網(wǎng)卡的ROM中，當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，BIOS把PXE client調(diào)入內(nèi)存執(zhí)行，并顯示出命令菜單，經(jīng)用戶(hù)選擇后，PXE client將放置在遠(yuǎn)端的操作系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載到本地運(yùn)行。

　　pxe網(wǎng)絡(luò)安裝的流程：bios啟動(dòng)——pxe client中的程序進(jìn)入內(nèi)存，顯示命令菜單——此程序開(kāi)始尋找網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)程序(bootstrap文件，這個(gè)文件的名字隨著發(fā)行版的不同而不同，在centos中，它是pxelinux.0)——引導(dǎo)程序讀取配置文件pxelinux.cfg，獲得系統(tǒng)初始化的相關(guān)文件信息——系統(tǒng)啟動(dòng)，開(kāi)始進(jìn)行安裝。

　　2.pxe模式安裝操作系統(tǒng)的原理

　　2.1安裝流程

　　客戶(hù)機(jī)從自己的PXE網(wǎng)卡啟動(dòng)，向本網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器索取IP，并搜尋引導(dǎo)文件的位置

　　DHCP服務(wù)器返回分給客戶(hù)機(jī)IP以及bootstrap文件的放置位置(該文件一般是放在一臺(tái)TFTP服務(wù)器上)

　　客戶(hù)機(jī)向本網(wǎng)絡(luò)中的TFTP服務(wù)器索取bootstrap文件

　　客戶(hù)機(jī)取得bootstrap文件后之執(zhí)行該文件

　　根據(jù)bootstrap的執(zhí)行結(jié)果，通過(guò)TFTP服務(wù)器加載內(nèi)核和文件系統(tǒng)

　　進(jìn)入安裝畫(huà)面, 此時(shí)可以通過(guò)選擇FTP,HTTP,NFS方式之一進(jìn)行安裝

　　2.2流程小結(jié)

　　總結(jié)就是：

　　1)網(wǎng)卡的client 網(wǎng)卡rom 尋找dhcp服務(wù)器，由/etc/dhcp.conf得到ip和引導(dǎo)程序所在地點(diǎn)

　　2)有dhcp.conf(引導(dǎo)程序文件名)和tftp的配置(tftp跟路徑，里面有引導(dǎo)程序和系統(tǒng)初始化程序)，得到引導(dǎo)程序pxelinux啟動(dòng)文件的絕對(duì)路徑，運(yùn)行引導(dǎo)程序，讀取啟動(dòng)配置文件pxelinux.cfg/default，得到操作系統(tǒng)初始化的兩個(gè)相關(guān)文件

　　3)選擇安裝方式

　　客戶(hù)端廣播dhcp請(qǐng)求——服務(wù)器相應(yīng)請(qǐng)求，建立鏈接——由dhcp和tftp配置得到ip還有引導(dǎo)程序所在地點(diǎn)——客戶(hù)端下載引導(dǎo)程序并開(kāi)始運(yùn)行——引導(dǎo)程序讀取

　　2.3.相關(guān)文件位置與內(nèi)容:

　　dhcp配置文件/etc/dhcpd/dhcp.conf——ip管理與引導(dǎo)程序名稱(chēng)

　　tftp配置文件/etc/xinetd.d/tftp——tftp根目錄，和上面的引導(dǎo)程序名稱(chēng)組成完整路徑

　　引導(dǎo)程序讀取的配置文件/tftpboot/pxelinux.cfg/default——啟動(dòng)內(nèi)核其他

　　3.實(shí)戰(zhàn)過(guò)程

　　實(shí)戰(zhàn)環(huán)境;centos 6.3,kernel 2.6.32

　　3.1安裝前的準(zhǔn)備：

　　軟硬件配置：網(wǎng)卡要支持pxe啟動(dòng)，操作系統(tǒng)也要支持pxe啟動(dòng)，另外有ftp服務(wù)器用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的安裝文件，dhcp服務(wù)器用于分配ip

　　3.2服務(wù)器配置

　　1)配置dhcp服務(wù)器

　　由于PXE客戶(hù)機(jī)通常是尚未裝系統(tǒng)的裸機(jī)，因此為了如服務(wù)器取得聯(lián)系并正確下載相關(guān)引導(dǎo)文件，需要預(yù)先配置好DHCP服務(wù)來(lái)自動(dòng)分配地址并告知引導(dǎo)文件的位置。

　　注明：filename這一個(gè)選項(xiàng)很重要,它的作用是指明bootstrap所在的位置,一般是指向一個(gè)TFTP服務(wù)器的某個(gè)目錄下。這里是相對(duì)路徑，其中路徑的上半部分在的一個(gè)配置文件之中。

　　2)配置tftp服務(wù)器

　　TFTP服務(wù)的配置文件是/etc/xinetd.d/tftp,RedHat9 默認(rèn)安裝已經(jīng)生成了該文件

　　注明：這個(gè)文件基本上不用改動(dòng),但是需要注意的的是server_args= -s /tftpboot這一行,它的含義是將/tftpboot作為root目錄,這樣在dhcpd.conf中的filename一行就應(yīng)該寫(xiě)bootstrap的相對(duì)路徑: filename “pxelinux.0”，這是出于安全方面考慮的.如果你去掉了-s這個(gè)參數(shù),那幺就要在filename一行指出bootstrap的絕對(duì)路徑: filename “/tftpboot/pxelinux.0”.注意，這里-s的內(nèi)容會(huì)因?yàn)榘l(fā)行版的內(nèi)容不同而不同，一般不用改動(dòng)。

　　3.3添加引導(dǎo)程序

　　Bootstrap對(duì)于支持網(wǎng)絡(luò)安裝的操作系統(tǒng)，Bootstrap基本上都可以從安裝源文件上找到，對(duì)于本例來(lái)說(shuō)，centos的bootstrap就是cdrom：/isolinux/pxelinux.0我們把它們都拷貝到tftpboot下.

　　3.4編輯引導(dǎo)配置文件

　　把centos第一張安裝光盤(pán)上images/pxeboot目錄下的initr.img和vmlinux也考到tftpboot/目錄下。在/tftpboot創(chuàng)建pxelinux.cfg目錄,用于放isolinux的配制文件。光盤(pán)isolinux/下有一個(gè)isolinux.cfg文件，把它拷貝到/tftpboot/pxelinux.cfg/目錄下并改名為default.下面為修改后的default文件：

　　default linux

　　prompt 1

　　timeout 30

　　label linux

　　kernel vmlinuz

　　append initrd=initrd.img

　　這個(gè)Default 文件很容易看懂，就是告訴啟動(dòng)后使用那個(gè)內(nèi)核引導(dǎo)

　　3.5開(kāi)始安裝

　　1)確保：服務(wù)器端剛才配置的幾個(gè)服務(wù)都處于開(kāi)啟狀態(tài);關(guān)閉防火墻;bios中選擇從網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)

　　2)剩下的步驟和從硬盤(pán)安裝相同