CentOS 6启动故障修复

2018-01-19|Categories: Linux, Magedu-training|

本文所有操作全部基于VMware虚拟机，物理实体机器上的操作可能不同。

修复故障的通用操作

VMware虚拟机开机画面特殊按键

下图就是VMware虚拟机的开机画面：



在这个画面可以快速按以下三个键，功能如下：

  • F2: SETUP（进入BIOS设置画面）
  • F12: Network Boot（从网络引导）
  • ESC: Boot Menu（选择从哪个设备引导系统，如下图所示）



进入光盘救援模式

  • 开机画面按ESC键，进入Boot Menu
  • 选择CD-ROM Drive，从光盘启动（系统安装光盘必须提前挂载）
  • 选择Rescue installed system

    

  • 等待光盘文件被读入内存

  • 设置救援模式的语言和键盘布局

  • 选择是否设置网络（我选择No）

    • 稍后如果需要连接网络，可以通过ifconfig eth0 192.168.0.7/24这样的方式临时指定IP地址

    

  • 选择是否以读写模式挂载根分区（我选择Continue）

    • Continue：以读写模式挂载
    • Read-Only：以只读模式挂载
    • Skip：跳过挂载，直接进入shell
    • Advanced：激活SAN设备

    

  • 读写模式挂载成功，并提示如何切换到硬盘根目录

    

  • 启动shell

    • 所有救援操作完成之后，输入exit回到这个画面，选择reboot重启系统

    

  • chroot /mnt/sysimage切换到硬盘根目录

    

进入单用户模式

  • 在GRUB画面按下任意键，显示GRUB菜单

    

  • 在要启动的内核上按a键，修改内核启动参数

    

  • 在启动参数末尾添加single，按下ENTER键启动系统

    • 把single换成(s|S|1)这三个字符的任何一个都是同样效果
  • 系统启动到单用户模式，不需要密码就获取root权限

硬件故障

硬盘分区表被破坏

警告：如果分区表没有提前备份，破坏后将无法修复！

备份MBR分区表

$ dd if=/dev/sda of=/mbr-61 bs=1 count=64 skip=446

$ file /mbr-61
/mbr-61: 8086 relocatable (Microsoft)

# 必须把分区表备份到另一台主机，
# 如果保存在本机，破坏分区表之后将无法读取
$ scp /mbr-61 root@172.16.125.71:~

破坏MBR分区表

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=64 seek=446

故障表现

黑屏上显示Error 22：



修复方法

必须进入光盘救援模式修复。因为没有分区表，救援模式尝试挂载硬盘根分区会报错：



虽然没有分区表无法挂载文件系统，但操作系统可以识别连接的设备，通过fdisk -l可以列出当前连接的硬盘设备，从下图可以看到，硬盘/dev/sda确实没有分区信息：



此时可以从备份主机取回备份的分区表，然后用dd命令写入硬盘：

# 指定IP地址，使本机可以连接其它主机
ifconfig eth0 172.16.125.61/24

# 从其它主机取回备份的分区表
scp root@172.16.125.71:~/mbr-61 .

# 把分区表写入硬盘
dd if=mbr-61 of=/dev/sda bs=1 seek=446

# 查看分区表写入结果
fdisk -l /dev/sda



从上图可以看到，分区信息已成功写入，修复完成。输入exit退出救援模式，重启系统。

重启过程中禁用SELinux检查

由于修改了系统重要文件，SELinux会自动检查其管辖的文件，并重新打标签（relabeling），完成之后会自动重启。这个检查过程可能耗时良久，可以添加内核启动参数selinux=0将其禁用：



这种方式只是临时禁用SELinux检查，下次重启依旧会检查，如果想彻底关闭，必须在/etc/selinux/config文件中彻底禁用SELinux，然后重启系统生效：

sed -i.bak -r 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/' /etc/selinux/config

Boot loader (GRUB Legacy) 故障

Stage 1 被破坏

破坏方式

执行破坏操作前，务必做好备份！

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446

故障表现

因为找不到Stage 1，BIOS认为硬盘不可引导，等同于没有安装操作系统，于是BIOS会尝试从可移动设备、光盘或网络引导，具体取决于引导设备的顺序。

修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

# 必须chroot，否则系统找不到`grub-install`的路径
chroot /mnt/sysimage
grub-install /dev/sda

# 把内存数据写入到硬盘，可执行多次
sync

注意：grub-install执行完之后，不要立即重启系统！否则内存中的数据可能没有完全写入硬盘，将导致修复失败。

修复过程实际上是重新写入了下图红色方框中的文件：



如果误操作破坏Stage 1之后，没有重启系统，而上图红色方框中的文件都完整保存在/boot/grub目录，也可以使用grub交互式命令来修复：



从上图可以看到，进入grub的交互式命令行之后，

  • 首先执行root (hd0,0)，设定/boot目录的位置（在这里是第一块硬盘的第一个分区），grub命令会自动检测分区的文件系统类型。如果不确定/boot目录的位置，可以执行find /boot/grub/stage1。
  • 然后执行setup (hd0)：
    • 把GRUB Stage 1安装到第一块硬盘的MBR。
    • 把文件系统驱动安装到MBR之后的扇区。e2fs_stage1_5驱动总共13428字节，因此占用27个扇区。

      

如果想把GRUB安装到分区的引导扇区而不是硬盘的MBR，就需要指定分区号setup (hd0,0)，但如此一来就需要链式载入（chain load）这个GRUB。
https://www.gnu.org/software/grub/manual/legacy/Installing-GRUB-natively.html

Stage 1.5 被破坏

破坏方式

执行破坏操作前，务必做好备份！

# Stage 1.5存储的文件系统驱动不同，具体需要破坏的扇区数不同，
# e2fs驱动总共占用27个扇区，因此这里破坏26个扇区，
# 如果破坏的扇区太少，系统仍然可能启动。

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=26 seek=1

故障表现

系统可以从硬盘引导，但由于找不到/boot所在分区的文件系统驱动，因此无法显示GRUB菜单，也无法进一步加载内核，只能显示一个黑屏，黑屏上没有任何信息。

修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

# 必须`chroot`，否则系统找不到`grub-install`的路径
chroot /mnt/sysimage
grub-install /dev/sda

# 把内存数据写入到硬盘，可执行多次
sync

Stage 2 被破坏

破坏方式

Stage 1 和 1.5 的代码是以二进制的方式存储在硬盘上，因此只能通过dd这种直接读写硬盘块（block）的工具来破坏和修复，而Stage 2代码是存储在/boot/grub/stage2这个文件，只要将其移动或删除，就破坏了Stage 2。

故障表现

黑屏上显示Error 15。

修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

  • 如果做过备份，把备份文件放回/boot/grub/目录即可，文件名必须是stage2。
  • 如果没有备份，仍然使用grub-install命令恢复。

实际上，grub-install命令可以修复所有GRUB Legacy引导阶段的错误。

/boot/grub/grub.conf被删除

故障表现

无法显示GRUB菜单，只能显示GRUB shell：



修复方法

临时指定引导参数：

# 指定`/boot`目录所在分区，
# 这里的 root 仅仅是GRUB的概念，不能与硬盘根分区混淆。
grub> root (hd0,0)

# 指定kernel路径，文件名可以用`<tab>`键补全，
# 必须用`root=`指定硬盘根分区，否则内核找不到根分区，将无法启动系统。
grub> kernel /vmlinuz-`uname -r` root=/dev/sda2

# 指定`initramfs`路径，文件名可以用`<tab>`键补全
grub> initrd /initramfs-`uname -r`.img

# 使用以上参数引导
grub> boot

系统启动成功之后，必须修复/boot/grub/grub.conf文件：

vim /boot/grub/grub.conf

至少包含如下内容：

# 用户在5秒内没有操作，将使用默认内核启动
timeout=5
# 默认用第一个`title`指定的内核启动
default=0

# title后面的名字可以自定义
title CentOS 6.9 (2.6.32-696.el6.x86_64)
    root (hd0,0)
    # `ro root=`这个顺序很重要，`ro`必须在`root=`前面，
    # 我第一次手写的时候，把顺序弄反了，结果重启后正确的用户名和密码无法登录，调整顺序立即恢复正常！
    # `root=`后面也可以直接写`/dev/sda2`这样的分区名称。
    kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 ro root=UUID=5561d4f2-d938-4bbd-98e9-d5a09a6731ec
    initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img

CentOS 6默认的其它内核引导参数：

KEYBOARDTYPE=pc
KEYTABLE=us
LANG=en_US.UTF-8
SYSFONT=latarcyrheb-sun16
crashkernel=auto
quiet
rd_NO_DM
rd_NO_LUKS
rd_NO_LVM
rd_NO_MD
rhgb

完整的内核引导参数列表可以通过man dracut，然后搜索KERNEL COMMAND LINE查看。

/boot分区故障

initramfs被删除

故障表现

系统可以从硬盘引导，可以显示GRUB菜单，但由于加载内核之后无法挂载根分区的文件系统，无法启动PID 1进程，只能显示一个黑屏，黑屏上没有任何信息。

修复方法

initramfs的完整路径是/boot/initramfs-$(uname -r).img，删除后必须进入光盘救援模式修复。

# 必须chroot，否则mkinitrd会因为找不到文件报错
chroot /mnt/sysimage
cd /boot
mkinitrd initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

Kernel被删除

故障表现

黑屏上显示两行信息：

Error 15: File not found
Press any key to continue...



修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

chroot /mnt/sysimage

# 挂载系统安装光盘
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom

cd /mnt/cdrom/Packages
rpm -ivh --force kernel-$(uname -r).rpm

/boot目录被删除

故障表现

黑屏上显示Error 15。

修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

第一步，恢复/boot目录下的文件：

chroot /mnt/sysimage
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
cd /mnt/cdrom/Packages
rpm -ivh --force kernel-$(uname -r).rpm

第二步，恢复/boot/grub目录下的文件：

# 不需要手工创建`/boot/grub`目录
grub-install /dev/sda

第三步，恢复/boot/grub/grub.conf文件：

vim /boot/grub/grub.conf

timeout=5
default=0

title CentOS 6.9 Fixed
    root (hd0,0)
    kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 ro root=/dev/sda2
    initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img

/boot目录和/etc/fstab被删除

故障表现

黑屏上显示Error 15。

注意：如果仅仅是删除了/etc/fstab文件，系统仍然可以启动。

修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

必须先修复/etc/fstab文件，此时只能先列出硬盘分区，然后临时挂载每个分区，根据分区的文件来推测其正确的挂载点。

fdisk -l
mkdir /mnt/guess
mount /dev/sda2 /mnt/guess



从上图显示的文件可以推测/dev/sda2正确的挂载点应该是/，然后就可以修复/etc/fstab文件：

umount /dev/sda2
mount /dev/sda2 /mnt/sysimage
cd /mnt/sysimage/etc

cat > fstab <<EOF
> /dev/sda2     /       ext4    defaults 0 0
> /dev/sda1     /boot   ext4    defaults 0 0
> /dev/sda3     /app    ext4    defaults 0 0
> /dev/sda5     swap    swap    defaults 0 0
> EOF

修复完成后必须重启，让救援模式自动挂载文件系统，然后就可以执行上一小节的三步来恢复/boot目录的所有文件。

救援模式挂载逻辑卷（LVM）分区

如果/分区是逻辑卷，必须先激活卷组（Volume Group）才可以挂载：

vgchange -ay

启动文件故障

/sbin/init被删除

/sbin/init是内核挂载硬盘根分区之后启动的第一个进程，其它所有系统进程都是/sbin/init的子进程，如果/sbin/init被删除，系统将无法真正启动。

故障表现

shell报错cannot set terminal process group (-1)，shell提示符后面无法输入任何字符，敲回车键就重复显示shell提示符本身：



修复方法

重启系统，在GRUB菜单添加内核启动参数init=/bin/bash，然后按b键，使用刚添加的参数引导内核，内核会把/bin/bash作为第一个进程启动，启动成功后，执行如下操作：

# 必须用读写模式重新挂载根分区
mount -o remount,rw /

mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
cd /mnt/cdrom/Packages
rpm -ivh --force `rpm -qf /sbin/init`.rpm
reboot

/etc/rc.d/rc.sysinit被删除

这个脚本的用途很多，是系统启动必不可少的文件：

  • 打印欢迎信息
  • 设定主机名称
  • 设定系统时间
  • 初始化网络
  • 挂载/proc文件系统
  • 挂载/etc/fstab列出的文件系统
  • 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
  • 基于内核引导参数初始化硬件
  • 初始化SELinux
  • 清理/var等目录
  • 激活LVM及Software RAID设备
  • 加载额外设备的驱动程序
  • ……

故障表现



备注：/etc/rc.sysinit是指向/etc/rc.d/rc.sysinit的软链接，若只是软链接被删除，系统仍然能够启动。

修复方法

必须进入光盘救援模式修复。

chroot /mnt/sysimage
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
rpm -ivh --force /mnt/cdrom/Packages/$(rpm -qf /etc/rc.d/rc.sysinit).rpm
reboot

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