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从零开始构建Linux并提供WEB服务

2021-04-14 22:29:30 作者：互联网

所使用的工具版本

linux-5.8.9 busybox-1.32.0 grub2 Centos8

#下载Linux内核和busybox
#linux内核
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.8.9.tar.xz
#常用命令工具集
wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.32.0.tar.bz2
#实现ssh远程登录工具
wget https://matt.ucc.asn.au/dropbear/dropbear-2020.81.tar.bz2
#提供web服务
wget http://nginx.org/download/nginx-1.19.9.tar.gz

系统环境

vmware内安装Centos8，连接2块磁盘(sda、sdb(40G))

磁盘分区（fdisk /dev/sdb）

使用o命令清除分区信息，使用n命令分两个区，200M+4G+剩余空间，200M用于boot分区，4G用于交换分区，剩余空间自己使用;
使用a命令设置1分区为活动分区
使用t命令设置2分区为82交换分区
使用w命令保存并退出

#列出当前磁盘
fdisk -l

#使用fdisk /dev/sdb进入fdisk界面
fdisk /dev/sdb

#按照以下操作进行磁盘分区（红色字是需输入的命令）
[root@208 ~]# **fdisk /dev/sdb**

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.32.1)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

命令(输入 m 获取帮助)：**o**
创建了一个磁盘标识符为 0xa1537ea2 的新 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：**n**
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：

将使用默认回应 p。
分区号 (1-4, 默认  1): 
第一个扇区 (2048-83886079, 默认 2048): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-83886079, 默认 83886079): **+200M**

创建了一个新分区 1，类型为“Linux”，大小为 200 MiB。

命令(输入 m 获取帮助)：**n**
分区类型
   p   主分区 (1个主分区，0个扩展分区，3空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：

将使用默认回应 p。
分区号 (2-4, 默认  2): 
第一个扇区 (411648-83886079, 默认 411648): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (411648-83886079, 默认 83886079): **+4G**

创建了一个新分区 2，类型为“Linux”，大小为 4 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：**n**
分区类型
   p   主分区 (2个主分区，0个扩展分区，2空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：

将使用默认回应 p。
分区号 (3,4, 默认  3): 
第一个扇区 (8800256-83886079, 默认 8800256): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (8800256-83886079, 默认 83886079): 

创建了一个新分区 3，类型为“Linux”，大小为 35.8 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：**a**
分区号 (1-3, 默认  3): **1**

分区 1 的 可启动 标志已启用。

命令(输入 m 获取帮助)：**t**
分区号 (1-3, 默认  3): **2**
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：**82**

已将分区“Linux”的类型更改为“Linux swap / Solaris”。

命令(输入 m 获取帮助)：**w**
分区表已调整。
将调用 ioctl() 来重新读分区表。
正在同步磁盘。

格式化磁盘

mkfs.ext3 /dev/sdb1
mkfs.ext4 /dev/sdb3

挂载磁盘

#临时根文件系统
mkdir /mnt/rootfs
mount /dev/sdb1 /mnt/rootfs

#真实根文件系统
mkdir /mnt/root
mount /dev/sdb3 /mnt/root

#可以修改主机配置文件实现开机自动挂载（在最后添加两行）
vim /etc/fstab
/dev/sdb3 /mnt/root
/dev/sdb1 /mnt/rootfs

编译kernel

将下载好的kernel解压，使用tar -xvf ./linux-5.8.9.tar.xz;然后进入到kernel目录cd linux-5.8.9,下面开始编译

tar -xf linux-5.8.9.tar.xz
cd linux-5.8.9

make x86_64_defconfig
make menuconfig

#调整编译参数
(1)General setup  ---> 
**[*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support**  
(2)Device Drivers  --->
**[*] Block devices  --->**
**<*>   RAM block device support**
**(16)**   Default number of RAM disks 
**(8196)** Default RAM disk size (kbytes)
(3)
File systems  --->
**<*> Second extended fs support
<*> The Extended 3 (ext3) filesystem**

#编译
make

#复制编译好后的文件
cp arch/x86/boot/bzImage /mnt/rootfs/vmlinux

制作文件系统

常用命令通过busybox编译得到

tar -xf busybox-1.32.0.tar.bz2
cd busybox-1.32.0

make menuconfig

#调整编译参数
Settings  --->
--- Build Options                                                                                           **[*] Build static binary (no shared libs)**

#编译
make

补充其他需要的文件

1.在电脑上创建一个目录用来制作initrd文件系统，mkdir homeDir

2.将busybox生成的_install目录下的所有内容拷贝到homeDIr目录

3.注意将homeDIr中的linuxrc改名为init

mkdir homeDir
cd homeDir
cp -ra ../busybox-1.32.0/_install/* .
mv linuxrc init
#创建其他目录
mkdir -p etc/init.d/

4.在homeDir目录中的etc目录下创建inittab文件

vim etc/inittab

::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:reboot
::shutdown:/etc/init.d/shutdown.sh

5.在homeDir/etc/init.d/目录下创建rcS文件

vim etc/init.d/rcS

#!/bin/sh
/bin/mount -a
mkdir -p /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

6.在homeDir目录下创建一个脚本，用来生成initrd文件

vim make.sh

#!/bin/sh
rootDir=**/opt/l/tmp**
rm -rf $rootDir/initrd
find .|cpio -o -H newc |gzip -9 > $rootDir/initrd
echo “create initrd successed !!”

#授权并执行
chmod +x make.sh
./make.sh

7.将生成initrd文件拷贝到u盘的boot分区根目录下。

cp /opt/l/tmp/initrd /mnt/rootfs/

安装grub

grub2-install --root-directory=/mnt/rootfs /dev/sdb

创建grub配置文件

vim /mnt/rootfs/boot/grub2/grub.cfg

set timeout=3
menuentry 'LysLinux' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu {
insmod gzio
insmod ext2
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 1cd9d71c-9b15-493d-8baf-a7a8e9f28ee1
linux /vmlinux
initrd /initrd
}

其中uuid查看方法是使用blkid命令找到对应的启动分区的编号。

**blkid**
/dev/sda1: UUID="b604d651-9480-4812-bb3d-08db7239c383" TYPE="ext4" PARTUUID="e8af0437-01"
/dev/sda2: UUID="2468fX-QKtT-UKi7-2FIF-0yYI-9yuI-gSIcFz" TYPE="LVM2_member" PARTUUID="e8af0437-02"
/dev/sdb1: UUID="**1cd9d71c-9b15-493d-8baf-a7a8e9f28ee1**" TYPE="ext3" PARTUUID="a1537ea2-01"
/dev/sdb2: PARTUUID="a1537ea2-02"
/dev/sdb3: UUID="97c6c7b1-79a0-455e-894c-c9352b12e4fa" SEC_TYPE="ext2" TYPE="ext3" PARTUUID="a1537ea2-03"
/dev/sr0: UUID="2020-01-03-21-42-40-00" LABEL="CentOS-8-1-1911-x86_64-dvd" TYPE="iso9660" PTUUID="087a73cc" PTTYPE="dos"
/dev/mapper/cl-root: UUID="1e55f550-4105-43f2-b075-653afda997be" TYPE="xfs"
/dev/mapper/cl-swap: UUID="f96b1f9f-1fb4-4222-90c2-d55bbb1f49e4" TYPE="swap"

同步磁盘数据并关闭主机
```
sync
sync
sync
poweroff
```
新建虚拟机挂载新磁盘并启动

挂载磁盘时，选择IDE磁盘，否则进入系统后可能认不到磁盘

切换到真正根文件系统

关闭子系统，启动主机系统

上面系统启动后，linux回运行到内存中，所有修改均不能生效，需要将文件系统切换到真实的根目录下

建立真正根文件目录

cd /mnt/root

#创建相关文件,删除无用文件
mkdir -p dev etc lib mnt/sysroot proc sys root
rm linuxrc

#拷贝基本文件
cp -R /opt/l/busybox-1.32.0/_install/* .

#拷贝配置文件（使用busybox自带的示例配置，上面建立虚拟根文件系统也可以采用这种方式）
cp -R /opt/l/busybox-1.32.0/examples/bootfloppy/etc/* etc/

修改下fstab和rcS,使用fstab添加sysfs的挂载,使用rcS自动创建设备结点
```
vim etc/fstab

proc		/proc	proc	defaults    0	0
sysfs		/sys	sysfs	defaults    0 0
```

修改rcS

vim etc/init.d/rcS

#!/bin/sh

/bin/mount -a
mdev -s

进入到homeDIr目录，重建init文件

cd homeDIr
rm init
vim init

#!/bin/sh
#
echo "exec initramfs init"
echo "mounting proc and sys"

mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys

echo "detect and export hardware info"
mdev -s

#echo "start /bin/sh"
#exec /bin/sh

echo "Mount real rootfs to /mnt/sysroot..."
mount -t ext4 /dev/sda3 /mnt/sysroot

echo "Switch to read rootfs..."
exec switch_root /mnt/sysroot /sbin/init

关闭主系统，启动子系统
```
sync
sync
sync
poweroff
```
此时应该可以进入真实的根文件目录，所有文件修改都会生效，重启后依然保留

支持ssh登录

关闭子系统，启动主机系统

以下操作都是在真实根目录下进行（/mnt/root）

支持本地登录

创建用户数据库文件:passwd,密码影子文件:shadow,用户组文件:group

#创建用户数据库文件:passwd,密码影子文件:shadow,用户组文件:group

vim /mnt/root/etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

#生成用户密码
openssl passwd -1 -salt `openssl rand -hex 4`
Password: 
**$1$c4a375d4$e53cXyHuwv4E3O.MI07de0**

vim /mnt/root/etc/shadow
root:**$1$c4a375d4$e53cXyHuwv4E3O.MI07de0**:16690:0:99999:7:::

#修改文件权限
chmod go= /mnt/root/etc/shadow

vim /mnt/root/etc/group            
root:x:0:

vim /mnt/root/etc/sysconfig/network    #设置主机名
HOSTNAME=www

修改启动配置

#修改启动配置,如果放开 # ::respawn:-/bin/sh 则不需要登录直接进入系统
vim /mnt/root/etc/inittab             

::sysinit:/etc/init.d/rcS
# ::respawn:-/bin/sh
::respawn:/sbin/getty 19200 tty1
::respawn:/sbin/getty 19200 tty2
::respawn:/sbin/getty 19200 tty3
::respawn:/sbin/getty 19200 tty4
::respawn:/sbin/getty 19200 tty5
::respawn:/sbin/getty 19200 tty6
::ctrlaltdel:/bin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r

#修改启动配置rcS
vim /mnt/root/etc/init.d/rcS

#!/bin/sh  
/bin/mount -a
mdev -s
mkdir /dev/pts
ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 192.168.1.210

[ -r /etc/sysconfig/network ] && source /etc/sysconfig/network
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == '(none)' ] && hostname localhost || hostname $HOSTNAME

挂起主机，启动子虚拟机
```
sync
sync
sync
poweroff
```
第1个tty1无法登录，我们需要切换其他tty登录，一般等待60秒超时后再次登录即可，或者按ctrl+c

在主机中编译安装dropbear

dropbear用于实现ssh远程登录服务

# 使用前面下载的 dropbear-2020.81.tar.bz2
tar xf dropbear-2020.81.tar.bz2
cd dropbear-2020.81
./configure
make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey scp"
make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey scp" install

#生成dropbear密钥文件
mkdir /etc/dropbear
#生成私钥信息
dropbearkey -t dss -f /etc/dropbear/dropbear_dss_host_key  
#生成公钥信息
dropbearkey -t rsa -s 2048 -f /etc/dropbear/dropbear_rsa_host_key

#在主机中启动dropbear用于测试
dropbear -p 22022 -F -E        #开启程序然后在前台监测运行信息

#在开启一个会话查看22022端口是否监听
netstat -ltnp

移植dropbear至子主机

创建脚本复制程序命令脚本，用于复制命令至子系统中

# ./bincp.sh             #这是一个脚本程序，这个程序的功能是复制可执行程序同时也会复制依赖
# Enter a command: bash    #bash的库
# Enter a command: quit    #这里表示移植bash程序。busybox里面是没有bash的但是兼容bash
#默认支持的是ash，所以bash还是要移植的。

vim bincp.sh

#!/bin/bash
#
target=/mnt/root

clearCmd() {
  if which $cmd &> /dev/null; then
        cmdPath=`which --skip-alias $cmd`
  else
        echo "No such command"
        return 5
  fi
}

cmdCopy() {
        cmdDir=`dirname $1`
        [ -d ${target}${cmdDir} ] || mkdir -p ${target}${cmdDir}
        [ -f ${target}${1} ] || cp $1 ${target}${cmdDir}
}

libCopy() {
        for lib in `ldd $1 | grep -o "/[^[:space:]]\\{1,\\}"`; do
                libDir=`dirname $lib`
                [ -d ${target}${libDir} ] || mkdir -p ${target}${libDir}
                [ -f ${target}${lib} ] || cp $lib ${target}${libDir}
        done
}

while true; do
  read -p "Enter a command: " cmd
  if [ "$cmd" == 'quit' ] ;then
        echo "quit"
        exit 0
  fi
  clearCmd $cmd
  [ $? -eq 5 ] && continue

  cmdCopy $cmdPath
  libCopy $cmdPath
done

移植dropbear相关文件

#复制相关命令
./bincp.sh 
Enter a command: dropbear
Enter a command: dropbearkey
Enter a command: dhclient
Enter a command: quit

#复制相关类库
mkdir /mnt/root/etc/dropbear
mkdir /mnt/root/var/run    #创建dropbear运行时生成的pidfile存放的目录

cp /usr/local/bin/scp /mnt/root/usr/local/bin/
cp -d /lib64/libnss* /mnt/root/lib64/
cp -d /usr/lib64/libnss* /mnt/root/usr/lib64/
cp /etc/nsswitch.conf /mnt/root/etc/
ls /mnt/sysroot/usr/lib64/ /mnt/root/lib64/

#生成私钥信息
dropbearkey -t dss -f /mnt/root/etc/dropbear/dropbear_dss_host_key
#生成公钥信息
dropbearkey -t rsa -s 2048 -f /mnt/root/etc/dropbear/dropbear_rsa_host_key 

#因为dropbear在登录的时候会检查合法shell,新建配置文件
vim /mnt/root/etc/shells     
/bin/ash
/bin/bash
/bin/hush
/sbin/nologin
/bin/sh

#dropbear配置文件
vim /mnt/root/etc/sysconfig/dropbear
keysize=2048
port=22

#远程登录的会在/dev/pts下生成以数字命名的伪终端设备，现在需要实现该功能。
#修改配置文件
vim /mnt/root/etc/fstab
proc            /proc   proc    defaults    0   0
sysfs           /sys    sysfs   defaults    0 0
devpts        /dev/pts    devpts    defaults 0 0

设置开机启动

#修改配置文件
vim /mnt/root/etc/init.d/rcS

#!/bin/sh
  
/bin/mount -a
mdev -s

mkdir /dev/pts

ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 192.168.1.210

sleep 10

/usr/local/sbin/dropbear

[ -r /etc/sysconfig/network ] && source /etc/sysconfig/network
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == '(none)' ] && hostname localhost || hostname $HOSTNAME

挂起主机，启动子虚拟机
```
sync
sync
sync
poweroff
```
在外部使用ssh工具登录子虚拟机

实现子主机nginx服务web功能

在主机中编译安装nginx

# 使用前面下载的 nginx-1.19.9.tar.gz
tar xf nginx-1.19.9.tar.gz
cd nginx-1.19.9

./configure --prefix=/usr/local --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --user=nginx --group=nginx --without-pcre --without-http_rewrite_module --without-http_geo_module --without-http_uwsgi_module --without-http_fastcgi_module --without-http_scgi_module --without-http_memcached_module

make && make install

#创建nginx所需用户组和用户
groupadd -r nginx
useradd -r -g nginx nginx

#启动nginx并验证端口是否启动(关闭nginx命令为 nginx -s stop)
/usr/local/sbin/nginx        #启动nginx程序
netstat -ltnp

移植dropbear至子主机

#复制可执行程序和配置文件
cp -r /etc/nginx/ /mnt/root/etc/
cp /usr/local/sbin/nginx /mnt/root/usr/local/sbin/

#移植nginx用户
grep "^nginx" /etc/passwd >> /mnt/root/etc/passwd 
grep "^nginx" /etc/group >> /mnt/root/etc/group 
grep "^nginx" /etc/shadow >> /mnt/root/etc/shadow

#创建所需文件夹
mkdir /mnt/root/usr/local/html
mkdir /mnt/root/var/log/nginx/
mkdir /mnt/root/usr/local/logs/
mkdir /mnt/root/var/lock/subsys/

#创建测试网页
vim /mnt/sysroot/usr/local/html/index.html
<h1>Welcome to my opensamlee home!!</h1>

设置开机启动

#修改配置文件
vim /mnt/root/etc/init.d/rcS

#!/bin/sh
  
/bin/mount -a
mdev -s

mkdir /dev/pts

ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 192.168.1.210

sleep 10

/usr/local/sbin/dropbear

/usr/local/sbin/nginx

[ -r /etc/sysconfig/network ] && source /etc/sysconfig/network
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == '(none)' ] && hostname localhost || hostname $HOSTNAME

挂起主机，启动子虚拟机
```
sync
sync
sync
poweroff
```
在外部使用浏览器访问子主机

优化开机启动脚本

现在开机启动脚本都集中在rcS文件，不方便扩展，现在拆分下，此操作可以在子主机内进行

以下操作在子主机内进行

建立应用的启动脚本

#创建启动脚本文件夹
mkdir /etc/rc.d/

vi /etc/rc.d/dropbear.sh
/usr/local/sbin/dropbear

vi /etc/rc.d/nginx.sh
/usr/local/sbin/nginx

#授权为可执行文件
chmod +x /etc/rc.d/*.sh

修改/etc/init.d/rcS文件

vim /etc/init.d/rcS

#!/bin/sh

/bin/mount -a
mdev -s

mkdir /dev/pts

ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 192.168.1.210

[ -r /etc/sysconfig/network ] && source /etc/sysconfig/network
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == '(none)' ] && hostname localhost || hostname $HOSTNAME

clear
sleep 3
for i in /etc/rc.d/*.sh;do
    $i start
    sleep 1
done

开启ftp服务

tcpsvd 0 21 ftpd -w /tmp &

#上面的0表示对所有ip地址都进行侦听
#ftpd -w这里的参数-w表示client可以对目录执行写操作
#21指定ftp服务器的默认端口
#可以使用-t和-T参数设置client在没有任何操作的最大时间之后ftpd主动断开client连接,
#默认-t为2分钟=2 * 60,-T为1小时=1 * 60 * 60

使用别名优化命令
```
vim /etc/profile

# /etc/profile: system-wide .profile file for the Bourne shells

echo
echo -n "Processing /etc/profile... "
# no-op
echo "Done"
echo
export PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin
export PS1='[\\u@\\h \\W]\\$'

alias rm='rm -i'
alias ll='ls -l'
alias vim='vi'
alias logout='exit'
```
参考资料
- 用U盘在电脑端启动linux内核(kernel)最小系统
  
  https://blog.csdn.net/qq_37689106/article/details/108640541
- 创建新硬盘，定制 linux 和 busybox ，使其可启动系统，并具有网络功能
  
  https://blog.csdn.net/ncyind/article/details/106910966
- Linux内核源码：下载源码、编译内核并运行一个最小系统
  
  https://blog.csdn.net/m0_37651448/article/details/108308801?utm_medium=distribute.pc_aggpage_search_result.none-task-blog-2~aggregatepage~first_rank_v2~rank_aggregation-22-108308801.pc_agg_rank_aggregation&utm_term=linux编译内核地址&spm=1000.2123.3001.4430
- busybox制作initrd.img和根文件系统
  
  https://blog.csdn.net/xiaoshixiu/article/details/86512791
- 使用kernel编译+busybox定制Linux系统--实现ssh远程登录+web服务的迷你主机
  
  https://blog.51cto.com/gzsamlee/1768791

标签：bin,WEB,dropbear,mnt,etc,从零开始,nginx,Linux,root
来源： https://blog.csdn.net/lys12358/article/details/115711124