介绍
在本实验中，你将学习如何在 Linux 环境中自定义 GRUB2 启动菜单。GRUB2（GRand Unified Bootloader）是计算机启动时运行的第一个程序，负责加载 Linux 内核。你将通过操作其主配置文件 /etc/default/grub 来获得实践经验，并根据需求调整启动体验。
你将从访问和检查默认的 GRUB2 配置开始。接着，你将修改关键参数，例如通过 GRUB_TIMEOUT 更改启动菜单的显示时长，以及通过 GRUB_DEFAULT 设置默认启动项。在实验结束时，你将学习使用 grub2-mkconfig 命令生成新的 GRUB2 配置文件来应用这些更改，并掌握验证自定义配置是否正确的方法。
注意：由于这是一个临时且可丢弃的 LabEx 虚拟环境，我们无法执行实际的系统重启来观察启动菜单的变化。相反，你将学习通过检查生成的 GRUB2 文件来验证配置更改，这对于系统管理员在重启生产系统前验证配置来说，是一项同样重要的技能。
访问 GRUB2 默认配置文件 /etc/default/grub
在这一步中，你将学习如何访问和查看 GRUB2 的主配置文件。GRUB2（第二版大一统引导加载程序）是大多数现代 Linux 发行版的默认引导加载程序。它是你启动计算机时运行的第一个程序，其任务是将 Linux 内核加载到内存中并启动操作系统。
用于自定义 GRUB2 行为的主配置文件位于 /etc/default/grub。该文件包含控制菜单超时、默认启动操作系统以及额外内核参数的键值对。
在进行任何更改之前，检查当前配置至关重要。由于 /etc/default/grub 是属于 root 用户的系统文件，你需要使用 sudo 命令来访问它。我们将使用 cat 命令在终端中显示其内容。
执行以下命令查看 GRUB2 默认配置文件的内容：
sudo cat /etc/default/grub
你将看到类似以下的输出。具体数值可能会根据你的系统配置而略有不同。
GRUB_TIMEOUT=1
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=1G-4G:192M,4G-64G:256M,64G-:512M rhgb quiet net.ifnames=0 console=tty0 console=ttyS0,115200n8 no_timer_check iommu=pt crash_kexec_post_notifiers=1 nvme_core.io_timeout=4294967295 nvme_core.admin_timeout=4294967295"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
GRUB_ENABLE_BLSCFG=true
让我们简要查看该文件中的两个重要参数：
GRUB_TIMEOUT：此值决定了在自动启动默认项之前，GRUB2 菜单显示的秒数。GRUB_DEFAULT：此参数指定默认情况下将启动哪个操作系统或内核。
在下一步中，你将学习如何修改这些参数以更改启动菜单的行为。
修改 GRUB_TIMEOUT 和 GRUB_DEFAULT 参数
在这一步中，你将修改 GRUB2 配置文件以更改启动菜单的行为。具体来说，你将增加菜单超时时间并设置特定的默认启动项。为了编辑 /etc/default/grub 文件，你将使用 nano，这是一个简单直观的命令行文本编辑器。由于这是一个系统文件，你必须使用 sudo 来获取必要的编辑权限。
首先，使用具有 sudo 权限的 nano 打开文件。
sudo nano /etc/default/grub
nano 编辑器将打开并显示文件内容。现在，你将进行两处更改：
更改
GRUB_TIMEOUT的值： 找到以GRUB_TIMEOUT开头的行。它可能被设置为1。使用方向键将光标移动到此行，并将值从1更改为15。这将使 GRUB2 菜单在自动启动前等待 15 秒。修改后的行应该如下所示：
GRUB_TIMEOUT=15更改
GRUB_DEFAULT参数： 找到以GRUB_DEFAULT开头的行。它的值可能是saved。将此值更改为0。设置GRUB_DEFAULT=0会告诉 GRUB2 自动启动菜单列表中的第一个条目（列表索引从零开始，因此0代表第一个条目）。修改后的行应该如下所示：
GRUB_DEFAULT=0
完成这些更改后，你需要保存文件并退出 nano。
- 按
Ctrl + O（写入命令）保存更改。 nano会要求你确认要写入的文件名。直接按Enter即可。- 按
Ctrl + X退出nano编辑器并返回到 Shell 提示符。
你现在已成功修改了 GRUB2 的默认设置。在下一步中，你将应用这些更改。
应用并验证 GRUB2 配置更改
在这一步中，你将应用上一步中所做的配置更改，并学习如何验证 GRUB2 是否已正确配置。你将使用 grub2-mkconfig 命令根据你的修改生成一个新的配置文件。
生成新的 GRUB2 配置
既然你已经修改了 /etc/default/grub 文件，就需要通过生成新的 GRUB2 配置文件来应用这些更改。grub2-mkconfig 命令会读取 /etc/default/grub 中的设置以及 /etc/grub.d/ 中的脚本，从而创建最终的 GRUB2 配置。
运行以下命令生成新配置：
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
你应该会看到类似以下的输出：
Generating grub configuration file ...
Adding boot menu entry for UEFI Firmware Settings ...
done
此命令会扫描系统中的可用内核，读取你的配置设置，并创建最终的 GRUB2 菜单配置。
验证你的配置更改
让我们验证你的更改是否已正确应用到 GRUB2 配置中。首先，检查修改后的设置是否反映在 /etc/default/grub 文件中：
sudo grep -E "(GRUB_TIMEOUT|GRUB_DEFAULT)" /etc/default/grub
你应该看到显示修改后数值的输出：
GRUB_TIMEOUT=15
GRUB_DEFAULT=0
接下来，验证这些设置是否已应用到生成的 GRUB2 配置文件中：
sudo grep -E "(timeout|default)" /boot/grub2/grub.cfg | head -5
这将向你展示这些设置在实际的 GRUB2 配置文件中的呈现方式。
创建配置备份
在进行更改之前，为重要的配置文件创建备份始终是一个好习惯：
sudo cp /boot/grub2/grub.cfg /boot/grub2/grub.cfg.backup
这将创建一个备份副本，以便在需要时进行恢复。
排除故障并验证 GRUB2 配置
在最后一步中，你将学习 GRUB2 配置的基本故障排除技术，并了解如何验证你的更改。这些技能对于需要确保 GRUB2 修改在重启生产系统前能正常工作的系统管理员来说至关重要。
检查 GRUB2 配置语法
使用内置的语法检查器验证你的 GRUB2 配置是否存在语法错误：
sudo grub2-script-check /boot/grub2/grub.cfg
如果没有错误，此命令将静默返回。任何语法错误都会连同行号一起显示，这有助于你识别并修复问题。
了解 GRUB2 目录结构
探索 GRUB2 配置目录结构以了解其工作原理。请注意，访问此目录需要 root 权限：
sudo ls -la /etc/grub.d/
这将显示所有用于生成 GRUB2 菜单不同部分的脚本。每个脚本都有一个数字前缀，决定了执行顺序。你会看到各种脚本，例如：
00_header：设置基础 GRUB2 配置00_tuned：针对 Tuned 服务的特定配置01_users：用户配置10_linux：查找并添加 Linux 内核20_linux_xen：Xen 管理程序支持30_os-prober：搜索其他操作系统40_custom：包含用户自定义的菜单项
实际的脚本可能会根据你的系统配置和安装的软件包而有所不同。
查看可用启动项
让我们检查生成的配置中有哪些可用的启动项：
sudo grep "menuentry" /boot/grub2/grub.cfg | head -10
此命令将显示菜单项引用和实际的菜单项。输出可能包括配置变量（如 menuentry_id_option）和实际的启动菜单项。请寻找包含完整菜单项定义的行。
验证超时和默认设置
检查你的超时和默认设置是否已正确配置：
sudo grep -E "set timeout|set default" /boot/grub2/grub.cfg
你会在配置文件中看到多个超时和默认设置。这是正常的，因为 GRUB2 在不同场景下会使用不同的超时值：
- 主超时（通常是你配置的 15 秒）
- 特殊情况下的条件超时
- 不同的超时样式（菜单模式、隐藏模式）
需要验证的关键设置是：
set default="0"- 将第一个菜单项设置为默认set timeout=15- 将主菜单超时设置为 15 秒
了解 GRUB2 恢复
了解 GRUB2 恢复对于排除启动问题至关重要。在紧急情况下，你可以：
- 访问 GRUB2 命令行：在 GRUB2 菜单界面按
c进入命令行模式 - 编辑启动项：在启动前按
e编辑启动项 - 使用救援模式：如果 GRUB2 找不到其配置，它会进入救援模式（rescue mode）
常见的恢复命令包括：
ls：列出可用的分区和文件set root=(hd0,1)：设置根分区linux /boot/vmlinuz root=/dev/sda1：加载内核boot：开始启动过程
最终配置验证
让我们对完整的 GRUB2 配置进行最后检查：
sudo cat /etc/default/grub | grep -E "(TIMEOUT|DEFAULT)"
这确认了你的基础设置已正确保存在源配置文件中。
你已完成的任务：
- 修改了 GRUB2 超时和默认启动设置
- 使用
grub2-mkconfig应用了配置更改 - 学习了如何验证和排除 GRUB2 配置故障
- 建立了关键启动文件的备份流程
- 了解了 GRUB2 目录结构和恢复选项
- 掌握了在系统重启前验证配置的技能
你的 GRUB2 配置现在已成功自定义，设置了 15 秒超时并将第一个菜单项作为默认项。在生产环境中，这些更改将在下次系统重启时生效，提供更友好的启动体验。
总结
在这个全面的实验中，你获得了关于 GRUB2 引导加载程序自定义和故障排除技术的实践经验。你从检查默认 GRUB2 配置开始，随后修改了包括 GRUB_TIMEOUT 和 GRUB_DEFAULT 在内的关键参数，以自定义启动菜单的行为。你学习了如何使用 grub2-mkconfig 命令应用这些更改，并验证了修改是否已正确实施。
你掌握的核心技能包括：理解 GRUB2 配置结构、安全地修改 /etc/default/grub 文件、正确应用配置更改，以及执行规范的验证和备份流程。你还学习了基本的故障排除技术，包括语法检查、配置验证以及对系统管理员至关重要的 GRUB2 恢复选项。
本实验强调了系统管理员在现实场景中所需的实用技能，特别是在将配置应用于生产系统之前验证 GRUB2 配置的能力。你学习了使用 grub2-script-check 等命令进行语法验证，并使用各种 grep 命令来确认更改已正确应用到生成的配置文件中。
这些技能使你能够自信地处理启动配置场景，并在企业级 Linux 环境中有效地排除启动相关问题。你所练习的验证技术对于确保在重启生产系统前 GRUB2 配置的正确性尤为宝贵。
