J'ai reçu mon nouveau portable pro Lenovo T550, voici ma configuration Archlinux.
linux devops luks btrfs ssd

J’utilise Archlinux depuis plus de 3 ans maintenant comme système d’exploitation principal au boulot. Le but de cet article est de créer une configuration qui fonctionne ! Je vais essayer d’expliquer toutes les étapes et les configurations.

Préparation de l’image

L’image d’installation est une image ISO, qui peut être simplement gravée sur un CD, ou sur une clé USB.

La procédure est documentée ici.

Démarrage

Vous venez de créer le média d’installation. Vous pouvez à présent démarrer la procédure. Après quelques secondes, vous devez attérir sur une console :

$ loadkeys fr             # active le clavier français
$ setfont Lat2-Terminus16 # change la police d'affichage pour la console

Connectivité réseau

Il est important de connecter votre environnement d’installation à internet, la récupération des paquets d’installation se fait par défaut à l’aide de dépot publiques.

Par câble

$ dhcpcd enp0s25  # Configuration DHCP

Par Wifi

$ wifi-menu
$ netctl start <profile>

Si votre réseau est masqué

$ iwconfig wlp3s0 essid "<votre essid>"
$ wifi-menu wlp3s0
# Sélectionnez le réseau avec le nom de votre réseau.
$ netctl start <profile>

Pensez à vérifier la connexion :

$ ping -c3 www.google.com

Tout effacer

Afin de mettre en place un volume chiffré, il faut commencer par effacer le disque en entier.

Petite astuce pour aller plus vite, la lecture de /dev/urandom est trop lente ce qui aurait pour effet de ralentir la procédure, donc pour accélerer les choses je vous propose d’utiliser LUKS.

$ cryptsetup open --type plain /dev/sda ssd
# La clé qui va vous être demandée ne porte que peu d'intéret cela va juste servir
# au chiffrement des données
$ ddrescue -f /dev/zero /dev/mapper/ssd

Cette opération prends 10-12 minutes sur un SSD de 256Go.

Préparation du disque

J’ai choisi d’utiliser le mode de démarrage EFI, pour cela il faut créer une partition sur le disque nommée ESP, cette partition contient les informations de démarrage.

TypeNomTailleMountPointDescription
EFI [ef00]BOOT500Mo/boot/efiContiendra le noyau et les paramètres du bootloader
Linux [8300]ssd+100%FreeVolume chiffré avec LUKS
$ gdisk /dev/sda
  n               # Créer une partition
  <enter>         # ID de la partition [1]
  <enter>         # Secteur de début [2048]
  +500M           
  ef00            # Type de partition EFI Boot [ef00]
  n               # Créer une partition
  <enter>         # Id de la partition [2]
  <enter>         # Secteur de début, calculé à partir de la partition précédente
  <enter>         # Secteur de fin, fin du disque par défaut
  <enter>         # Type de partition Linux Filesystem [8300] par défaut
  w               # Ecrire la table des partitions
$ ls /dev/sda*
/dev/sda1 /dev/sda2

Si vous avez un message d’erreur concernant la table des partitions et le noyau je vous conseille de redémarrer la machine.

Nous venons de créer 2 partitions sur le disque /dev/sda. Il faut formatter la partition ESP en FAT32, pour être compatible avec le “standard” UEFI.

$ mkfs.vfat -F32 -n BOOT /dev/sda1

La seconde partition contiendra le volume chiffré LUKS.

Chiffrement

Le chiffrement du disque est géré par LUKS, qui met en place un proxy à l’écriture et à la lecture au travers d’un périphérique “mappé” via device-mapper.

$ cryptsetup benchmark
# choisissez l'algorithme le plus rapide sur votre machine.

Attention, le plus rapide ne signifie pas forcément plus sécurisé.

Aujourd’hui les processeurs modernes supportent le chiffrement AES en natif aesni. Vouc pouvez vérifier le support des instructions par la consultation de extensions CPU disponibles :

$ fgrep aes /pro/cpuinfo
# S'il y a une sortie votre processeur supporte le chiffrement accéléré.

Principalement, c’est la taille de la clé qui va déterminer la vitesse de chiffrement / déchiffrement.

$ cryptsetup --type aes-xts-plain64 --hash sha512 --key-size 256 --verify-passphrase luksFormat /dev/sda2
ParamètreValeurDescription
typeaes-xts-plain64Chiffrement AES en mode XTS.
hashsha512Algorithme utilisé pour la dérivation de clé PBKDF2 à partir de la passphrase.
key-size256Taille de la clé AES
verify-passphraseActive la vérification de passphrase, vous devez la saisir 2 fois.

On voit souvent sur d’autres tutoriaux :

Le choix de la taille de clé est de votre responsabilité, plus de sécurité => moins rapide, plus rapide => moins de sécurité.

Il faut maintenant ouvrir le volume chiffré.

$ cryptsetup luksOpen /dev/sda2 ssd

Le disque “virtuel” est accessible depuis /dev/mapper/ssd. Ce disque correspond au périphérique chiffré.

Préparation des systèmes de fichiers

TypeNomTailleMountPointDescription
swapswap16Go-Utilisé comme espace de swap, et pour l’hibernation (>= RAM)
btrfsarchLe resteContiendra les volumes BTRFS

La partition chiffrée est opérationnelle, il reste à préparer le volume LVM.

$ pvcreate /dev/mapper/ssd
# Initialise un conteneur physique LVM
$ vgcreate vg /dev/mapper/ssd
# Initialise un volume group dans le conteneur
$ lvcreate -L <N>G vg -n swap
# Initialise une partition de N Go nommée 'swap' dans le volume group 'vg'
$ lvcreate -l +100%FREE vg -n arch
# Initialise une partition nommée 'arch' dans le volume group 'vg'

Les volumes LVM sont créés, vous pouvez procéder au formattage.

$ mkswap -L SWAP /dev/mapper/vg-swap
# Formatte la partition de swap, et ajoute le label 'SWAP'
$ mkfs.btrfs -KL ARCH /dev/mapper/vg-arch
# Formatte la partition root, et ajoute le label 'ARCH'

Préparation des points de montage

BTRFS est particulier puisqu’il possède les fonctionnalités de LVM2 (gestion des volumes), et c’est aussi un système de fichiers. Il est vu comme le successeur de Ext4.

$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo /dev/mapper/vg-arch /mnt
$ cd /mnt
$ btrfs subvolume create __active
$ btrfs subvolume create __active/rootvol
$ btrfs subvolume create __active/home
$ btrfs subvolume create __active/var
$ btrfs subvolume create snapshots
$ cd
$ umount /mnt

J’ai choisi d’activer la compression à la volée lzo sur mon disque SSD. Cette option n’est pas activée par défaut, et peut avoir de lourdes conséquences en consommation CPU. Le principe est simple les données sont compressées puis chiffrées avant d’être écrites sur le disque.

Si vous n’avez pas de SSD, il suffit d’enlever les options ssd et discard

$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo,subvol=__active/rootvol /dev/mapper/vg-arch /mnt
$ mkdir -p /mnt/{home,boot/efi,var}
$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo,subvol=__active/home /dev/mapper/vg-arch /mnt/home
$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo,subvol=__active/var /dev/mapper/vg-arch /mnt/var
$ mount /dev/sda1 /mnt/boot/efi
$ swapon /dev/mapper/vg-swap

Installation du système minimal

Vous pouvez à présent démarrer l’installation du système minimal.

$ pacstrap /mnt base base-devel btrfs-progs \
                net-tools wireless_tools dialog wpa_supplicant \
                efibootmgr syslinux \
                vim zsh
PaquetDescription
baseArchlinux base system
base-develEnvironnement de compilation et de développement (gcc, make, etc.)
btrfs-progsOutils de gestion, réparation de volume BTRFS
net-toolsOutils de gestion réseau (ifconfig)
wireless_toolsOutils de gestion réseau sans-fil (iwconfig)
dialogDépendances de wifi-menu
wpa_supplicantAgent d’authentification Wifi (WPA)
efibootmgrOutil de gestion des entrées EFI
syslinuxBootloader (j’aime pas Grub avec EFI)
vimEditeur de texte
zshShell alternatif

Les partitions sont montées comme sur votre système final. Vous pouvez utiliser genfstab qui va générer votre plan de montage.

$ genfstab -U -p /mnt >> /mnt/etc/fstab

Le fichier doit être modifié, seulement pour ajouter le support SSD.

/dev/mapper/vg-swap swap  swap  defaults,discard 0 0

Configuration initiale

Attention ne soyez pas trop pressés de rebooter sur votre nouvel environement, au risque de vous retrouver bloqué devant la porte !

Vous devez rentrer dans l’environnement fraîchement installé

$ arch-chroot /mnt /bin/bash

A partir de ce point vous êtes dans votre nouveau système comme si vous veniez de redémarrer.

Il faut configurer le clavier :

$ echo "KEYMAP=\"fr\"" >> /etc/vconsole.conf

Les languages supportés par votre système :

$ vim /etc/locale.gen
# Décommenter en_GB.UTF-8, en_US.UTF-8, fr_FR.UTF-8
$ locale-gen
# Génère les locales
$ echo "LANG=\"fr_FR.UTF-8\"" >> /etc/locale.conf

Définissez LANG à en_US.UTF-8 si vous souhaitez un système en anglais.

Définir la timezone :

$ ln -s /usr/share/zoneinfo/Europe/Paris /etc/localtime

Changer le nom de la machine :

$ echo "monarch" > /etc/hostname

Changer le mot de passe root :

$ passwd

Créer un utilisateur quotidien :

$ useradd -g users -G wheel -m zenithar
$ passwd zenithar

C’est pas fini !

Noyau initial

Il faut préparer votre noyau, alors pas de recompilation mais simplement de la configuration.

$ vim /etc/mkinitcpio.conf
MODULES="i915"
...
BINARIES="/usr/bin/btrfsck"
...
HOOKS="... keyboard keymap encrypt lvm2 resume ... filesystems ..."
...
$ mkinitcpio -p linux

L’ordre des modules est important !

Pour plus d’informations, le descriptif des hooks est disponible ici.

Le module i915 est propre à ma configuration, c’est le module de gestion de la carte graphique.

Chargeur de démarrage

J’ai choisi d’utiliser Syslinux en mode EFI. Alors pourquoi pas Grub, et bien j’aime pas l’idée de donner accès à Grub sur la partition chiffrée. Je trouve que le mode de fonctionnement avec Grub et LUKS n’est pas bon, mais ce n’est que mon avis, beaucoup trop intrusif.

L’utilisateur devrait être le seul à pouvoir ouvrir la partition chiffrée, même si LUKS permet d’ajouter des clés.

Je trouve de ce fait, que le principe de syslinux est plus dans la “normalité” : il se charge de faire démarrer le noyau et c’est tout. Bon je pourrais rajouter des trolls sur les dernières vulnérabilités Grub … Mot de passe inutile … CVE-2015-8370

Vous devez copier le chargeur de démarrage sur la partition ESP :

$ mkdir -p /boot/efi/EFI/syslinux
$ cp -r /usr/lib/syslinux/efi64/* /boot/efi/EFI/syslinux/

Ensuite ajouter le lien vers syslinux dans la table UEFI :

$ efibootmgr -c -d /dev/sda -p 1 -l /EFI/syslinux/syslinux.efi -L "Syslinux"

Le chemin /EFI est absolu au boot, mais pour vous c’est /boot/efi/EFI

Vous devez éditer le fichier syslinux.cfg :

$ vim /boot/efi/EFI/syslinux/syslinux.cfg
UI menu.c32
PROMPT 0

MENU TITLE Boot Menu
TIMEOUT 50
DEFAULT arch

LABEL arch
        MENU LABEL Arch Linux
        LINUX ../vmlinuz-linux
        APPEND root=/dev/mapper/vg-arch rootflags=subvol=__active/rootvol cryptdevice=/dev/sda2:vg:allow-discards resume=/dev/mapper/vg-swap rw
        INITRD ../initramfs-linux.img

LABEL archfallback
        MENU LABEL Arch Linux Fallback
        LINUX ../vmlinuz-linux
        APPEND root=/dev/mapper/vg-arch rootflags=subvol=__active/rootvol cryptdevice=/dev/sda2:vg:allow-discards resume=/dev/mapper/vg-swap rw
        INITRD ../initramfs-linux-fallback.img

Le fichier est simple, plus simple que celui de Grub.

root=/dev/mapper/vg-arch rootflags=subvol=__active/rootvol cryptdevice=/dev/sda2:vg:allow-discards resume=/dev/mapper/vg-swap rw

Cette ligne définit les arguments pour le noyau :

Pas besoin d’installer le chargeur, il a déjà été lié grâce à efibootmgr.

Il faut copier le noyau, et les images depuis /boot vers /boot/efi/EFI :

$ cp /boot/vmlinuz-linux /boot/efi/EFI
$ cp /boot/*.img /boot/efi/EFI

Fin d’installation

Il suffit de tout préparer pour le redémarrage :

$ exit
$ cd
$ umount /mnt/{home,var,boot/efi} # Démontage des volumes BTRFS / ESP
$ umount /mnt                     # Démontage du root
$ swapoff /dev/mapper/vg-swap     # Démontage du swap
$ cryptsetup luksClose ssd        # Démontage du volume LUKS
$ reboot                          # Let's go !

Voilà, normalement, tout est bon pour l’installation du système de base. Si ce n’est pas le cas, vous devez démarrer sur la clé USB / CD qui vous avez utilisé pour l’installation.

$ loadkeys fr
$ cryptsetup luksOpen /dev/sda2 ssd
$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo,subvol=__active/rootvol /dev/mapper/vg-arch /mnt
$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo,subvol=__active/home /dev/mapper/vg-arch /mnt/home
$ mount -o defaults,noatime,ssd,discard,compress=lzo,subvol=__active/var /dev/mapper/vg-arch /mnt/var
$ mount /dev/sda1 /mnt/boot/efi
$ swapon /dev/mapper/vg-swap
$ arch-chroot /mnt

Cette séquence vous permettra de remonter les volumes, et de rentrer dans le système installé si celui-ci ne boot pas …

Si cela démarre, vous devriez voir un shell console attendant votre utilisateur. Ce guide d’installation se termine sur cette étape, cela ne rend pas fonctionnelle sur le plan utilisateur votre installation, mais cela correspond à une version serveur.

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