Archlinux sur un SSD avec EFI / LUKS2 / LVM2 / BTRFS
Procédure d'installation d'Archlinux mise à jour et modernisée
linux devops luks2 btrfs systemd efi ssdCet article est une mise à jour et une modernisation de la procédure d’installation Archlinux écrite 4 ans plus tôt.
Ce n’est pas un poission d’avril ! En cherchant des références pour un projet personnel, je suis tombé sur un forum qui parlait de mon tutoriel, et ils disaient qu’il n’était plus à jour. Donc je le mets à jour ^^
Changelog :
- Utilisation d’un SSD NVMe à la place d’un SATA
- Passage de LUKS 1 à LUKS 2
- Utilisation de
argon2id
à la place d’unpbkdf2
- Utilisation de l’alignement de partition recommandée pour SSD
- Activation de la compression
zstd
pour les volumes BTRFS - Schema de volume compatible avec
snapper
- Volume dédiés pour les logs et les paquets d’installation pacman
- Utilisation des outils systemd
- Initramfs avec init ou systemd
- Gestion du discard en mode périodique
- Utilisation de
systemd-boot
à la place de syslinux
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
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 -d /dev/urandom /dev/nvme0n1 luksifer
# Cela va ouvrir la partion en mode "plain" dm-crypt avec un secret aléatoirement
# généré
ddrescue -w /dev/zero /dev/mapper/luksifer
# Va écrire des "zéros" qui seront chiffrés puis écrits sur le disque
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.
Type | Nom | Taille | MountPoint | Description |
---|---|---|---|---|
EFI [ef00] | BOOT | 500Mo | /boot | Contiendra le noyau et les paramètres du bootloader |
Linux [8300] | luksifer | +100%Free | Volume chiffré avec LUKS |
$ gdisk /dev/nvme0n1
n # Créer une partition
<enter> # ID de la partition [1]
<enter> # Secteur de début [2048]
+500M # 500M pour la partition /boot
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/mvme0n1*
/dev/nvme0n1p1 /dev/nvme0n1p2
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/nvme0n1
.
Il faut formatter la partition ESP
en FAT32, pour être compatible avec le
“standard” UEFI.
mkfs.vfat -F32 -n BOOT /dev/nvme0n1p1
La seconde partition contiendra le volume chiffré LUKS
.
Chiffrement
Le chiffrement du disque est géré par LUKS 2.0, qui met en place un proxy à l’écriture et à la lecture au travers d’un périphérique “mappé” via device-mapper.
cryptsetup luksFormat \
--align-payload 8192 \
--type luks2 \
--pbkdf argon2id \
--iter-time 5000 \
--verify-passphrase /dev/nvme0n1p2
Paramètre | Valeur | Description |
---|---|---|
align-payload | 8192 | Utilise un alignement adapté aux SSD |
type | luks2 | Utilise la version 2.0 de LUKS |
pbkdf | argon2id | Algorithme utilisé pour la dérivation de clé de chiffrement à partir de la passphrase. |
iter-time | 5000 | Nombre de millisecondes allouées pour la vérification du mot de passe. |
verify-passphrase | Active la vérification de passphrase, vous devez la saisir 2 fois. |
Sauvegarder l’entête LUKS en cas de problème
Création d’un point de montage ephémaire et uniquement accessible par la machine
mkdir /root/tmp
mount ramfs /root/tmp -t ramfs
Sauvegarde de l’entête complète LUKS
# Création de la sauvegarde des entêtes
cryptsetup luksHeaderBackup /dev/nvme0n1p2 --header-backup-file /root/tmp/luksifer_header.img
gpg2 --recipient <user-id> --encrypt /root/tmp/luksifer_header.img
# Déplacer la sauvegarde vers un stockage de sauvegarde
cp /root/tmp/luksifer_header.img.gpg /mnt/<backup>/
Désactiver le volume temporaire
umount /root/tmp
Activation du volume chiffré
Il faut maintenant ouvrir
le volume chiffré.
cryptsetup luksOpen --allow-discards /dev/nvme0n1p2 luksifer
Le disque “virtuel” est accessible depuis /dev/mapper/luksifer
.
Ce disque correspond au périphérique chiffré.
Préparation des systèmes de fichiers
Type | Nom | Taille | MountPoint | Description |
---|---|---|---|---|
swap | swap | 32Go | - | Utilisé comme espace de swap, et pour l’hibernation (>= RAM) |
btrfs | arch | Le reste | Contiendra les volumes BTRFS |
La partition chiffrée est opérationnelle, il reste à préparer le volume LVM.
# Initialize un groupe physique de volume LVM
$ pvcreate --dataalignment 4M /dev/mapper/luksifer
# Initialise un groupe virtuel attaché au groupe physique
$ vgcreate vg /dev/mapper/luksifer
# Initialise une partition de N Go nommée 'swap' dans le volume group 'vg'
$ lvcreate -L <N>G vg -n swap
# Initialise une partition nommée 'arch' dans le volume group 'vg'
$ lvcreate -l +100%FREE vg -n arch
# Affiche les volumes logiques créés
$ lvdisplay
Les volumes LVM sont créés, vous pouvez procéder au formattage.
# Formatte la partition de swap, et ajoute le label 'SWAP'
$ mkswap -L SWAP /dev/mapper/vg-swap
# Formatte la partition root, ajoute le label 'ARCH' et utilise la
# fonction xxHash pour la vérification de données.
$ mkfs.btrfs -KL ARCH --csum xxhash /dev/mapper/vg-arch
--csum
peut être remplacé parsha256
oublake2
pour des fonctions de condensat à valeur cryptographique. Attention à l’impact en performance, sans oublié que l’on est déjà dans un volume LUKS.
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.
opts_btrfs=defaults,noatime,nodiratime,ssd,compress=zstd
defaults
ajoute les options par défaut en fonction du type de système de fichiernoatime
désactive la mise à jour de la date d’accès aux fichiersnodiratime
désactive la mise à jour de la date d’accès aux répertoiressd
active la gestion des SSDcompress=zstd
active la compressionzstd
L’option
discard
n’est pas ajoutée à la liste car la fonctionnalité sera gérée par un processus périodique. Le discard continue a des conséquences sur la performance générale et la sécurité.
Préparation des volumes BTRFS
J’ai choisi de créer des sous-volumes pour pouvoir faire des instantanés de sauvegarde plus précis et pouvoir gérer plus facilement les différents cas d’utilisation de chaque point de montage.
mount -o $opts_btrfs /dev/mapper/vg-arch /mnt
Création des volumes BTRFS :
cd /mnt
# Volume racine
btrfs subvolume create @
# Volume pour les utilisateurs
btrfs subvolume create @/home
# Volume pour les données "variables" (VMs / Conteneurs / Base de données)
btrfs subvolume create @/var
# Sous-volume pour les journaux d'activités
btrfs subvolume create @/var/log
# Sous-volume dédié à pacman
mkdir -p @/var/cache/pacman
btrfs subvolume create @/var/cache/pacman/pkg
Désactiver le copy-on-write
sur le volume var
car cette option n’est pas
recommandée pour des fichiers volumineux.
chattr +C /mnt/@/var
Préparation du système de fichiers avant installation
On désactive les montages attachés sur /mnt
cd /
unmount -R /mnt
On active tous les volumes sur le système de fichiers.
mount -o $opts_btrfs,subvol=@ /dev/mapper/vg-arch /mnt
mount -o $opts_btrfs,subvol=@/home /dev/mapper/vg-arch /mnt/home
mount -o $opts_btrfs,subvol=@/var /dev/mapper/vg-arch /mnt/var
mount -o $opts_btrfs,subvol=@/var/log /dev/mapper/vg-arch /mnt/var/log
mount -o $opts_btrfs,subvol=@/var/cache/pacman/pkg /mnt/var/cache/pacman/pkg
mkdir /mnt/boot
mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/boot
swapon /dev/mapper/vg-swap
Installation du système minimal
Vous pouvez à présent démarrer l’installation du système minimal.
$ pacstrap /mnt base base-devel \
lvm2 btrfs-progs \
sudo \
net-tools wireless_tools dialog wpa_supplicant \
vim
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
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 :
cat << EOF > /etc/vconsole.conf
KEYMAP=fr
FONT=Lat2-Terminus16
EOF
Les languages supportés par votre système :
cat << EOF > /etc/locale.gen
en_US.UTF-8
fr_FR.UTF-8
EOF
# Génère les locales
$ locale-gen
# Assigne la locale utilisée par défaut
$ echo "LANG=fr_FR.UTF-8" >> /etc/locale.conf
Définissez
LANG
àen_US.UTF-8
si vous souhaitez un système en anglais.
Activation du ntp pour le réglage de l’heure :
# Assigne le fuseau horaire
timedatectl set-timezone Europe/Paris
# Active la synchronisation par serveur NTP
timedatectl set-ntp true
Changer le nom de la machine :
echo "monarch" > /etc/hostname
Donner l’ip locale à votre machine :
$ cat << EOF > /etc/hosts
127.0.0.1 localhost
::1 localhost
127.0.1.1 monarch.local monarch
EOF
Changer le mot de passe root
:
passwd
Préparation du support de sudo
:
$ vi /etc/sudoers
# Décommenter cette ligne
# Tous les membres du groupe wheel peuvent passer root via sudo
%wheel ALL=(ALL) ALL
Créer un utilisateur quotidien :
pacman -S zsh
useradd -g users -G wheel -m -s /bin/zsh zenithar
passwd zenithar
Configuration initiale du réseau
J’utilise systemd-networkd
car ma machine est un réseau filaire, le but
surtout c’est de ne pas vous retrouver avec un système démarré mais sans réseau.
# Création du descripteur
cat << EOF > /etc/systemd/network/20-wired.network
[Match]
Name=enp0s3
[Network]
DHCP=ipv4
EOF
# Activation des services
systemctl enable systemd-networkd.service
systemctl enable systemd-resolved.service
C’est pas fini !
Noyau initial
Il faut préparer votre noyau, alors pas de recompilation mais simplement de la configuration.
# Installation de l'utilitaire de génération d'image, le noyau linux ainsi que
# les firmwares
pacman -S mkinitcpio linux linux-firmware
Editer la configuration de l’image de démarrage pour inclure les modules de gestion :
keymap
assigne la table du clavier au démarrage (utile pour saisir la passphrase)encrypt
charge et déverrouille le volume chiffrélvm2
detecte les volumes LVM2resume
détecte et restaure une hibernation en swap
$ vim /etc/mkinitcpio.conf
BINARIES=(btrfsck)
Pour l’utilisation classique à base d’init
HOOKS=(base udev autodetect keyboard keymap consolefont modconf block encrypt lvm2 btrfs resume filesystems fsck)
Pour une utilisation de systemd dans l’initramfs
HOOKS=(base systemd autodetect keyboard sd-vconsole modconf block sd-encrypt sd-lvm2 fsck filesystems)
Générer l’image d’initialisation
mkinitcpio -p linux
Pour plus d’informations, le descriptif des hooks
est disponible ici.
Gestion du SSD
Exécution périodique du TRIM
pacman -S hdparm util-linux
systemctl enable fstrim.timer
Pour réduire les écritures sur la partition de SWAP, le système commencera à utiliser la swap à partir de 90% d’utilisation de la RAM.
echo "vm.swappiness=10" >> /etc/sysctl.d/99-sysctl.conf
Chargeur de démarrage
J’ai choisi d’utiliser systemd-boot
comme chargeur de démarrage. Je sais que Grub est un des chargeurs standards, mais j’ai beaucoup de mal
avec Grub dans le sens où il offre un ensemble pléthorique de fonctionnalités ce qui rend sa configuration illisible. Pour faire simple, il
fait plein de choses que je n’utilise jamais, je préfère un outil plus simple.
Libre à vous d’utiliser un autre chargeur.
bootctl --esp=/boot install
Configuration générale du chargeur
cat << EOF > /boot/loader/loader.conf
default arch.conf
editor no
timeout 4
console-mode max
EOF
default
défini la selection par défauteditor no
désactive l’éditeur permettant de modifier les paramètres de démarragetimeout 4
définit une attente de 4 sencondes avant selection automatique du choix par défautconsole-mode max
définit la résolution maximale pour l’affichage du menu
En fonction du fabriquant de votre processeur, veillez à installer le microcode correspondant. C’est un outil qui va mettre à jour le microcode interne de votre CPU afin d’apporter des correctifs en stabilitié mais aussi en sécurité.
# Intel
pacman -S intel-ucode
# AMD
pacman -S amd-ucode
Récupérez le champs UUID= de la partition LUKS
blkid | grep /dev/nvme0n1p2
Configuration d’une entrée du menu de démarrage.
/boot/loader/entries/arch.conf
title Arch Linux
linux /vmlinuz-linux
initrd <cpu>-ucode.img
initrd /initramfs-linux.img
Choisissez une série d’option en fonction de la configuration mkinitcpio
que vous avez selectionée
# classic
options cryptdevice=UUID=<UUID>:vg:allow-discards root=/dev/mapper/vg-arch rootflags=subvol=@ rw
# systemd
options rd.luks.uuid=<UUID> rd.luks.options=discard root=/dev/mapper/vg-arch rootflags=subvol=@ rw
Fin d’installation
Il suffit de tout préparer pour le redémarrage :
exit
cd
umount -R /mnt # Démontage des volumes BTRFS / BOOT / ROOT
swapoff /dev/mapper/vg-swap # Démontage du swap
cryptsetup luksClose luksifer # 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/nvme0n1 luksifer
opts=defaults,noatime,nodiratime,ssd,compress=zstd
mount -o $opts,subvol=@ /dev/mapper/vg-arch /mnt
mount -o $opts,subvol=@/home /dev/mapper/vg-arch /mnt/home
mount -o $opts,subvol=@/var /dev/mapper/vg-arch /mnt/var
mount -o $opts,subvol=@/var/log /dev/mapper/vg-arch /mnt/var/log
mount -o $opts,subvol=@/var/cache/pacman/pkg /dev/mapper/vg-arch /mnt/var/cache/pacman/pkg
mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/boot
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
.
N’oubliez pas de faire un instantané avant de commencer l’installation de votre environnement
complet avec snapper
. Le partitionnement est compatible, et cel vous permettra de revenir
en arrière sans pour autant repartir sur une réinstallation complète.
Merci d’avoir lu ce tutoriel, et bonne utilisation d’Archlinux.