ThinkPad X220上运行Arch Linux(U盘)

之前在 ThinkPad X220上运行Arch Linux 是作为个人工作站,随着我在 私有云架构 部署需要有独立主机来实现带外管理和监控,并且ThinkPad X220已经不作为主工作桌面,硬盘已经拆除,所以将ThinkPad X220上安装U盘来运行一个经鉴定 Arch Linux

警告

我最初以为在U盘上安装Arch Linux和 ThinkPad X220上运行Arch Linux 是一样的 ,毕竟拆掉了SSD硬盘之后,插入的U盘也被识别成 /dev/sda 设备。然而,实践发现,同样的步骤安装 EFISTUB 启动却失败。原来还是需要配置一个启动管理器。

准备工作

  • 创建安装U盘:

    sudo dd if=archlinux-2022.06.01-x86_64.iso of=/dev/rdisk3 bs=10m
    

将U盘插到ThnkPad X220的USB接口,启动主机,选择U盘启动,字符终端

可以看到:

enp0s25
wlan0

有线网络设置

默认启动dhcp分配IP地址,所以如果有线局域网已经提供DHCP服务,则可以自动分配IP地址连接网络。 默认安装系统是已经启动了sshd服务,就可以远程登陆系统进行下一步安装

  • 如果网络没有提供DHCP服务,则采用静态IP配置:

    ip address add 192.168.6.199/24 dev enp0s25
    ip route add 0.0.0.0 via 192.168.6.200 dev enp0s25
    ip link set enp0s25 up
    

准备工作

  • 更新系统时钟:

    timedatectl set-ntp true
    
  • parted分区工具 磁盘分区(128G规格):

    parted /dev/sda mklabel gpt
    parted -a optimal /dev/sda mkpart ESP fat32 0% 256MB
    parted /dev/sda set 1 esp on
    parted /dev/sda set 1 boot on
    parted -a optimal /dev/sda mkpart primary xfs 256MB 100%
    

注解

  • /dev/sdb1 划分为 EFI系统分区,大小 260-512MB

  • /dev/sdb2 根分区,大小100+GB(剩余空间)

完成后检查 fdisk -l 可以看到:

Disk /dev/sda: 115.69 GiB, 124218507264 bytes, 242614272 sectors
Disk model: Ultra Fit
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: FD028129-1CA4-4370-BAF7-510BF30CED83

Device      Start       End   Sectors   Size Type
/dev/sda1    2048    499711    497664   243M EFI System
/dev/sda2  499712 242612223 242112512 115.4G Linux filesystem
  • 格式化分区:

    mkdosfs -F 32 /dev/sda1
    mkfs.xfs /dev/sda2
    
  • (废弃,针对EFISTUB的方法)挂载文件系统:

    mount /dev/sda2 /mnt
    mkdir /mnt/boot
    mount /dev/sda1 /mnt/boot
    
  • (正确,采用GRUB)挂在文件系统:

    mount /dev/sda2 /mnt
    

安装

  • 安装基本软件包:

    pacstrap /mnt base linux linux-firmware
    

配置

  • fstab

生成fstab文件(这里 -U-L 定义UUID或labels):

genfstab -U /mnt >> /mnt/etc/fstab
  • chroot

将根修改到新系统:

arch-chroot /mnt
  • 设置时区:

    ln -sf /usr/share/zoneinifo/Asia/Shanghai /etcc/localtime
    

运行 hwclock 生成 /etc/cadjtime

hwclock --systohc
  • 安装简化版vi作为服务器配置维护工具:

    pacman -S vi
    
  • 本地化语言支持 - 只需要UTF支持就可以,所以修改 /etc/locale.gen 保留 en_US.UTF-8 UTF-8 然后执行:

    locale-gen
    

创建 locale.conf 设置如下:

LANG=en_US.UTF-8

网络配置

  • 创建 /etc/hostname 文件,内容是主机名:

    acloud
    
  • 编辑 /etc/hosts

    127.0.0.1    localhost
    127.0.0.1    acloud.staging.huatai.me acloud
    

Root密码及用户账号

  • 设置root密码:

    passwd
    
  • 设置日常账号:

    groupadd -g 20 staff
    useradd -g 20 -u 502 -d /home/huatai -m huatai
    passwd huatai
    
  • 设置sudo:

    pacman -S sudo
    echo "huatai   ALL=(ALL:ALL) NOPASSWD:ALL" >> /etc/sudoers
    

安装系统工具

  • 安装openssh:

    pacman -S openssh
    

此时还在chroot状态,所以无法直接使用 Systemd进程管理器 ,则执行以下命令手工启动 sshd

ssh-keygen -A
/usr/bin/sshd

使用EFISTUB启动(失败)

注解

我尝试了EFISTUB方式,但是在移动U盘上失败,启动页面空白。所以改为参考 Install Arch Linux on a removable medium 采用安装标准boot loader 来启动

本段落是我的尝试记录,实际未成功,所以应该跳过这段

  • 安装 efibootmgr

    pacman -S efibootmgr
    
  • 获取 /dev/sda1 分区ID (PARTUUID):

    ls -lh /dev/disk/by-partuuid/
    

显示:

lrwxrwxrwx 1 root root 10 Jun 14 02:42 258b404c-d631-4b9a-9457-05c928be2e02 -> ../../sda2
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Jun 14 02:42 f8b79904-985b-455f-8182-75e313efbbdf -> ../../sda1

这里 sda1 的PARTUUID是我们需要用来创建启动PART ID的参数:

efibootmgr --disk /dev/sda --part 1 --create --label "Arch Linux" --loader /vmlinuz-linux --unicode 'root=PARTUUID=258b404c-d631-4b9a-9457-05c928be2e02 rw initrd=\initramfs-linux.img' --verbose

注解

参数:

  • --part 1 标识ESP分区

  • root= 标识root分区,也就是这里的 sda2

  • 如果使用swap分区,则还可以添加 resume= 参数来标识swap分区

警告

这里有一个疑惑, --disk /dev/sda 能保证系统启动时候设备识别么?毕竟每次启动系统是被磁盘顺序不同,可能会有不同的设备标记。

例如,我安装启动U盘和目标U盘都插在主机上,启动时候

  • arch linux不能识别ESP分区的vfat文件系统,启动时候会报错 mount: /new_root: unknown filesystem type 'vfat' 。原因是我将VFAT的分区 /etc/sda1 作为 /boot ,但是默认安装的内核是没有带有VFAT模块。

修改 /etc/mkinitcpio.conf 添加 vfat 和 xfs 模块:

MODULES=(vfat xfs)
BINARIES=(fsck fsck.ext2 fsck.ext3 fsck.ext4 e2fsck fsck.vfat fsck.msdos fsck.fat fsck.xfs)
  • 安装fsck工具:

    pacman -S dosfstools xfsprogs
    
  • 生成新的initramfs:

    mkinitcpio -P
    

这里有一些WARNING提示,是和硬件相关的 firmware

==> WARNING: Possibly missing firmware for module: aic94xx
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: bfa
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: qed
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: qla1280
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: qla2xxx
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: wd719x
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: xhci_pci

只要系统已经安装了 linux-firmware ,上述WARNING可以忽略

  • 设置以后检查启动项:

    efibootmgr --verbose
    
  • 设置启动顺序:

    efibootmgr --bootorder XXXX,XXXX --verbose
    

这里 xxxx,xxxx 是刚才 efibootmgr --verbose 输出的每个启动项的编号。默认就是刚才新添加的启动项在最前面,也就是默认先启动刚才新安装的配置

注解

如果历史上积累了太多无用的EFI启动项,可以通过以下命令删除:

efibootmgr -b # -B

这里 # 是项目,请替换成实际值,例如:

efibootmgr -b 001F -B
  • 重启系统

使用exit或者ctrl-d命令chroot环境,然后 umount -R /mnt ,最后输入 reboot 命令重启系统。

安装Boot Loader - GRUB

  • 对于使用GRUB的系统,和前面EFISTUB不同,暂时不挂载 /dev/sda1 ,只挂载 /dev/sda2/mnt 即执行 pacstrap /mnt base linux linux-firmware 。不过,我已经执行过一次 efibootmgr ,所以简单将文件移动到 /boot 目录下即可

  • 执行chroot:

    arch-chroot /mnt
    
  • 其他安装软件步骤都是相同的,见上文

  • 安装Grub bootloader:

    pacman -S grub efibootmgr
    

注解

Grub会调用 efibootmgr 来操作UEFI

  • 创建EFI分区挂载目录:

    mkdir /boot/efi
    
  • 挂载ESP分区:

    mount /dev/sda1 /boot/efi
    
  • 安装grub:

    grub-install --target=x86_64-efi --bootloader-id=GRUB --efi-directory=/boot/efi
    
  • 创建配置:

    grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
    
  • 注意 /etc/fstab 配置,需要修订 /boot/efi 挂载 /dev/sda1

    # /dev/sda2
    UUID=e5f1f419-266c-41b3-9df8-fef7fcd26f02    /           xfs         rw,relatime,attr2,inode64,logbufs=8,logbsize=32k,noquota  0 1
    # /dev/sda1
    UUID=5800-6B75       /boot/efi       vfat        rw,relatime,fmask=0022,dmask=0022,codepage=437,iocharset=ascii,shortname=mixed,utf8,errors=remount-ro 0 2
    

注解

这里 /dev/sda1 挂载修改为 /boot/efi

  • 修改 /etc/mkinitcpio.conf 添加 vfat 和 xfs 模块(重要步骤,确保内核启动支持vfat和xfs分区),并且带上必要的磁盘fsck(按需要支持的分区类型添加):

    MODULES=(vfat xfs)
    BINARIES=(fsck fsck.ext2 fsck.ext3 fsck.ext4 e2fsck fsck.vfat fsck.msdos fsck.fat fsck.xfs)
    
  • 修改 HOOKS 段落,将 blockkeyboard 提前到 autodetect 前面。这个措施对于在多系统启动是在早期用户空间加载需要的模块:

    #HOOKS=(base udev autodetect modconf block filesystems keyboard fsck)
    HOOKS=(base udev block keyboard autodetect modconf filesystems fsck)
    
  • 如果U盘需要用于不同的处理器,例如intel或amd,则同时安装 amd-ucodeintel-ucode 软件包:

    #pacman -S amd-ucode intel-ucode
    pacman -S intel-ucode
    
  • 安装fsck工具:

    pacman -S dosfstools xfsprogs
    
  • 生成新的initramfs:

    mkinitcpio -P
    

安装必要软件包

  • 为方便工作,安装以下软件包:

    pacman -S sudo screen wpa_supplicant
    
  • 升级系统:

    sudo pacman -Syu
    

网络配置

这次安装的arch linux是作为服务器使用,所以只安装字符界面工具。网络配置我没有采用 ThinkPad X220上运行Arch Linux 的 netctl 工具。

arch linux配置IP(静态或动态) 提供了不同的网络配置方法,这里实践仅采用简洁的 Systemd Networkd服务 完成

静态IP

  • 编辑 /etc/systemd/network/enp0s25.network

    [Match]
    Name=enp0s25
    
    [Network]
    Address=192.168.6.199/24
    Gateway=192.168.6.200
    DNS=192.168.6.200
    
  • 启动服务:

    sudo systemctl enable --now systemd-networkd
    

注解

上述配置是完成对物理主机的有线网卡静态IP地址配置,这个IP地址是内网IP地址

无线网络

系统默认采用了 Systemd进程管理器 ,所以通常可以直接 使用systemd-networkd配置无线 ,对于复杂的 802.1x和EAP 认证,可以 使用wpa_supplicant连接无线网络

WEP/WPA2网络

参考