archLinux
ZFS

俺様サーバー構築記 - ZFSをarchisoに埋め込む@デスクトップパソコン(BIOS)

マシンスペックはArchLinux インストール覚書で書いた通り DELL Inspiron 530s です。古い古い化石のようなマシンです。会社で廃棄処分になる奴をロハで貰ってきたものなので。会社で数年間、何かのサーバとして動かし続けた実績があるとの事でした。

サーバー構築方針などの能書きについては「俺様サーバー構築記 - 基本方針」を参照。


参考文献

後者で示した通り、インストール対象の物理マシンには既にArchLinuxがインストールされています。これを使って、対象のインストーラをダウンロードして、今回はUSBメモリにisoを焼き付けて使用します。


最初のインストーラをUSBメモリに焼き付ける

俺様サーバー構築記 - ZFSをarchisoに埋め込む@VirtualBox(UEFI)」で、ZFSを埋め込んだisoを既に作成済なので、これをUSBメモリに焼き付ければそれで終わり。以下の手順もすべて不要なんですけどね。普通の方はそれで作業完了だと思います。

私の場合、この時に使ったVirtualBoxはWindowsマシンで動かしていたんです。その為isoをUSBメモリに焼き付けるには、その為のツールをインストールしなければならない訳でして。こんな作業は初めてだったので、ツールなんか入っていません。今からWindowsマシンに余分なツールを入れるのは気に入りませんし(それも今回1回しか使わないし)、それで今回の手間を掛けました。

今日の時点でのArchLinuxインストーラー最新版をダウンロードしました。 archlinux-2019.01.01-x86_64.iso です。別のマシンで適当なブラウザを使い、Arch Linux をダウンロードのページから適当なミラーを選択しましょう。私は何も考えずにリストの最上位 jaist.ac.jp を選択しました。

そしてURLを確認し、それでダウンロードします。

# curl -O http://ftp.jaist.ac.jp/pub/Linux/ArchLinux/iso/2019.01.01/archlinux-2019.01.01-x86_64.iso

これをUSBメモリに焼き付けます。このマシンはHDDを2台搭載しているので、USBメモリは /dev/sdc になります。/dev/disk/by-id を見ると usb- の接頭辞の付いた名前が見えるので、その辺で確認すれば良いでしょう。あるいはUSBメモリを挿入する前後でのデバイスの差を調べます。

参考文献: 1.1.1 GNU/Linux - 1.1 dd を使う - 1 BIOS・UEFI ブータブル USB - USB インストールメディア - ArchWiki

# dd bs=4M if=archlinux-2019.01.01-x86_64.iso of=/dev/sdc status=progress && sync

USBメモリを挿したまま再起動します。そしてUSBメモリから起動させますが、正直、これが非常に面倒でした。BIOS画面を表示してBOOTメディアを調整するんですが、このマシンのBIOSはその設定がわかりにくい。


  1. 一度電源を切ってから、電源を入れ直す(コマンド reboot で再起動はダメ)

  2. F2キーを押してBIOS画面を表示

  3. Boot Device Configuration

  4. Hard Disk Boot Priority に HSB-HDD0 が表示されているので、これを順番の1.に移動

  5. Boot Other Device を Enabled にする

  6. F10キーを押してセーブして起動

この辺は機種に依存して変わる筈ですので、それぞれ確認して下さい。


インストールの準備


キーボード

# loadkeys jp106


コンソールフォント

コンソールフォントはそのまま変更しません。日本語が表示されればそれなりに便利そうだけども、当面は必要無いと判断。


起動モードの確認

BIOSだという事はわかっていますが念の為。

# ls /sys/firmware/efi/efivars

ls: cannot access '/sys/firmware/efi/efivars': No such file or directory


パーティション

このマシンのHDDは /dev/sda/dev/sdb です。archisoを作るだけなので、今回は /dev/sda のみ使用します。

# ls /dev/sd*

/dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdc1 /dev/sdc2

ここで見える /dev/sdc とその眷属(/dev/sdc1 /dev/sdc2)は、起動する時に使用したUSBメモリです。mountコマンドの結果にそれが表れます。

# mount | grep /dev/sd

/dev/sdc1 on /run/archiso/bootmnt type iso9660 (ro,relatime,nojoliet,check=s,map=n,blocksize=2048)

ストレージデバイスを確認した所で、HDDにパーティションを切ります。今回の用途の場合、最低でもbootパーティションを分ける必要があります。

…なのですが、デバイス丸ごと1個をbtrfsにしていた過去がありまして、これの扱いがなかなか難しい。何が難しいかと言うと…

# lsblk -f /dev/sda

NAME FSTYPE LABEL UUID FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINT
sda btrfs btrfs_raid1 1a7327e5-95f3-4913-8f04-0fcc3c109d3a

これが、消えません。パーティションテーブルを削除しても、なぜか消えません。

# fdisk /dev/sda

Welcome to fdisk (util-linux 2.33).
Changes will remain in memory only, util you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Command (m for help): o
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x6c93c192.

Command (m for help): w
The partition table has been alterd.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

# lsblk -f /dev/sda
NAME FSTYPE LABEL UUID FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINT
sda btrfs btrfs_raid1 1a7327e5-95f3-4913-8f04-0fcc3c109d3a

以上のような具合。

試行錯誤の末、wipefs -a というコマンドでクリアされる(ように見える)事がわかりました。それが正しい対処なのかどうか不明ですが、とりあえずそれで行きます。HDDというデバイスに関する深い知識があれば理解できるのだと思いますが、今の私の知識ではこれが限界です。

正直、この問題には今の時点で対応する必要はありませんが。次のステップで対応すればいい話ではあります。

スワップ領域については パーティショニング - ArchWiki の[パーティションの大きさはどうすればいいですか?]に下記のような記述があります。


大容量のメモリ(1024MB 以上)を積んでいるときは、スワップパーティションは小さく、または作らなくてもかまわないでしょう。2GB 以上の物理 RAM を持っているなら、スワップパーティションがないほうが一般的に良いパフォーマンスを発揮すると思われます。


これを信じてスワップパーティションは作りません。

コマンドは sfdisk というものを見つけたので、これを利用してみます。

なお作業対象は、2台あるHDDの内の片方のみ。archiso作成作業の場所を作るだけですので。

# wipefs -a /dev/sda

/dev/sda: 8 bytes were erased at offset 0x00010040 (btrfs): 5f 42 48 52 66 53 5f 4d
# sfdisk /dev/sda <<___
\`heredoc> ,512M
\`heredoc> ,
\`heredoc>___
Checking that no-one is using this disk right now ... OK
〈以下、長いので省略〉


パーティションのフォーマット

bootパーティションはFAT32。ルートは…ハッキリ言って何でもいい。すぐにzfsで再インストールしますので。

# mkfs.fat -F32 /dev/sda1

mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
# mkfs.ext4 /dev/sda2
mke2fs 1.44.5 (15-Dec-2018)
〈以下略〉


パーティションのマウント

# mount /dev/sda2 /mnt

# mkdir /mnt/boot
# mount /dev/sda1 /mnt/boot


インターネットへの接続

ネットワーク環境が確立しているかどうか、外部へのpingによって確認します。

# ping -c2 archlinux.jp

PING archlinux.jp (160.16.119.98) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tk2-235-27344.vs.sakura.ne.jp (160.16.119.98): icmp_seq=1 ttl=54 time=8.16 ms
64 bytes from tk2-235-27344.vs.sakura.ne.jp (160.16.119.98): icmp_seq=2 ttl=54 time=8.72 ms

--- archlinux.jp ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 2ms
rtt min/avg/max/mdev = 8.155/8.435/8.715/0.280 ms


システムクロックの更新

ntpサーバは自分で設定したい。日本なら ntp.nict.jp が鉄板です。特殊事情が無ければこの一択。システム推奨なんか知りませ~ん。

# cd /etc/systemd

# sed -i -e"s/^#NTP=.*$/NTP=ntp.nict.jp/" timesyncd.conf
# timedatectl set-ntp true
# timedatectl status
Local time: Sun 2019-01-13 01:48:41 UTC
Universal time: Sun 2019-01-13 01:48:41 UTC
RTC time: Sun 2019-01-13 01:48:41
Time zone: UTC (UTC, +0000)
System clock synchronized: yes
NTP service: active
RTC in local TZ: no
# systemctl status systemd-timesyncd
systemd-timesyncd.service - Network Time Synchronization
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Sun 2019-01-13 01:48:35 UTC; 1min 20s ago
Docs: man:systemd-timesyncd.service(8)
Main PID: 938 (systemd-timesyn)
Status: "Synchronized to time server 133.243.238.163:123 (ntp.nict.jp)."
Tasks: 2 (limit: 4915)
Memory: 1.3M
CGroup: /system.slice/systemd-timesyncd.service
└─844 /usr/lib/systemd/systemd-timesyncd

Jan 13 01:48:35 archiso systemd[1]: Starting Network Time Synchronization...
Jan 13 01:48:35 archiso systemd[1]: Started Network Time Synchronization.
Jan 13 01:48:35 archiso systemd-timesyncd[938]: Synchronized to time server 133.243.238.163:123 (ntp.nict.jp).


インストール


ミラーの選択

日本ならJapanをリスト先頭に持ってきましょう。っていうか、Japanだけ抜き出しました。コマンドが簡単になるので。

# cd /etc/pacman.d

# sed -i -ne"/^#.*Japan$/,+1 p" mirrorlist
# cat mirrorlist
## Japan
Server = http://ftp.jaist.ac.jp/pub/Linux/ArchLinux/$repo/os/$arch
## Japan
Server = http://mirrors.cat.net/archlinux/$repo/os/$arch
## Japan
Server = http://ftp.tsukuba.wide.ad.jp/Linux/archlinux/$repo/os/$arch


ベースシステムのインストール

BIOSブートに必要なパッケージも同時に落としてきます。ブートローダは、今回は syslinux を使ってみます。詳細は後述。

今時は、CPUのデバッグ用パッチもOSが面倒を見るらしい。その為のパッケージ intel-ucode も落としておきます。

とりあえず現時点で必要最小限のパッケージはこれだけ。他に必要なパッケージは、必要に迫られた時に追加する事にします。

# pacstrap /mnt base intel-ucode syslinux

〈表示省略〉


システムの設定


fstab

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

# cat /mnt/etc/fstab
# Static information about the filesystems.
# See fstab(5) for details.

# <file system> <dir> <type> <options> <dump> <pass>
# /dev/sda2
UUID=f3f6c234-d876-4dc1-bc5d-37987f0e64db / ext4 rw,relatime 0 1

# /dev/sda1
UUID=42D3-5C98 /boot vfat rw,relatime,fmask=0022,dmask=0022,codepage=437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,utf8,errors=remount-ro 0 2


chroot、タイムゾーン

# arch-chroot /mnt

# ln -fs /usr/share/zoneinfo/Japan /etc/localtime
# hwclock --systohc --utc


ロケール

# sed -i -e"s/^#\(ja_JP\)/\1/" /etc/locale.gen

# locale-gen
Generating locales...
ja_JP.EUC-JP... done
ja_JP.UTF-8... done
# echo LANG=C >/etc/locale.conf
# echo KEYMAP=jp106 >/etc/vconsole.conf

日本語フォントが入っていない場合は LANG=C にしておきましょう。文字化けが非常に鬱陶しい事になります。


ホストネーム

マシンに名前を付けます。こういうのはセンスが出ますよね。なんて思うのは私だけ?

# echo 〈ホスト名〉 >/etc/hostname


Initramfs

# mkinitcpio -p linux

〈表示省略〉
但し、途中で警告が出た:
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: wd719x
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: aic94xx
良くわからないが、ひとまず無視


 Rootパスワード

# passwd

New password: 〈root用パスワード〉
Retype new password: 〈root用パスワード〉
passwd: password updated successfully


ブートローダー

今回は syslinux を使いたい。いえ特別な理由は無いんですけど、grubはデカいという噂を時折耳にしますので。小さい事は良い事です。

参考文献:

- 1.2.1 自動インストール - 1.2 インストール - 1 BIOS 環境 - Syslinux - ArchWiki

# syslinux-install_update -i -a -m

Syslinux BIOS install successful
/usr/bin/syslinux-install_update: line 117: warning: command substitution: ignored null byte in input
Boot Flag Set - /dev/sda1
Installed MBR (/usr/lib/syslinux/bios/mbr.bin) to /dev/sda
# sfdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 298.1 GiB, 320072933376 bytes, 625142448 sectors
Disk model: ST3320620AS
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: dos
Disk identifier: 0x5298794e

Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 * 2048 1050623 1048576 512M 83 Linux
/dev/sda2 1050624 625142447 624091824 297.6G 83 Linux

syslinuxの設定ファイルを弄ります。

なぜか /dev/sda3 をrootにしようとしてるので直したり、Intelのマイクロコードのアップデートを有効にしたり。

# cd /boot/syslinux

# cp syslinux.cfg syslinux.cfg.org
# vi syslinux.cfg
# diff -U3 syslinux.cfg{.org,}
--- syslinux.cfg.org 2019-01-13 17:51:30.000000000 +0900
+++ syslinux.cfg 2019-01-13 18:02:12.000000000 +0900
@@ -51,13 +51,15 @@
LABEL arch
MENU LABEL Arch Linux
LINUX ../vmlinuz-linux
- APPEND root=/dev/sda3 rw
+ APPEND root=UUID=f3f6c234-d876-4dc1-bc5d-37987f0e64db rw
+ INITRD ../intel-ucode.img
INITRD ../initramfs-linux.img

LABEL archfallback
MENU LABEL Arch Linux Fallback
LINUX ../vmlinuz-linux
- APPEND root=/dev/sda3 rw
+ APPEND root=UUID=f3f6c234-d876-4dc1-bc5d-37987f0e64db rw
+ INITRD ../intel-ucode.img
INITRD ../initramfs-linux-fallback.img

#LABEL windows

ちなみにUUIDは、下記コマンドを使えば一撃で取得できます。

# blkid --match-tag UUID -o value /dev/sda2

f3f6c234-d876-4dc1-bc5d-37987f0e64db


ネットワーク

systemdを使用するとデバイス名を固定してくれるようですので、DHCPクライアントだけ設定します。

# cat >/etc/systemd/network/all.network <<___

> [Match]
> Name=*
>
> [Network]
> DHCP=ipv4
> ___
# systemctl enable systemd-networkd
Created symlink /etc/systemd/system/dbus-org.freedesktop.network1.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.service.
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/systemd-networkd.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.service.
Created symlink /etc/systemd/system/sockets.target.wants/systemd-networkd.socket -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.socket.
Created symlink /etc/systemd/system/network-online.target.wants/systemd-networkd-wait-online.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd-wait-online.service.

なお /mnt/etc/resolv.conf は arch-chroot によって /etc/resolv.conf に置き換えられているようです。そのため exit してから設定しないと、設定前の何も無い状態に書き戻されてしまいます。インストール手順としてちょっと歪な気がしますが、arch-chrootをexitした後にresolv.confを修正します。

# exit

exit
arch-chroot /mnt 17.05s user 4.79s system 0% cpu 42:00.56 total
# cp --parents /etc/resolv.conf /mnt
# vi /mnt/etc/resolv.conf
〈必要に応じて修正〉


再起動

仮想マシンをシャットダウン。

# umount -R /mnt

# shutdown -h now

そして、インストールメディアであるUSBメモリを外した後に電源を入れます。


rootログイン

再起動するとsyslinuxのメニュー画面が表示されますが、デフォルトの設定ですと5秒で自動的に先へ進みます。

ログイン画面になったらrootユーザーでログインします。パスワードは先ほどpasswdコマンドで設定した通り。


Arch Linux 4.20.0-arch1-1-ARCH (tty1)

〈ホスト名〉 login: root
Password: 〈root用パスワード〉


archzfsパッケージをarchisoに埋め込む

さて漸く本題。

参考文献: 8.1 archzfs パッケージを archiso に埋め込む - 8

ヒントとテクニック - ZFS - ArchWiki

まずはarchisoパッケージをダウンロード。

# pacman -Syy

〈省略〉
# pacman -S archiso

次に、ArchWikiには「プロセスを開始」って書いてあるんだけど…意味がよくわかりません。とりあえず書いてあるコピーコマンドを実行。

# cp -r /usr/share/archiso/configs/releng /root/media

packages.x86_64 ファイルに追記。

ここではダイナミックカーネルモジュールをサポートしているバージョンを選択します。zfs-linux-git で何度かやったんですが、結構頻繁にダメになるんです、zfsのバージョンとカーネルバージョンの不一致で。あまりにも面倒なので zfs-dkms を使う事にしました。

そしてzfsを使う時にはspl (Solaris Porting Layer) も入れる必要があります。またdkmsを使う時には linux-headers をインストールしておく必要があります。

# cd /root/media

# cat >>packages.x86_64 <<___
> linux-headers
> spl-dkms
> zfs-dkms
> ___

pacman.conf ファイルに追記。

ヒアドキュメントを使ってもいいんですが、その場合は $repo のドル記号をバックスラッシュでエスケープして \$repo とする必要があります。どっちでもいいんですけど、ちょっと面倒臭いんで、標準入力からキーボード入力します。こんな細っかい使い分けなんかどうでもいいですが。

# cat >>pacman.conf

[archzfs]
SigLevel = Never
Server = http://archzfs.com/$repo/x86_64
〈Ctrl-d〉

イメージ作成。ここで、結構な時間が掛かります。

# ./build.sh -v

〈省略〉
[mkarchiso] INFO: Done! | 686M out/archlinux-2019.01.13-x86_64.iso

USBメモリを挿した後に下記コマンドを実行して、焼き付けるべきデバイスが /dev/sdc である事を確認します。

# lsblk -dpo NAME,FSTYPE,LABEL,UUID /dev/sdc

NAME FSTYPE LABEL UUID
/dev/sdc iso9660 ARCH_201901 2019-01-01-15-22-42-00

完成したisoイメージファイルをUSBメモリに焼き付けます。

# dd bs=4M if=out/archlinux-2019.01.13-x86_64.iso of=/dev/sdc status=progress && sync

焼き付ける事に成功したら、一度電源を切ります。このマシンは電源を切って入れ直さないと、稼働中に差したUSBメモリをブートデバイスとして認識してくれないので。

# shutdown -h now

電源を入れ直したら F2 キーを押し、BIOS画面でUSBメモリから起動するように変更。

起動すればOKです。やったね :thumbsup_tone1: