1.  Introduction aux périphériques de bloc

Les périphériques de bloc

Nous allons regarder de manière approfondie la question des disques sous Gentoo Linux et sous Linux en général, y compris les systèmes de fichiers de Linux, les partitions et les périphériques de bloc. Ensuite, une fois que vous serez familiarisé avec les tenants et aboutissants des disques et des systèmes de fichiers, vous serez guidé pour réaliser la mise en place des partitions et des systèmes de fichiers pour votre installation de Gentoo Linux.

Pour commencer, nous allons présenter les périphériques de bloc. Le plus célèbre étant certainement celui qui représente le premier disque dans un système Linux, /dev/sda. Les disques durs SCSI, Serial ATA et mêmes les disques durs IDE sont tous nommés en /dev/sda depuis les nouveaux pilotes libata de Linux. Si vous utilisez les anciens pilotes, votre premier disque dur IDE s'appelle alors /dev/hda.

Les périphériques de bloc cités ci-dessus représentent une interface abstraite vers les disques. Les programmes utilisateur peuvent les utiliser pour interagir avec votre disque sans se préoccuper de savoir si vos périphériques sont IDE, SCSI ou autres. Le programme peut simplement utiliser l'espace sur le disque comme un groupe de blocs continus de 512 octets accessibles aléatoirement.

Partitions

Bien qu'il soit théoriquement possible d'utiliser un disque complet pour héberger votre système Linux, ceci n'est pratiquement jamais fait. À la place, les périphériques de bloc sont divisés pour être plus petits et plus facilement gérables. Ces subdivisions sont appelées partitions.

Les partitions sont divisées en trois types : primaire, étendue et logique.

Une partition primaire est une partition dont l'information est stockée dans le MBR (« master boot record », secteur d'amorçage principal). Comme un MBR est très petit (512 bytes), seules 4 partitions primaires peuvent y être définies (par exemple, de /dev/sda1 à /dev/sda4).

Une partition étendue est une partition primaire spéciale (ce qui signifie que la partition étendue doit être une des quatre partitions primaires possibles) qui contient d'autres partitions. Une telle partition n'existait pas à l'origine, mais étant donné que quatre partitions ne suffisaient plus, on a étendu le schéma de formatage sans perdre la compatibilité ascendante.

Une partition logique est une partition contenue dans la partition étendue. Sa définition n'est pas placée dans le MBR, mais est déclarée dans la partition étendue.

Solutions de stockage avancées

Les CD d'installation Gentoo pour ${arch} offrent le support des systèmes LVM2. Les systèmes LVM2 permettent une plus grande flexibilité dans l'organisation des disques. Le reste de ce guide utilise des partitions normales, mais vous pouvez activer ces systèmes de stockage avancés si vous le désirez.

1.  Concevoir un plan de partitionnement

Plan de partitionnement par défaut

Si vous n'êtes pas intéressé par l'établissement d'un plan de partitionnement pour votre système, vous pouvez utiliser le plan de partitionnement que nous utilisons dans ce manuel :

Si vous souhaitez savoir la taille qu'une partition doit avoir, ou même de combien de partitions vous avez besoin, poursuivez la lecture de ce chapitre. Sinon, poursuivez avec le chapitre Partitionner votre disque avec fdisk ou Partitionner votre disque avec parted (ce sont tous les deux des outils de partitionnement, fdisk est très connu et stable, parted est un peu plus récent mais prend en charge des partitions de taille supérieure à 2TO).

Combien et de quelle taille ?

Le nombre de partitions dépend beaucoup de votre environnement. Par exemple, si vous avez beaucoup d'utilisateurs, vous désirerez certainement avoir votre partition /home séparée afin d'améliorer la sécurité et de simplifier les sauvegardes. Si vous installez Gentoo comme serveur de courrier, votre partition /var devrait être séparée étant donné que tous les courriels sont stockés dans /var. Un bon choix de système de fichiers va vous permettre d'améliorer les performances. Les serveurs de jeux auront une partition /opt séparée étant donné que la plupart des serveurs de jeux sont installés à cet endroit. La raison est la même que pour la partition /home : sécurité et sauvegarde. Vous devriez consacrer suffisamment de place au répertoire /usr, car il contient non seulement vos applications, mais aussi l'arbre Portage (qui prend 500 Mo à lui seul) et les sources des programmes que vous allez installer.

Comme vous pouvez le voir, cela dépend beaucoup de ce que vous souhaitez faire. Séparer les partitions ou volumes procure les avantages suivants :

• Vous pouvez choisir le système de fichiers le plus performant pour chaque partition ou volume.
• Votre système entier ne risque pas d'arriver à court d'espace disque libre si un outil défectueux sature l'espace disque d'une partition ou d'un volume.
• Si nécessaire, les vérifications des systèmes de fichiers durent moins longtemps, vu que de multiples vérifications peuvent être faites en parallèle (quoique cet avantage est plus important avec plusieurs disques qu'avec plusieurs partitions).
• La sécurité peut être améliorée en montant certaines partitions ou volumes en lecture seulement, en utilisant nosuid (les bits suid sont ignorés) et noexec (les bits exécutables sont ignorés), etc.

Cependant, avoir de multiples partitions présente un gros désavantage : si elles ne sont pas configurées correctement, vous risquez d'obtenir un système avec beaucoup d'espace libre sur une partition et plus du tout sur une autre. Un autre inconvénient est que des partitions séparées, en particulier pour des points de montage importants tels que /usr ou /var - requièrent que l'utilisateur amorce avec un initramfs pour monter la partition avant que les scripts de démarrage ne soient lancés. Ce n'est pas toujours le cas cependant, ce qui fait que le résultat peut varier.

Notez que les disques SCSI et SATA sont limités à 15-partitions sauf si vous utilisez des étquettes GPT.

Voici un exemple de partitionnement pour un disque de 20 Go utilisé sur un portable de démonstration (contenant un serveur web, un serveur de courrier, GNOME...) :

$ df -h
Système de fichier    Type    Taille Util  Libre Util% Monté sur
/dev/sda5             ext4    509M   132M  351M  28%   /
/dev/sda2             ext4    5.0G   3.0G  1.8G  63%   /home
/dev/sda7             ext4    7.9G   6.2G  1.3G  83%   /usr
/dev/sda8             ext4   1011M   483M  477M  51%   /opt
/dev/sda9             ext4    2.0G   607M  1.3G  32%   /var
/dev/sda1             ext2     51M   17M   31M   36%   /boot
/dev/sda6             swap    516M   12M   504M   2%   <non monté>
(Espace non partitionné pour utilisation future : 2 Go)

/usr est plutôt rempli ici (83 % utilisés), mais une fois que tous les programmes sont installés, /usr a une taille relativement stable. Pour /var, on pourrait croire que trop d'espace a été alloué. Cependant, Gentoo compile tous les programmes dans /var/tmp/portage. Si vous voulez allouer relativement peu d'espace pour /var, par exemple 2 Go, vous devrez modifier la variable PORTAGE_TMPDIR dans /etc/portage/make.conf pour qu'elle pointe vers une partition qui dispose d'un espace suffisant pour compiler de très gros paquets tels que OpenOffice.org.

1.  Partitionner votre disque avec fdisk

Les parties suivantes expliquent comment créer le schéma de partition décrit précédemment :

Changez votre plan de partitionnement comme vous le souhaitez.

Afficher le plan de partitionnement actuel

fdisk est un outil populaire et puissant pour diviser votre disque en partitions. Lancez fdisk sur votre disque (dans notre exemple, nous utilisons /dev/sda) :

# fdisk /dev/sda

Une fois dans fdisk, vous serez accueilli par une invite de commande (« prompt ») qui ressemble à ceci :

Command (m for help):

Appuyez sur p pour afficher la configuration actuelle de vos partitions.

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 240 heads, 63 sectors, 2184 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1   *         1        14    105808+  83  Linux
/dev/sda2            15        49    264600   82  Linux swap
/dev/sda3            50        70    158760   83  Linux
/dev/sda4            71      2184  15981840    5  Extended
/dev/sda5            71       209   1050808+  83  Linux
/dev/sda6           210       348   1050808+  83  Linux
/dev/sda7           349       626   2101648+  83  Linux
/dev/sda8           627       904   2101648+  83  Linux
/dev/sda9           905      2184   9676768+  83  Linux

Command (m for help):

Ce disque est configuré pour héberger sept systèmes de fichiers Linux (chacun avec une partition correspondante listée en tant que « Linux ») ainsi qu'une partition de mémoire virtuelle (listée en tant que « Linux swap »).

Supprimer toutes les partitions

Nous allons commencer par supprimer toutes les partitions existantes sur le disque. Tapez d pour supprimer une partition. Par exemple, pour supprimer un /dev/sda1 existant :

Command (m for help): d
Partition number (1-4): 1

La partition a été programmée pour la suppression. Elle ne sera plus affichée si vous tapez p, mais elle ne sera pas supprimée tant que vos changements n'auront pas été sauvegardés. Si vous faites une erreur et souhaitez annuler sans sauvegarder vos changements, tapez q immédiatement et appuyez sur Entrée, vos partitions ne seront pas supprimées.

Maintenant, en supposant que vous souhaitiez enlever toutes les partitions de votre système, répétez la commande p pour afficher une liste des partitions et puis tapez d ainsi que le numéro de la partition que vous souhaitez supprimer. Finalement, vous vous retrouverez avec une table de partitions vide :

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System

Command (m for help):

Maintenant que la table de partitions en mémoire est vide, nous sommes prêts à créer les partitions. Nous allons utiliser le plan de partitionnement par défaut vu précédemment. Bien sûr, ne suivez pas ces instructions à la lettre si vous n'utilisez pas le même plan de partitionnement !

Création de la partition de démarrage

Nous allons commencer par créer la partition de démarrage. Tapez n pour créer une nouvelle partition, ensuite p pour choisir une partition primaire, suivi par 1 pour sélectionner la première partition primaire. Quand on vous demande le premier cylindre, tapez Entrée. Quand on vous demande le dernier cylindre, tapez +32M pour créer une partition de 32 Mo :

Command (m for help): n
Command action
  e   extended
  p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-3876, default 1): (Appuyez sur Entrée)
Using default value 1
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-3876, default 3876): +32M

Maintenant, quand vous tapez p, vous devriez voir l'affichage suivant :

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1          1        14    105808+  83  Linux

Nous devons rendre cette partition amorçable. Tapez a et sélectionnez 1 pour activer l'option amorçable (bootable flag) sur cette partition. Si vous tapez p à nouveau, vous constaterez qu'une * (astérisque) est placé dans la colonne « Boot ».

Création de la partition de mémoire virtuelle

À présent, créons la partition de mémoire virtuelle. Pour ce faire, tapez n pour créer une nouvelle partition, puis p pour dire à fdisk que vous souhaitez une partition primaire. Ensuite, tapez 2 pour créer la deuxième partition primaire, /dev/sda2 dans notre cas. Quand on vous demandera le premier cylindre, tapez Entrée. Quand on vous demandera le dernier cylindre, tapez +512M pour créer une partition de 512 Mo. Ensuite, tapez t pour choisir le type de partition, 2 pour sélectionner la partition que vous venez juste de créer puis tapez 82 pour choisir le type de partition « Linux swap ». Après avoir terminé ces étapes, appuyer sur p devrait afficher une table de partitions qui ressemble à ceci :

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1 *        1        14    105808+  83  Linux
/dev/sda2         15        81    506520   82  Linux swap

Création de la partition principale

Pour finir, créons la partition principale. Pour ce faire, tapez n pour créer une nouvelle partition, puis p pour dire à fdisk que vous souhaitez une partition primaire. Ensuite, tapez 3 pour créer la troisième partition primaire, /dev/sda3 dans notre cas. Quand on vous demande le premier cylindre, tapez Entrée. Quand on vous demande le dernier cylindre, tapez Entrée pour créer une partition qui prend le reste de la place libre sur votre disque. Après avoir terminé ces étapes, taper p devrait afficher une table de partitions qui ressemble à ceci :

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1 *        1        14    105808+  83  Linux
/dev/sda2         15        81    506520   82  Linux swap
/dev/sda3         82      3876  28690200   83  Linux

Sauvegarder le plan de partitionnement

Pour sauvegarder le plan de partitionnement et quitter fdisk, tapez w.

Command (m for help): w

Maintenant que vos partitions sont créées, vous pouvez continuer avec Création des systèmes de fichiers.

1.  Partitionner votre disque avec parted

Dans ce chapitre, nous allons vous guider pour la création des partitions correspondant à notre exemple mentionné plus haut. En alternative à la méthode précédente qui utilise fdisk, nous allons utiliser ici parted. Les outils parted and fdisk assurent la même fonction, c'est pourquoi, si vous avez déjà partitionné votre disque avec fdisk, vous pouvez passer directement à la section : Création des systèmes de fichiers.

Le plan de partitionnement que nous prenons pour exemple est présenté dans le tableau qui suit :

Adaptez ce plan de partitionnement à vos besoins.

Affichage du plan de partitionnement courant

L'application parted est en quelque sorte une variante moderne de fdisk. Elle offre une interface plus simple pour partitionner vos disques et prend en charge des partitions de grande taille (plus de 2 TO). Lancez parted pour votre disque (dans notre exemple, nous utilisons /dev/sda):

# parted /dev/sda
GNU Parted 3.1
Utilisation de /dev/sda
Bievenue sur GNU Parted ! Tapez 'help' pour voir la liste des commandes.
(parted)  

Pour découvrir toutes les options offertes par parted, tapez help et tapez Entrée. Pour le moment, continuez simplement en demandant à parted d'afficher les partitions actuellement utilisées sur le disque choisi. La commande print peut être utilisée pour cela.

(parted) print
Model: SCSI Block Device
Disk /dev/sda: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos

Number  Start   End     Size    Type     File system     Flags
 1      512B    2148MB  2148MB  primary  ext4
 2      2148MB  3222MB  1074MB  primary  linux-swap(v1)
 3      3222MB  21.5GB  18.3GB  primary                  lvm

Optionel: positionnement de l'étiquette GPT

La plupart des disques x86/amd64 sont préparé en utilisant une étiquette msdos. Cependant, si vous envisagez d'utiliser de très grandes partitions (2 TO et plus), vous devez employer une étiquette gpt (le type de partition GUID ) pour votre disque . Dans parted, vous pouvez le faire avec mklabel gpt:

(parted) mklabel gpt

Suppression de toutes les partitions

Si ce n'est pas encore fait (par exempe via l'opération mklabel vue précédemment, ou parce que le disque a été formaté récemment), nous allons commencer par retirer toutes les partitions existantes du disque. Tapez rm <numéro> où <numéro> est le numéro de la partition à supprimer.

(parted) rm 2

Faites la même chose pour les autres partitions dont vous n'avez pas besoin. Assurez-vous de ne faire aucune erreur.

Création des partitions

Maintenant, créons les partitions mentionnées plus haut. La création de partitions avec parted n'est pas très difficile - tout ce que nous devons faire, c'est informer parted des réglages suivants :

• Le type de partition à utiliser. Il s'agit ordinairement de primaire dans le cas où quatre partitions vous suffisent (avec l'étiquette de type msdos ). Autrement, vous devez faire de votre quatrième partition une partition étendue qui inclura le reste du disque, et créer des partitions logiques à l'intérieur de cette partition étendue. Si vous utilisez une étiquette de type gpt, il n'y a plus de limitation sur le nombre de partitions primaires.
• Le type de système de fichiers à utiliser. L'application parted prend en charge les systèmes de fichiers courants et sait de quel identifiant de partition (ID) ils ont besoin. Ceci ne veut pas dire que parted va créer un système de fichiers sur la partition (vous pouvez le faire avec la commande mkpartfs, mais nous utiliserons la commande standard mkfs.* plus loin dans ce but.) L'identifiant (ID) de partition est souvent utilisé par les outils d'auto-détection pour savoir quoi faire de la partition.
• L'emplacement de départ de la partition (qui peut être exprimé en MO ou en GO)
• L'emplacement de fin de la partition (qui peut être exprimé en MO ou en GO)

Un des avantages de parted , c'est que vous pouvez utiliser simplement les tailles de partition pour déterminer automatiquement les points de départ et de fin corrects, comme vous le verrez dans l'exemple suivant.

# Crée une partition de 32 MO /boot partition
(parted) mkpart primary ext2 0 32mb
Attention: la partition résultante n'est pas correctement alignée pour des performances optimales.
Ignorer/Annuler? i

# Crée une partition de 512 MO swap partition
(parted) mkpart primary linux-swap 32mb 544mb

# Crée une partition qui couvre le reste du disque.
# -1s (signe moins) signifie "fin du disque" 
(parted) mkpart primary ext4 544mb -1s
Attention: vous avez demandé la création d'une partition de  544 MO à 21.5 GO.
L'emplacement le plus proche que vous pouvez gérer est de 544 MO à 21.5 GO.
Cela est-il encore acceptable pour vous?
Oui/Non? y

Vous pouvez maintenant à nouveau afficher le plan de partitionnement pour vous assurer que tout est conforme à vos attentes. Quand vous êtes satisfait, utilisez la commande quitter pour fermer l'application parted.

1.  Création des systèmes de fichiers

Introduction

Maintenant que vos partitions sont créées, il est temps d'y installer un système de fichiers. Si vous ne vous souciez pas de quel système de fichiers choisir et êtes satisfait de ceux que nous utilisons par défaut dans ce manuel, continuez avec Application d'un système de fichiers à une partition. Sinon, continuez à lire pour en apprendre plus sur les systèmes de fichiers disponibles.

Les systèmes de fichiers

Le noyau Linux prend en charge de nombreux systèmes de fichiers. Ci-dessous, nous décrirons brièvement ext2, ext3, ext4, ReiserFS, XFS et JFS, qui sont les plus utilisés sur les systèmes Linux.

ext2 est le système de fichiers original de Linux mais n'a pas de métadonnées journalisées, ce qui signifie que la routine de vérification du système de fichiers ext2 au démarrage peut prendre beaucoup de temps. À présent, vous avez le choix entre plusieurs systèmes de fichiers journalisés qui peuvent être vérifiés très rapidement et sont généralement préférés à leurs homologues non journalisés. Les systèmes de fichiers journalisés évitent de devoir attendre longtemps quand vous démarrez votre système et que vos systèmes de fichiers sont dans un état instable. Si votre intention est d'installer Gentoo sur un très petit disque (moins de 4 GO), vous devez dire à ext2 de réserver un nombre suffisant d'inodes quand vous créez le système de fichiers. L'application mke2fs utilise un paramètre "bytes-per-inode" pour calculer combien d'inodes sont nécessaires au système de fichiers. Généralement, en exécutant mke2fs -T small /dev/<device>, le nombre d'inodes quadruple pour un système de fichiers donné car son nombre d'octets par inode passe de 16 kO à 4 kO. Vous pouvez affiner encore un peu plus en utilisant mke2fs -i <ratio> /dev/<device>.

ext3 est la version journalisée du système de fichiers ext2, qui fournit des métadonnées journalisées pour une récupération rapide en plus d'autres modes journalisés comme la journalisation de données complètes et ordonnées. Il utilise un index à base de HTree qui permet d'obtenir d'excellentes performances dans pratiquement toutes les situations. En résumé, ext3 est un très bon système de fichiers fiable. Si votre intention est d'installer Gentoo sur un très petit disque (moins de 4 GO), vous devez dire à ext2 de réserver un nombre suffisant d'inodes quand vous créez le système de fichiers. L'application mke2fs utilise un paramètre "bytes-per-inode" pour calculer combien d'inodes sont nécessaires au système de fichiers. Généralement, en exécutant mke2fs -T small /dev/<device>, le nombre d'inodes quadruple pour un système de fichiers donné car son nombre d'octets par inode passe de 16 kO à 4 kO. Vous pouvez affiner encore un peu plus en utilisant mke2fs -i <ratio> /dev/<device>.

ext4 est un système de fichier dérivant de ext3 et y apportant de nouvelles fonctionnalités, une amélioration des performances et la suppression de la taille limite, ceci moyennant des changements modérés au formatage du disque. Il peut couvrir des volumes allant jusqu'à 1 EB avec une taille maximum de fichier de 16 TB. À la place de la classique table d'allocation de blocs des systèmes ext2/3, ext4 utilise les extents, ce qui améliore la performance des fichiers de grande taille et réduit la fragmentation. Ext4 offre également des algorythmes sophistiqués d'allocation de blocs (allocation retardée et allocation multi-blocs) donnant ainsi au pilote du système de fichiers plus de moyens d'optimiser l'arrangement des données sur le disque. Le système de fichiers ext4 est un compromis entre la stabilité d'un code pour la production et le désir d'introduire des extensions dans un système de fichiers vieux de près de 10 ans. Ext4 est le système de fichier recommandé pour les systèmes de fichiers non spécifiques sur toutes les architectures.

JFS est le système de fichiers journalisé à hautes performances d'IBM. C'est un système de fichiers basé sur les B+tree léger, rapide et sûr avec de bonnes performances dans diverses configurations.

ReiserFS est un système de fichiers journalisé basé sur les B+tree qui a de très bonnes performances, spécialement dans le cas de petits fichiers au prix d'une plus grande consommation de cycles CPU. ReiserFS est apparemment moins maintenu que les autres systèmes de fichiers.

XFS est un système de fichiers avec des métadonnées journalisées qui possède un ensemble de fonctionnalités robustes et qui est optimisé pour la mise à l'échelle. XFS ne semble pas pardonner les éventuels problèmes de matériel.

Application d'un système de fichiers à une partition

Pour créer un système de fichiers sur une partition ou un volume, chaque système de fichiers fournit ses propres outils :

Par exemple, pour formater la partition de démarrage (/dev/sda1 dans notre exemple) en ext2 et la partition principale (/dev/sda3 dans notre exemple) en ext3, nous utiliserons :

# mkfs.ext2 /dev/sda1
# mkfs.ext3 /dev/sda3

À présent, créons les systèmes de fichiers sur nos partitions (ou volumes logiques) fraichement créées.

Activation de la partition de mémoire virtuelle

mkswap est la commande utilisée pour initialiser la partition de mémoire virtuelle :

# mkswap /dev/sda2

Pour activer la partition de mémoire virtuelle, utilisez swapon :

# swapon /dev/sda2

Créez et activez la partition de mémoire virtuelle maintenant.

1.  Monter les partitions

Maintenant que nos partitions sont initialisées et contiennent un système de fichiers, il est temps de les monter avec la commande mount. N'oubliez pas de créer les points de montage nécessaires pour toutes les partitions que vous avez créées. Par exemple, pour monter les partitions de démarrage et racine :

# mount /dev/sda3 /mnt/gentoo
# mkdir /mnt/gentoo/boot
# mount /dev/sda1 /mnt/gentoo/boot

Nous devrons également monter le système de fichiers proc (une interface virtuelle avec le noyau) sur /proc, mais nous devons d'abord placer nos fichiers sur les partitions.

Continuez avec (Installer les fichiers d'installation de Gentoo).