Debian 网关 [Episode 01]: 安装系统

当前阶段:
VM 验证成功

此文章仅适用于支持 UEFI 启动的计算机

概述

目标

使用 Debian, 打造一个高度可自定义，完全可控的路由、NAS、计算一体机。为了极致的压榨设备性能，方案将杜绝 PVE、ESXi 等虚拟化方案，采用原汁原味的 Linux 生态，必要时采用容器化进行隔离。

起源

没有钱，不足以支撑我买多台设备，所以来玩 All in One
成品路由的功能太少，还不好自定义
OpenWRT 的拨号在部分环境下会失败(eg: 校园网)

架构

系统架构

宿主机使用 Debian Testing 系统
- Arch Linux 更新过于频繁
- Debian sid 和 Arch Linux 滚的频率差不多
- Debian Stable 的软件太老，存在配置兼容问题
与网关核心功能相关的服务直接运行在 Debian 上
其他服务运行在 podman 或 k3s 上
- 由于 podman/k3s 会修改防火墙设置，使用 LXC 进行隔离
- 为了极致压榨设备性能，此方案将杜绝一切虚拟化，将采用容器化方案

os_arch

网络架构

通过 eth0 接口，使用 PPPoE/DHCP 协议获取IP
使用 nftables 实现 NAT
创建 br-lan 网桥供 LAN 侧使用
eth1/2/3 绑定至 br-lan
LXC 容器也通过 br-lan 上网

net_arch

存储方面

系统/数据隔离
系统采用 xfs
数据采用 zfs，开启压缩与数据去重

安装系统

进入 Arch Linux LiveCD

从下列链接中任选一个，下载 archlinux-xxxx.xx.xx-x86_64.iso，烧录至U盘
将U盘插入目标计算机，启动U盘内的 LiveCD

注意：需要关闭主板的安全启动

安装前的准备工作

远程安装

Arch Linux 的 LiveCD 默认开启 sshd 服务，可远程 ssh 登录后进行安装 (方便复制粘贴指令)

使用 passwd 设置 root 用户密码
使用 ip addr 查看本机 IP 地址
在其他计算机通过 ssh root@<IP> 登录

设置镜像及安装 debootstrap

设置镜像

1echo 'Server = https://mirrors.bfsu.edu.cn/archlinux/$repo/os/$arch' | \
2tee /etc/pacman.d/mirrorlist

安装 debootstrap
```
1sudo pacman -Sy debootstrap
```

对磁盘分区

分区表要求: GPT
引导分区要求:
- 格式: vfat
- 大小: 128MB+
系统分区要求:
- 格式: ext4 或 xfs 或 btrfs
- 大小: 4GB+

若磁盘无数据可按照下列操作方式进行分区:
假设磁盘为 /dev/sda (可用 fdisk -l 查看)
使用 fdisk 打开磁盘: fdisk /dev/sda
创建新 GUID 分区表: g
创建引导分区: n -> 1 -> 留空 -> +256M
更改分区类型: t -> 1
创建系统分区: n -> 2 -> 留空 -> 留空
保存并退出: w
格式化:
mkfs.vfat /dev/sda1
mkfs.xfs /dev/sda2

挂载分区

将磁盘路径写入环境变量，节省输入量

1export ESP="/dev/sda1"
2export ROOTFS="/dev/sda2"

挂载

1mount $ROOTFS /mnt
2mkdir -p /mnt/boot/efi
3mount $ESP /mnt/boot/efi

使用 debootstrap 安装系统

1# debootstrap --arch <ARCH> <BRANCH> <ROOTFS> <REPO_URL>
2# ARCH: i386 amd64 arm64 armel armhf mipsel mips64el pcc64el s390x
3# BRANCH: experimental sid testing stable buster bullseye bookworm
4
5debootstrap --arch amd64 testing /mnt https://mirrors.bfsu.edu.cn/debian

生成 fstab

1genfstab -U /mnt >> /mnt/etc/fstab

配置系统

chroot 进入系统

1arch-chroot /mnt

设置 Debian 镜像源

 1export MIRROR_URL="http://mirrors.bfsu.edu.cn"
 2export BRANCH="testing"
 3export COMPONENT="main contrib non-free non-free-firmware"
 4
 5echo "deb ${MIRROR_URL}/debian/ ${BRANCH} ${COMPONENT}
 6deb ${MIRROR_URL}/debian/ ${BRANCH}-updates ${COMPONENT}
 7deb ${MIRROR_URL}/debian-security/ ${BRANCH}-security ${COMPONENT}" | \
 8tee /etc/apt/sources.list && apt update && apt install ca-certificates
 9
10export MIRROR_URL="https://mirrors.bfsu.edu.cn"
11
12echo "deb ${MIRROR_URL}/debian/ ${BRANCH} ${COMPONENT}
13deb ${MIRROR_URL}/debian/ ${BRANCH}-updates ${COMPONENT}
14deb ${MIRROR_URL}/debian-security/ ${BRANCH}-security ${COMPONENT}" | \
15tee /etc/apt/sources.list && apt update

安装必要软件包

1apt install -y efibootmgr sudo locales xfsprogs

设置主机名

1export HOST_NAME="router"
2
3echo "${HOST_NAME}" | tee /etc/hostname
4echo "127.0.0.1   localhost
5::1         localhost
6127.0.0.1   ${HOST_NAME}" | tee /etc/hosts

设置时区和语言

1ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
2
3sed -i 's/# en_US.UTF-8 UTF-8/en_US.UTF-8 UTF-8/g' /etc/locale.gen
4sed -i 's/# zh_CN.UTF-8 UTF-8/zh_CN.UTF-8 UTF-8/g' /etc/locale.gen
5
6/usr/sbin/locale-gen
7echo 'LANG="zh_CN.UTF-8"' | tee /etc/locale.conf

添加用户

1export NEW_USER="admin"
2
3/usr/sbin/useradd -m -U -G sudo ${NEW_USER}
4passwd ${NEW_USER}

安装内核及引导

安装内核

1apt install -y linux-image-generic

创建 post-update 脚本 (看不懂没关系复制、粘贴、执行就行了)

 1mkdir -p /boot/efi/EFI/Debian/
 2
 3echo '#!/bin/sh
 4cp /vmlinuz /boot/efi/EFI/Debian/' | \
 5tee /etc/kernel/postinst.d/zz-update-efistub | \
 6tee /etc/kernel/postrm.d/zz-update-efistub
 7
 8chmod +x /etc/kernel/postinst.d/zz-update-efistub
 9chmod +x /etc/kernel/postrm.d/zz-update-efistub
10/etc/kernel/postinst.d/zz-update-efistub
11
12mkdir -p /etc/initramfs/post-update.d
13echo '#!/bin/sh
14cp /initrd.img /boot/efi/EFI/Debian/' | \
15tee /etc/initramfs/post-update.d/zz-update-efistub
16
17chmod +x /etc/initramfs/post-update.d/zz-update-efistub
18/etc/initramfs/post-update.d/zz-update-efistub

添加 EFIStub 启动项

1export UUID=$(/usr/sbin/blkid -s UUID -o value $ROOTFS)
2efibootmgr -c -g -L "Debian" -l '\EFI\Debian\vmlinuz' \
3  -u "root=UUID=$UUID rw loglevel=3 rootfstype=xfs add_efi_memmap initrd=\\EFI\\Debian\\initrd.img"

[选] 开启 DHCP 客户端和 SSH 服务

启用 DHCP 获取 IP

通用配置，临时使用，后续配置网络时会删除

编辑 /etc/systemd/network/01-dhcp.network

填写以下内容

1[Match]
2Name = e*
3
4[Network]
5DHCP = yes

一键脚本

1echo "[Match]
2Name = e*
3
4[Network]
5DHCP = yes" | tee /etc/systemd/network/01-dhcp.network

设置开机自启
```
1systemctl enable systemd-networkd
```

启用 SSH 服务器
- 对于 Debian，安装默认自启
```
1apt install -y openssh-server
```

退出并重启

1exit
2reboot