TP0. Installation des systèmes. MASTER INFORMATIQUE I2A Année universitaire RAPPORT DE PROJET (Document de 26 pages)

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1 TP0 Installation des systèmes MASTER INFORMATIQUE I2A Année universitaire RAPPORT DE PROJET (Document de 26 pages) Encadrant : Roland Agopian Participants : Erik Allais Anatolie Golovco Résumé : Ce TP est consacré à l'installation d'un système sur les machines en vue des futures séances de travail dédiées à l'étude des problématiques réseaux proprement dites. Centre de Mathématique et d'informatique Technopôle de Chateau Gombert 39, rue F. Jolliot Curie Marseille CEDEX 13

2 Contacts Nom Prénom mél fonction/statut autre information Allais Erik Étudiant M2 info BDA Golovco Anatolie Étudiant M2 info FSSI Année universitaire Page 2/26

3 Suivi du document Nom, prénom Date Version Commentaires Validation Nom, prénom Signature Année universitaire Page 3/26

4 Table des matières 1. Présentation du mécanisme de démarrage d'un ordinateur Notions liées au processus de démarrage... 5 A. Que se passe-t-il lorsqu'on allume un ordinateur... 5 B. Le BIOS vue de plus prés... 6 a. Le démarrage du BIOS... 6 b. Le paramétrage du BIOS Mise en pratique des notions parcourues... 7 A. Présentation des principaux composants... 7 B. Présentation du BIOS Présentation des technologies liées à la fiabilité de l'information La technologie SCSI... 8 A. Qu'est qu'un contrôleur?... 8 B. Avantage et limite du SCSI La technologie RAID...10 A. Le RAID 0 grappe de disques avec agrégat de bandes B. Le RAID 1 disques en miroir C. Le RAID 5 agrégat de bandes avec parité alternée...11 a. Le RAID 3 grappes parallèles avec codes de parités b. Le RAID 4 agrégat de bandes avec parité D. Le RAID E. Les critères de comparaison entre les différentes technologies évoquées Mise en pratique des notions parcourues Présentation du mécanisme de démarrage d'un système Notions liées au démarrage d'un système...15 A. Le partitionnement a. Qu est ce qu une partition? b. Pourquoi les partitions ont-elles été conçues?...15 c. Quels sont aujourd hui les avantages de l utilisation des partitions?...15 d. Quels sont les types standard de partitions que l on peut créer?...16 B. Description du fonctionnement d'un chargeur de démarrage a. Qu est ce qu un Boot Loader? b. Décrire son fonctionnement?...17 c. Citer le fonctionnement du chargeur de Windows 2000 server. Quels sont les fichiers nécessaires?...17 d. Citer au moins deux Boot Loader actuellement disponible sur la plupart des distributions Linux. Quels sont les fichiers concernés? Mise en pratique des notions parcourues A. Mise en place du système Windows 2000 Server a. Pré-requis nécessaire à l'installation du système b. Procédure d'installation B. Mise en place du système Linux (RedHat9) a. Pré-requis nécessaire à l'installation du système b. Procédure d'installation c. Configuration du Boot Loader de Linux Année universitaire Page 4/26

5 1. Présentation du mécanisme de démarrage d'un ordinateur Avant de présenter en détail les solutions que nous avons choisis ainsi que le travail réalisé pour mener à bien ce TP. Il est nécessaire de rappeler certaines notions touchant au fonctionnement même d'un ordinateur Notions liées au processus de démarrage Il est important de passer en revue les différents composants ou éléments qui rentrent en jeu dans le démarrage d'un ordinateur de type PC. A. Que se passe-t-il lorsqu'on allume un ordinateur La plupart des alimentations intègrent un système d auto test. Celui-ci a pour but de tester ses composants internes ainsi que la puissance du signal convertit. Ce procédé se base sur un signal théorique de + 5 volts et contrôle la valeur réelle de celui-ci. S il n est pas supérieur à + 6 volts ou inférieur à + 3 volts, un signal appelé Power Good sera émis. Ce dernier est reçu, sur la carte mère, par le Timer Chip qui contrôle le Reset. En son absence, ce composant met le processeur en reset permanent, ce qui empêche le PC de démarrer. Dans ce cas, seule l alimentation semble fonctionner, on appelle communément cet état le "mode protection". Après réception du signal Power Good, le Timer Chip autorise le processeur à commencer les opérations. Le processeur charge alors le BIOS (Basic Input Output System) contenu dans la ROM et exécute son code. Le BIOS est responsable du démarrage de l ordinateur en fournissant un jeu d instructions de base tel que des outils de diagnostics pour vérifier sommairement l'intégrité des composants critiques comme la mémoire, le clavier, le disque dur, les ports d'entrée/sortie, etc. Ce test de base du matériel qui vérifie son bon fonctionnement se nomme le POST (Power On Self Test). Toutes les erreurs qui se produisent à ce moment seront rapportées au moyen de «signal-code» ou bips. Une fois le diagnostic terminé et passé avec succès, le BIOS localise et lit les informations de configurations stockées dans la CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor). La CMOS est capable de stocker des informations et de les conserver même après l arrêt de l ordinateur en raison de la caractéristique de sa mémoire. Il s agit d une mémoire de type NVRAM (RAM non volatile) alimenté par un faible courant électrique fournit par une pile. Les informations stockés dans cette mémoire sont divers tel que la date et l heure ou l ordre de séquence. La mise à jour de ces informations se fait à l aide du SETUP du BIOS. Si le premier disque de démarrage a été fixé lors du SETUP, le BIOS pourra alors examiner le tout premier secteur du disque appelé aussi MBR (Master Boot Record). Dans le cas d une disquette, le BIOS recherche le Boot Record du tout premier secteur. Année universitaire Page 5/26

6 Avec un MBR valide chargé en mémoire, le BIOS transfert le contrôle du mécanisme de boot au code correspondant aux 512 premiers octets de la MBR, appelé également chargeur de partition. Ce chargeur de partition (ou Boot Loader) examine la table de partition afin de déterminer quelle est la partition marquée comme active. Le Boot Loader recherchera alors le premier secteur de cette partition pour effectuer le démarrage du système d exploitation. B. Le BIOS vue de plus prés Tous les ordinateurs, y compris ceux qui existaient bien avant l'invention du PC (par exemple IBM 1130 et 1800), possédaient par définition un BIOS. Toutefois, depuis 1981, ce mot désigne plus spécifiquement celui de l'ibm PC. Dans ce contexte : Le Basic Input Output System ou BIOS (système élémentaire d'entrée/sortie) est un programme contenu dans la mémoire morte (ROM) de la carte mère s'exécutant au démarrage de l'ordinateur. Il déclare les disques, configure les composants et recherche un système d'exploitation avant de le lancer. Sa tâche principale est de fournir un support de bas niveau pour communiquer avec les périphériques. Habituellement ceci inclut le support du clavier au moins dans un mode (pas forcément l'usb) et d'un mode d'affichage simplifié. Le BIOS est écrit en code machine et a généralement été développé en langage assembleur. a. Le démarrage du BIOS Depuis l'introduction des PC compatibles IBM en août 1981, le BIOS émet les premières commandes au système durant la phase de démarrage, pour indiquer par exemple sur quel disque et à quel endroit de celui-ci trouver le chargeur d'amorçage (ou Boot loader) du système d'exploitation, en général Windows ou Linux. Certains paramètres du BIOS peuvent être réglés par l'utilisateur (ordre des périphériques à scruter pour détecter une zone de boot, type et fréquence du processeur, etc.). L'ensemble de ces paramètres est stocké de manière permanente grâce à une mémoire de taille réduite (quelques centaines d'octets) à faible consommation (type CMOS) alimentée par une pile (généralement au lithium) présente sur la carte mère. Cette mémoire est communément appelée, par abus, "CMOS". b. Le paramétrage du BIOS L'ensemble des paramètres du BIOS peuvent être modifier grâce à un utilitaire de configuration du BIOS : le SETUP. Il dépend du constructeur, (AMI, AWARD, PHOENIX,...) il faut souvent au démarrage du PC utiliser une touche ou une combinaison de touches DEL, F1, F2, F 10, CTRL+ESC, CTRL+ALT+ ESC, CTRL+ALT+S, ou sur d anciens PC utiliser un programme fourni sur disquette. Le SETUP est très différent d'une machine à l'autre, il dépend du fournisseur du BIOS et évolue en fonction du chipset (jeu de composant qui permet au processeur de travailler avec le reste de la carte mère) et de la carte mère. C'est dans la documentation de la carte mère que l'on trouve tous les détails du Année universitaire Page 6/26

7 SETUP. Actuellement les BIOS AWARD occupent les 2/3 du marché Mise en pratique des notions parcourues Ce premier TP avait pour but de comprendre les mécanismes qui rentre en jeu lors qu'on démarre un ordinateur. Il nous a également été demandé de distinguer les différents éléments qui le compose. A. Présentation des principaux composants L'ordinateur sur lequel nous avons travaillé dispose d'un processeur de type AMD Athlon XP 2800+, d'une mémoire vive de 512 Mo et d'un contrôleur RAID sur lequel sont reliés deux disques durs Maxtor d'une capacité de 80 Go chacun. B. Présentation du BIOS Le BIOS est du type BIOS AWARD, l'accès au programme SETUP qui permet l'écriture et la lecture des paramètres du BIOS s'effectue à l'aide de la touche DEL. La version actuelle du BIOS est et l'ordre initial des périphériques retenus par le système pour la recherche d'un système d'exploitation est standard : Floppy, CD-ROM et disque dur. Concernant la question subsidiaire qui indique que l'heure du PC se dérègle systématiquement au démarrage malgré l'intervention de l'utilisateur est dû à la pile qui alimente la mémoire CMOS. Celle-ci est déchargée et n'arrive pas, après l'arrêt du PC, à alimenter l'horloge interne. En effet, cette pile est nécessaire pour garder une heure correct. Année universitaire Page 7/26

8 2. Présentation des technologies liées à la fiabilité de l'information Il est important de mettre en avant certaines caractéristiques directement liés au matériel tel que les disques durs. Les données (et son support principal, le disque dur) sont primordiales dans toutes applications informatiques. Dans le cas de serveurs, deux directions sont utilisées pour augmenter la vitesse et garantir la fiabilité en cas de panne d'un disque dur: l'utilisation de solutions SCSI pour le stockage et l'implantation du RAID. Les deux sont généralement implantés en même temps La technologie SCSI L'interface SCSI (Small Computer System Interface) est un standard définissant un bus informatique permettant de relier un ordinateur à des périphériques ou bien même à un autre ordinateur. Le standard décrit les spécifications mécaniques, électriques et fonctionnelles du bus. A. Qu'est qu'un contrôleur? Le rôle d'un contrôleur ou Bus est de gérer les échanges de données et leur encodage entre le disque et le système. Les interfaces les plus utilisées actuellement avec les disques sont les EIDE et SCSI. L'interface SCSI, ou contrôleur SCSI, est de plus en pl sua adoptée par les constructeur comme moyen de piloter les disques durs des machines haut de gamme. L'interface SCSI est en fait un bus permettant de gérer plusieurs périphériques. Parmi ces périphériques on doit avoir une carte adaptateur hôte qui fait office de pont de liaison entre le bus SCSI et le bus du PC. Le bus SCSI ne communique pas directement avec des périphériques tels que le disque dur mais avec le contrôleur intégré à ce disque dur. Un seul bus SCSI peut accepter de 7 à 15 unités physiques. L'une de ces unités est la carte adaptateur contenue dans le PC, les autres peuvent être des disques durs, des dérouleurs de bande, des lecteurs de CD-ROM, des scanners graphiques ou d'autres périphériques. Tous ces périphériques sont reliés à une seule et même carte adaptateur hôte SCSI. La plupart des ordinateurs acceptent jusqu'à 4 adaptateurs hôtes acceptant chacun 7 ou 15 périphériques, ce qui peut représenter un total de 56 périphériques. La plupart des disques durs SCSI sont en fait des disques IDE intégrant un circuit adaptateur de bus SCSI. Il n'est pas utile de connaître le type de contrôleur intégré au disque SCSI puisque l'ordinateur ne peut pas communiquer directement avec le contrôleur comme s'il était branché sur le bus de l'ordinateur, à l'instar d'un contrôleur standard. La communication s'effectue par le biais de l'adaptateur hôte SCSI installé sur le bus de l'ordinateur. II n'est possible d'accéder au disque dur qu'en utilisant les protocoles SCSI. Le SCSI est un standard au même titre que le RS Il ne définit, tout comme le standard RS-232, que les connexions matérielles et non les spécifications requises pour faire communiquer le pilote avec les Année universitaire Page 8/26

9 périphériques. Le sous-système est relié à l'ordinateur par l'intermédiaire du logiciel, mais la plupart des pilotes ne fonctionnent malheureusement qu'avec un périphérique ou un adaptateur hôte particulier. B. Avantage et limite du SCSI Le délai induit par les commandes lors d'un transfert de secteur est beaucoup moins important dans le cas des disques durs IDE que dans celui des disques durs SCSI. Outre le délai correspondant au trajet disque dur-contrôleur parcouru par les commandes dans le cas de l'ide comme dans celui du SCSI, les transferts SCSI induisent un retard correspondent au temps qu'il faut accorder au bus SCSI pour qu'il négocie, réclame les données, les transfère par l'intermédiaire du bus et finalement les convertisse en adresses de données logiques et les envoie aux adresses en cylindres, têtes et secteurs requises. Cette configuration confère un avantage à l'interface IDE lorsqu'il s'agit d'effectuer des transferts séquentiels à l'aide d'un système d'exploitation mono-tâche. Avec un système d'exploitation multitâche capable de tirer parti de l'intelligence du bus SCSI, en revanche, l'avantage peut revenir à l'interface SCSI. En termes d'architecture, l'interface SCSI est beaucoup plus intéressante que l'interface IDE et les autres types d'interfaces. Chaque disque dur SCSI comportant son propre contrôleur capable de fonctionner indépendamment du processeur principal, l'ordinateur peut envoyer simultanément plusieurs commandes à chacun de ses disques durs, qui peut les stocker en file d'attente et les exécuter en même temps que d'autres disques durs de l'ordinateur. Les données peuvent être stockées dans une zone tampon sur le disque dur et être transférées à grande vitesse par l'intermédiaire du bus commun dès lors qu'une plage de cadençage est libre. Bien que les disques durs IDE possèdent également leur propre contrôleur intégré, ils ne fonctionnent pas simultanément et ne sont pas capables de stocker des commandes en file d'attente. Dans la pratique, les deux contrôleurs d'une configuration à deux disques durs IDE fonctionnent à tour de rôle de manière à ne pas empiéter l'un sur l'autre. Bien que les disques durs SCSI requièrent une carte adaptateur hôte qui ajoute au coût de l'ordinateur, de plus en plus de PC ont besoin d'un dérouleur de bande, d'un lecteur de CDROM ou d'un lecteur optique et doivent donc être configurés avec une carte adaptateur hôte SCSI. Le surcoût induit par les disques durs SCSI est donc négligeable puisque la carte adaptateur de bus hôte est également utilisée par d'autres périphériques. De surcroît, tous les systèmes d'exploitation importants intègrent aujourd'hui des logiciels de compatibilité avec un large éventail de périphériques SCSI. L'interface IDE présente donc trois limites importantes : Elle n'est pas compatible avec les E/S multitâches se chevauchant. Elle n'est pas capable de placer les commandes en file d'attente. Les opérations ne peuvent pas être contrôlées par le bus. Comme on peut le constater, l'interface SCSI offre un certain nombre d'avantages par rapport à l'interface IDE, surtout lorsqu'il s'agit d'ajouter des extensions à l'ordinateur (56 possibles contre 4 pour l'ide) et de travailler avec des systèmes d'exploitation multitâches. Il coûte malheureusement plus cher à installer. Année universitaire Page 9/26

10 2.2. La technologie RAID Pour assurer la sauvegarde des informations, on peut recopier régulièrement le contenu du disque dur sur une bande, une cartouche DAT... en utilisant des programmes de sauvegarde. Cependant en cas d'accident sur un disque dur on ne peut alors récupérer que les données précédemment sauvées et la procédure dé récupération peut être relativement longue. Dans certains environnement où l'on utilise des serveurs de données qui sont sans arrêt sollicités et mis à jour il convient de trouver des solutions. C'est le rôle de la technologie RAID (Redundant Array of Inexpensive Drive). La technologie RAID consiste à employer plusieurs disques (une grappe) de capacité identique ou non selon les cas; afin d'assurer la répartition des données sur des médias physiques distincts. Compte tenu de l'évolution des technologies et de la baisse des coûts, le I (Inexpensive) du RAID prend plutôt aujourd'hui la signification de Independant. Selon le niveau de sécurité envisagé plusieurs niveaux de RAID peuvent être utilisés. A. Le RAID 0 grappe de disques avec agrégat de bandes Le RAID-0 consiste simplement à répartir les données, découpées en blocs dits également bandes de données sur plusieurs disques. C'est l'agrégat de bandes ou stripping. L'accès à l'information est donc très rapide, aussi bien en lecture qu'en écriture, mais si un disque tombe en panne on reste dans le cas de figure d'un simple disque avec backup. On ne peut pas vraiment parler ici de sécurité. Les opérations de lecture et d'écriture se font simultanément sur chacun des disque participant à la grappe. Cette technique n'assure pas une réelle sécurité mais plutôt un accès plus rapide aux données. En effet, si l'un des disques tombe en panne on ne pourra pas reconstruire les données qui devront avoir été sauvés par un autre biais (bande, cartouche DAT, etc.) Illustration 1: RAID-0 Année universitaire Page 10/26

11 B. Le RAID 1 disques en miroir Le RAID-1 consiste à effectuer la copie physique du premier disque sur un second dit disque miroir. Cette copie peut être faite en utilisant la technique du mirroring où un seul contrôleur disque gère les deux disques ou bien duplexing où chaque disque utilise son propre contrôleur. Cette méthode RAID-1 est très sûre puisqu'on dispose à tout moment d'une copie physique du premier disque mais relativement chère puisqu'on n'utilise vraiment que la moitié de la capacité disque totale, chaque donnée étant copiée deux fois. En général le mirroring double les performances en lecture mais pas en écriture. De plus, il n'est pas possible de basculer de manière transparent d'un disque à l'autre (hot swapping). Illustration 2: RAID-1 C. Le RAID 5 agrégat de bandes avec parité alternée Avant de détailler le RAID-5, il est important de présenter les technologies RAID-3 et RAID-4 sur lesquels il est basé. a. Le RAID 3 grappes parallèles avec codes de parités Le RAID-3 gère une grappe de trois disques (ou plus) pour les données et un disque supplémentaire réservé aux contrôles de parité. Lors de l'écriture d'informations, le système répartit les données sur les disques et enregistre les parités de ces données sur le dernier. Par exemple pour une grappe composée de cinq disques. Le premier bit sera enregistré sur le disque 1, le deuxième bit sur le disque 2, le troisième sur le disque 3, le quatrième sur le disque 4, un contrôle de parité sur le disque 5 et on continue ainsi en enregistrant le cinquième bit d'information sur le disque 1... En cas de panne d'un disque ce système permet de reconstruire la structure du fichier de données. En revanche on mobilise un disque uniquement pour le Année universitaire Page 11/26

12 contrôle de parité. Illustration 3: RAID-3 b. Le RAID 4 agrégat de bandes avec parité Le RAID-4 fonctionne selon le même principe que le RAID-3 mais assure l'enregistrement de blocs de bits et non plus bit à bit. Il présente sensiblement les mêmes avantages et inconvénients que le RAID-3. Les opérations de lecture simultanées sur tous les disques de données sont ici possible alors que les opérations d'écriture ne peuvent pas être simultanées puisqu'il faut mettre à jour le disque des parités, ce qui provoque un goulet d'étranglement. Le RAID-5 est une évolution du RAID-4 où le bit de parité n'est plus enregistré sur un disque unique mais réparti régulièrement sur l'ensemble des disque qui stockent donc tout aussi bien des données que des contrôles de parités ce qui permet d'assurer une meilleure fiabilité de reconstruction des fichiers en cas de panne d'un des disques. La répartition de la parité à l'avantage de limiter les goulets d'étranglement lors des opérations d'écriture. Par contre, c'est une technologie qui nécessite l'emploi d'au moins cinq disques. Illustration 4: RAID-5 Année universitaire Page 12/26

13 D. Le RAID 10 Le RAID-10 cumule l'avantage du RAID-1 et RAID-0. Il permet d'obtenir un volume agrégé par bande fiable puisque il est basé sur des grappes répliquées : miroir. Chaque grappe contient au minimum 2 éléments et un minimum de 2 grappes est nécessaire, ce qui donne au minimum 4 unités de stockage pour créer un volume RAID10. Sa fiabilité est assez grande puisqu'il faut que tous les éléments d'une grappe soit défectueux pour entraîner une défaut global. La reconstruction est assez performante puisqu'elle ne mobilise que les disques d'une seule grappe et non la totalité. Illustration 5: RAID-10 E. Les critères de comparaison entre les différentes technologies évoquées Niveau Avantages Inconvénients RAID-0 Performances en lecture et en écriture Pas de tolérance des pannes RAID-1 Performances en Lecture Perte d'espace disque de 50 % RAID-5 Performances en lecture et en écriture Possibilité de changer un disque défectueux à chaud Conseillé lors d'accès simultanés à des fichiers de petite taille (Base de données). Dégradation des performances lors de la reconstitution du disque défectueux. Année universitaire Page 13/26

14 RAID-10 Cette configuration permet la perte de deux disques. Ce système n'est pas recommandé pour un Serveur car il gère mal les accès disque simultanés Mise en pratique des notions parcourues Il fallut pour ce TP mettre les deux disques en miroir afin d'assurer un mécanisme de tolérance à la panne en cas de défaillance de l'un des disques. L'activation du mirroring s'effectue en accédant au programme de configuration du RAID. Celui-ci est accessible après le POST en appuyant sur les CTRL+S ou F4. Une fois le menu de configuration atteint, il suffit de créer un nouveau RAID (create raid) puis d'indiquer le mode (ici mirrored), de définir le disque source et le disque sur lequel va s'effectuer la copie et enfin de définir la chunk size (manual ou automatic). La chunk size est la plus petit données que l'on peut écrire sur le disque, elle varie de 4 à 128 (multiple de 2). Le choix de la chunk size dépends fortement du type de RAID et du nombre de disques. Dans le cas d'un raid 0 de 2 disques, si on écrit 16KB avec une chunk size de 4KB, on va écrire 4KB sur le premier disque puis 4KB sur le second puis de nouveau 4KB sur le premier et pour finir 4KB sur le second etc. On obtient généralement de bons résultats avec une chunk size à 32KB mais il est souvent bien utile d'expérimenter soi même pour obtenir le meilleur résultat. Une fois le RAID-1 mis en place, on perd 50% de la capacité des deux disques ce qui nous donne une capacité de 80Go. Année universitaire Page 14/26

15 3. Présentation du mécanisme de démarrage d'un système Cette partie va mettre en avant les notions directement liés aux systèmes d'exploitation à savoir leur installation et leur configuration. Nous allons également présenter comment il nous a été possible de faire cohabiter deux systèmes d'exploitation sur un même disque Notions liées au démarrage d'un système L'installation d'un ou plusieurs systèmes est la finalité même d'un ordinateur afin d'en exploiter les ressources matérielles. Nous avons vus que le BIOS offrait des routines permettant de vérifier l'intégrité des composants mais ce dernier ne peut en aucun effectuer des traitements complexes (programme bas niveau). Il nous faut pour cela ajouter une nouvelle couche d'abstraction que sont les systèmes d'exploitation. A. Le partitionnement L'installation d'un nouveau système d'exploitation entraîne nécessairement le partitionnement d'un disque dur. Nous allons voir de plus prés cette notion. a. Qu est ce qu une partition? La partition est une zone d un disque dur pouvant être affectée au rangement des informations. On peut ainsi «découper» un volume physique en un certain nombre de partitions. C est le rôle de l utilitaire FDISK sous DOS et CFDISK sous Linux. b. Pourquoi les partitions ont-elles été conçues? Chaque partition peut ensuite être formatée de telle manière qu un système de gestion de fichiers, éventuellement de type différent, puisse y être logé. Il est possible d avoir une partition de type FAT, cohabiter avec une partition de type NTFS et une partition Unix. Le repérage de ces partitions se fait grâce à une table de partition située dans un enregistrement particulier dit enregistrement d amorçage principal. c. Quels sont aujourd hui les avantages de l utilisation des partitions? Lorsque les disques durs pour PC ont été mis au point, on a rapidement cherché à avoir la possibilité d'installer plusieurs systèmes d'exploitation, même si on ne disposait que d'un seul disque. Par conséquent, il fallait un procédé permettant de diviser un seul disque physique en plusieurs disques logiques. Une partition, c'est justement cela : une section contiguë de blocs sur le disque dur, considérée comme un disque totalement indépendant par la plupart des systèmes d'exploitation. Année universitaire Page 15/26

16 Le partitionnement de disque consiste à créer des zones dont les données ne seront pas mélangées. Cela sert par exemple à installer des systèmes d'exploitation différents n'utilisant pas le même système de fichiers. Il y aura donc au minimum autant de partitions que de systèmes d'exploitation utilisant des systèmes de fichiers différents. d. Quels sont les types standard de partitions que l on peut créer? On distingue deux type de partitions : Partitions principale et partitions étendue. La partition principale est reconnue par le BIOS comme susceptible d être amorçable, c'est-à-dire que le système peut démarrer à partir de ce lecteur. La partition principale comporte en conséquence un secteur d amorçage qui luimême contient l enregistrement d amorçage principale ou MBR, stocké sur le premier secteur du disque (cylindre0, tête 0, secteur0 parfois noté secteur 1). Cet enregistrement d amorçage contient la table des partitions où résident les informations relatives aux partitions définies sur le disque. Une seule partition principale peut être active et contient le gestionnaire de démarrage (Boot Manager) qui permettra de choisir entre les différents systèmes d exploitations implantés. La partition étendue correspond à l espace disque non défini dans les partitions principales, mais devant être utilisé. Cette partition peut, à son tour, être divisée en lecteurs logiques. La partition étendue correspond en fait à un disque logique. On ne formate pas directement la partition étendue mais on y crée le ou les lecteurs logiques repérés par une lettre qui eux, seront formatés. Les lecteurs logiques divisent les partitions étendues en sous-groupes. Il est possible de diviser de grands disques ne lecteur logiques pour maintenir un structure de répertoire simple. B. Description du fonctionnement d'un chargeur de démarrage a. Qu est ce qu un Boot Loader? Le gestionnaire d'amorçage, ou Boot Loader, est un petit programme qui s'exécute au démarrage de l ordinateur. C'est le deuxième composant logiciel qui se lance sur la machine, après le BIOS, et n'a qu'une tâche à réaliser : lire et mettre en mémoire l'image du noyau d'un système d'exploitation, puis lui passer la main. C'est l'étape du bootstrap : un petit composant relativement simple, le gestionnaire, charge un autre composant plus gros et plus complexe, le système d'exploitation, ce qui lui vaut d'être également appelé chargeur. Les termes chargeur, gestionnaire d'amorçage ou Boot Loader sont utilisés indifféremment pour désigner le même programme. Année universitaire Page 16/26

17 b. Décrire son fonctionnement? Au démarrage de la machine le BIOS prend la main pour faire l'inventaire des ressources matérielles (HD, CD-ROM, FDD, USB ou ETHERNET...) et utilise le périphérique de boot préalablement défini. Dans le cas d'un disque dur le premier secteur de démarrage où le secteur de boot MBR, contient la table de partition principale qui est donc bootable (cylindre 0, tête 0 et secteur 1) et le code du Boot Loader pour le charger en mémoire afin de l'exécuter. Le MBR charge en seconde partie la configuration du Boot Loader afin déterminer sur quelle partition le système d'exploitation va s'amorcer et permettre son chargement en mémoire. c. Citer le fonctionnement du chargeur de Windows 2000 server. Quels sont les fichiers nécessaires? Après la séquence POST, l'ordinateur va localiser le périphérique de démarrage et charger le MBR en mémoire. Le MBR recherche la partition active et charge le secteur de boot en mémoire. La sélection du système d'exploitation débute après le chargement en mémoire de Ntldr. Elle permet en outre de rassembler les informations sur le matériel et les pilotes requis lors du chargement de NT. 1. Ntldr fait passer le processeur du mode réel (mode de fonctionnement par défaut des processeurs compatibles Intel qui a la caractéristique de ne pas être multi-tâche et d'offrir aucune protection mémoire) au mode mémoire linéaire 32 bits. 2. Ntldr démarre les pilotes de système de fichiers approprié (FAT ou NTFS). 3. Ntldr lit Boot.ini et affiche les sélections. 4. Ntldr charge l'os sélectionné. 5. Ntldr charge Ntdetect.com (Bootsect.dos pour un système non NT). 6. Ntldr charge Ntoskrnl.exe, Hal.dll et la ruche "system". Lors de l'installation de NT, le secteur d'amorçage est modifié de façon à ce que Ntldr soit chargé au démarrage. L'écran de sélection est le premier écran Microsoft visible. Il est construit par NTLDR qui vient d'être chargé. Ce dernier va effacer l'écran puis afficher un message de type "OS Loader V5.0" sur l'écran. Lors de son lancement, NTLDR bascule le processeur dans un mode d'adressage mémoire 32 bit (avant le chargement de NTLDR, l'ordinateur fonctionnait en mode réel). NTLDR démarre un mini gestionnaire de système de fichiers pour pouvoir lire des informations à partir du disque dur et en particulier le fichier boot.ini et va afficher l'écran de démarrage. Dans le cas de Windows 2000, NTLDR lance Ntdetect.com pour découvrir le matériel présent. Ntdetect.com détecte les périphériques matériels installés. NTLDR est lancé lorsque l'on voit à l'écran «Démarrage de Windows» suivi d'une barre de progression. Année universitaire Page 17/26

18 Les fichiers mis en oeuvre restent identiques quelle que soit la version de Windows: Ntldr : Charge l'os Boot.ini : Construit le menu de sélection Bootsect.dos : Chargé par Ntldr en vue d'un autre OS Ntdetect.com : Recherche le matériel disponible Ntbootdd.sys : Pour amorçage à partir d'un disque dont le contrôleur n'a pas le BIOS activé Ntoskrnl.exe : Noyau NT (system32). System : Paramètres de configuration (system32\configuration). Hal.dll : Couche HAL. Rend Ntoskrnl indépendant de la plate-forme sur laquelle il va fonctionner. d. Citer au moins deux Boot Loader actuellement disponible sur la plupart des distributions Linux. Quels sont les fichiers concernés? Sous Linux, deux Boot Loader existent : LILO (LInux Loader) et GRUB, (GRand Unified Bootloader). Chronologiquement LILO est plus ancien que GRUB. Autres Boot Loader : loadlin, syslinux pour certain système d exploitation, etherboot ou netboot pour le réseau. LILO est composé de deux éléments : l'exécutable /sbin/lilo (*) : installe le chargeur (boot loader) sur le MBR du disque principal. le fichier /etc/lilo.conf comporte deux sections : la section globale définie où doit être installé LILO (/dev/hda) et la section des différents systèmes à démarrer (menu du boot loader). GRUB (GNU GRUB) est composé de plusieurs éléments : l'exécutable /sbin/grub : comparable au SHELL, le programme GRUB (*) permet grâce à la commande install de définir l'installation du chargeur (boot loader) sur le MBR du disque principal. le fichier /boot/grub/grub.conf se compose de deux sections : la section globale définit les paramètres globaux à GRUB et la seconde les différents systèmes à démarrer (menu du boot loader) Mise en pratique des notions parcourues Dans cette partie, nous montrererons comment nous avons procéder pour installer le système Windows 2000 Server ainsi que le système Linux (RedHat9) sur le même disque. Année universitaire Page 18/26

19 A. Mise en place du système Windows 2000 Server L'objet du TP est d'installer le premier système puis de laisser la possibilité d'installer un second. Il est important de prendre cela en considération avant toute manipulation sous peine de recommencer depuis le début. a. Pré-requis nécessaire à l'installation du système Lorsqu un programme d installation de Microsoft Windows démarre, que ce soit à partir d un CD ou d un serveur RIS (Remote Installation Services, ou services d installation à distance), il charge un certain nombre de composants afin de paramétrer l installation. Outre ces composants, le logiciel d installation énumère également les pilotes de périphériques qu il trouve sur le support (Un pilote est un programme qui sert d'intermédiaire entre un logiciel et un matériel et qui contient des fonctions permettant l'exploitation du matériel. En d'autre terme, il s'agit d'une abstraction de la couche matérielle).si l'on dispose d un CD de Windows ne provenant pas d un constructeur spécifique, les pilotes chargés seront ceux intégrés par défaut par Microsoft pour la version du système en question. Si le CD provient d un constructeur (Dell, HP, etc.), celui-ci aura probablement ajouté des pilotes supplémentaires sur le disque, afin de détecter automatiquement le matériel présent sur l ordinateur cible. Cependant, cette intégration est loin d être systématique, et même si Windows est capable de reconnaître «de façon minimale» un certain nombre de périphériques, il est probable que l'on ait besoin, à un moment ou un autre, de spécifier manuellement (à l aide de la touche F6 au démarrage du programme d installation) des pilotes pour un périphérique non reconnu. Bien souvent, les contrôleurs de disques RAID, SATA ou SCSI auront besoin de ce traitement de faveur, parce qu ils sont trop récents, ou peu connus. Mais cela peut également être le cas de pilotes de cartes réseau, de cartes graphiques, et bien d autres encore. Concernant le pilote RAID, il nous a fallu insérer une disquette sur laquelle a été copié le pilote de notre carte RAID pour Windows. En effet, Windows ne peut installer ces pilotes qu'à partir d'une disquette.a:\ b. Procédure d'installation Une fois les pilotes de la carte RAID installés, il nous est possible de continuer l'installation de Windows en créant une nouvelle partition. Cette partition accueillera le système Windows 2000 Server, la taille fixé est de 8Go et le format de fichier est le NTFS. Avant d'effectuer cette manipulation, on doit d'abord créer une petite partition de 128 Mo destinée à accueillir le chargeur de Windows. En effet, nous mettons au point un système multi-boot c'est pourquoi il est très important de créer cette partition en premier. Le Boot Loader se situe toujours sur le premier secteur du disque dur plus communément appelé MBR. Année universitaire Page 19/26

20 C'est ce programme, une fois en mémoire, qui va déterminer sur quelle partition le système va s'amorcer. Il va également démarrer le programme (appelé bootstrap) qui va amorcer le système d'exploitation présent sur cette partition. B. Mise en place du système Linux (RedHat9) Nous avons utiliser un peu plus de 8Go pour accueillir le système Windows, le reste de l'espace (enfin une partie) sera utilisé pour accueillir le second système. a. Pré-requis nécessaire à l'installation du système L'installation du système nécessite également des Cds. Pour répondre à des problématiques d'ordre logistique, nous avons mis en place une installation très basique contenu sur un seul CD. Tout comme Windows, Linux doit disposer des pilotes RAID afin de procéder à l'installation. Le constructeur du contrôleur a mis également au point des pilotes pour les distributions de type Linux. Ce dernier a donc été déployé lors de l'installation du système à partir d'une disquette. b. Procédure d'installation Une fois le RAID détecté par le système, il nous a été possible de continuer l'installation à savoir le partitionnement des différents lecteurs logiques. Le partitionnement se fait manuellement et doit suivre une extrême rigueur. En effet, il est possible de supprimer à tout moment les partitions réservées au système Windows. Les partitions dans un système Linux sont au nombre de 7 : La partition /boot d'une capacité de 128Mo aura pour nom de périphérique /dev/sda6 et devra accueillir le Boot Loader de Linux à savoir GRUB. Le Boot Loader sera installé sur le premier secteur de la partition de boot et non sur la MBR (la partition de 128Mo du système Windows) afin de laisser à chaque Boot Loader la possibilité de lancer son propre système ou le Boot Loader du second système. Le Boot Loader de Windows lancera soit le système Windows soit le Boot Loader de Linux et le Boot Loader de Linux lancera soit le système Linux soit le Boot Loader de Windows : Boot Loader de Windows Lancement du Boot Loader de Linux Lancement du Boot Loader par défaut de Windows Boot Loader de Linux (GRUB) Année universitaire Page 20/26

21 La partition / (8Go) aura pour nom de périphérique /dev/sda7 et sera réservée à l'ensemble des données des dossiers nécessaire au démarrage du système, Les partitions /home (2Go), /tmp (2Go), /usr (4Go), /var (2Go), swap (1Go) auront respectivement comme nom de périphériques /dev/sda11, /dev/sda10, /dev/sda9, /dev/sda8 et /dev/sd12. Toutes les partitions adoptent le système de fichier natif de Linux à savoir ext3. Seul la partition swap utilisera le système de fichier swap. Une fois l'installation terminé, il est nécessaire de redémarrer le système, il faut impérativement créer un disquette de démarrage avant sinon le démarrage du système devra se faire en mode de secours. En effet, le Boot Loader de Windows ne dispose pas d'entré pour lancer le système RedHat. c. Configuration du Boot Loader de Linux Il faut lancer la commande suivante : grub-install /dev/sda6 (/boot) et éditer le fichier /etc/grub.conf afin de s'assurer de la présence d'une entrée pour la version de Windows. Le Fichier doit ressembler à cela. # NOTICE: You have a /boot partition. This means that # all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg. # root (hd0,5) # kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda6 # initrd /initrd-version.img #boot=/dev/sda6 default=0 timeout=10 splashimage=(hd0,5)/grub/splash.xpm.gz title Red Hat Linux ( ) root (hd0,5) kernel /vmlinuz ro root=/dev/sda6 hdc=ide-scsi initrd /initrd img title Windows 2000 Server rootnoverify (hd0,1) chainloader +1 Il faut ensuite faire une copie de notre secteur de boot Linux depuis la partition /boot en utilisant la commande suivante : dd if=/dev/sda6 of=/bootlinux.lnx bs=512 count=1 Cette commande va donc générer le fichier bootlinux.lnx, ce fichier devra être entreposé sur la partition FAT32 (vfat) où le Boot Loader par défaut de Windows est installé (C:\). mount -t msdos /dev/sda1 /mnt copy / bootlinux.lnx /mnt umount /mnt Année universitaire Page 21/26

22 Une fois le fichier copié sur la partition de boot de Windows, il est nécessaire d'éditer le fichier système boot.ini et d'ajouter en fin de fichier la ligne c:\linux.lnx="linux RedHat9" Le boot Loader de Windows présentera une nouvelle ligne à l'écran qui se nommera Linux RedHat9 qui pourra lancer à tout moment le Boot Loader de Linux (GRUB). Le Boot Loader de Linux dispose lui aussi d'une nouvelle ligne permettant de revenir au Boot Loader de Windows. Année universitaire Page 22/26

23 Bibliographie et liens Technologie des ordinateurs et des réseaux Pierre-Alain Goupille Description du BIOS : Processus de boot d'un PC : Cours sur le SCSI : Page HTML de Frédéric Heissler - Cours sur le SCSI Double Boot Linux et Windows 2000 : HOWTO-fr.html Année universitaire Page 23/26

24 Index alphabétique BIOS... 4, 6, 7, 8, 16, 17, 18, 19, 24 Boot Loader... 4, 7, 17, 18, 19, 20, 21 Boot Record... 6 bootstrap chargeur de partition... 7 chipset... 7 chunk size CMOS... 6, 7 duplexing GRUB... 19, 21 ide... 9, 11, 16, 17, 19, 20 LILO Linux... 4, 7, 16, 19, 21, 22 MBR... 6, 7, 17, 20 mirroring NVRAM... 6 oot Loader partition... 7, 11, 13, 16, 17, 20, 21 pilote... 9, 10, 18, 20 pilotes... 10, 18 POST... 6, 15, 18 Power Good... 6 RAID... 4, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 21, 26 ROM... 6, 7, 9 SCSI... 9, 10, 20 SETUP... 6, 7, 8 stripping table de partition... 7, 16 Timer Chip... 6 Windows... 4, 7, 18, 19, 20, 21 Année universitaire Page 24/26

25 Index des illustrations Illustration 1: RAID Illustration 2: RAID Illustration 3: RAID Illustration 4: RAID Illustration 5: RAID Année universitaire Page 25/26

26 ANNEXES Année universitaire Page 26/26