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Install ArchLinux full LUKS / LVM Ultrabook SSD Anthony Le Goff @Ideo_logiq Document de formation 2014 – IoT prototyping ready

install arch ultrabook full luks SSD

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Document de formation[FR] pour l'apprentissage de Archlinux et la protection de l'information. Intégration d'environnement de travail et de suite logicielle(calcul scientifique, virtualisation, gestion biblio, gestionnaire mot de passe, etc..) pour l'internet des objets avec l'Open Source Hardware (Arduino, RaspberryPi). Optimisation IDE sous langage de programmation en python.

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Install ArchLinux full LUKS / LVMUltrabook SSDAnthony Le Goff @Ideo_logiq

Document de formation 2014 – IoT prototyping ready

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Exigence du système d'exploitation :• Mobilité• Simplicité de configuration WI-FI + OpenVpn• Package de base pour système opérationnel + env graphique + IoT prototyping ready• Rapidité de déploiement

Couche logicielle pour 4go > 8go de RAM avec gnome-shell• Gestionnaire de session : GDM• Environnement graphique : Gnome-Shell• Thème graphique : Elegance• Icônes : Numix• GTK+ : Numix

Cette installation ne remplace pas la documentation officielle d'Archlinux, on retrouve mes propres notes de configuration et d'optimisation pour une installation sur un disque dur chiffré LUKS avec un volume logique LVM, le tout est directement intégré avec la fonction TRIM pour disque dur SSD. La gestion et configuration de CRYPTTAB est également abordée pour les partitions chiffrées, équivalent à fstab :

• Partition root, demande de mot de passe au démarrage de l'ordinateur• Partition tmp, séparé dans tmpfs chiffrée• Partition swap, chiffrement de la swap par une clé aléatoire à chaque démarrages• Partition home, documents et médias chiffrées par clé privée protégée dans la partition root

Ce tutoriel d'installation ce fait sur une table de partition GPT en utilisant GRUB2 comme bootloader. Par la suite le nouveau standard est l'UEFI pour le bootloader, pas nécessaire dans ce cas de figure.

Pour télécharger et installer Archlinux en liveUSB https://www.archlinux.org/download/ directement sur le site et remplacer sdX par le chemin d'accès sur la clé USB avec la ligne de commande dd copiant l'image Archlinux.Si la ligne de commande peut faire peur au départ, cela reste la meilleure manière d'apprendre à connaître le système d'exploitation de manière approfondi. Il existe une distribution basée sur ArchLinux facilement installabledans le cas contraire : Antergos . Pour créer un liveUSB sous Windows essayez avec lili USB Creator.

$ dd if=/dev/zero/ of=/dev/sdx bs=1k count=1$ dd if=archlinux-xxxx.iso of=/dev/sdx

nota : être connecté à internet via un cable ethernet RJ45 pour l'installation

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INSTALLATION DE BASE & PRÉPARATION DU SYSTÈME

Modification du langage clavier. Passage de qwerty à azerty. Tapez les touches « loqdkeys fr » donne à l'écran :$ loadkeys frPréparation du disque dur et destruction complète des données avec shred$ shred -v -n 1 /dev/sda

Pour changer de TTY durant le processus ex: Ctrl+Alt+F2

Vérification de la connectivité réseau et « pinger » sur Google$ ping -c 3 www.google.comSi le test est positif et que vous recevez des paquets > OK sinon$ dhcpcd

Partitionnent des disques dursConfiguration des partitions avec les outils cgdisk et gdisk pour GPTDISK 1

• /dev/sda1 +32M ef02 //BIOS• /dev/sda2 +200M 8300 //BOOT• /dev/sda3 +100 % 8e00 //LVM SYSTEM

$ cgdisk /dev/sda

Redémarrer pour prendre en compte la nouvelle table de partition « reboot ». Changer la langue du clavier au redémarrage avec « loadkeys fr »

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Illustration 1: Démarrage bootloader ISO Archlinux

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Paramétrage des volumes logiques LVM$ pvcreate –-dataalignment 4M /dev/sda3Création du volume groupe « vglvm »$ vgcreate vglvm /dev/sda3Création des volumes logiques /root swap /tmp /home$ lvcreate -L 17GO -n root vglvm$ lvcreate -L 4GO -n swap vglvm$ lvcreate -L 4GO -n tmp vglvm$ lvcreate -l 100%FREE -n home vglvm

Ce qui donne comme label de partition :• dev/sda2 =boot • /dev/vglvm/root • /dev/vglvm/swap • /dev/vglvm/tmp • /dev/vglvm/home

Il reste également possible de contrôler les volumes créés que cela soit avec les commandes pvdisplay vgdisplay ou encore fdisk -l

Chiffrement de la partition logique /root avec LUKS, activation de TRIM, mise en place du mot de passe$ cryptsetup luksFormat -c aes-xts-plain64 -s 512 -h sha512 -i 5000 --align-payload=8192 /dev/vglvm/rootOuverture de la partition crée$ cryptsetup luksOpen --allow-discards /dev/vglvm/root root

Monter et formater /root + activation TRIM$ mkfs.ext4 -E discard /dev/mapper/root$ mount /dev/mapper/root /mnt

Monter et formater /boot$ dd if=/dev/zero of=/dev/sda2 bs=1M$ mkfs.ext2 /dev/sda2$ mkdir /mnt/boot && mount /dev/sda2 /mnt/bootVérification des partitions avec la commande lsblk -f

Installation système de base + GRUB$ pacstrap /mnt base base-devel grub

Génération du fichier de table de partition fstabgenfstab -L -p /mnt >> /mnt/etc/fstab

Édition du fichier fstab. Nous allons ajouter des paramètres et préparer les prochaines partitions tels que tmp et home. Elles ne seront pas activé pour l'instant, seulement à la finalisation de l'installation après configuration de crypttab. $ nano /mnt/etc/fstab

/dev/mapper/root / ext4 defaults,noatime,discard 0 1/dev/sda2 /boot ext2 defaults,noatime 0 2#/dev/mapper/home /home ext4 defaults,noatime,discard 0 2#/dev/mapper/tmp /tmp tmpfs nodev,nosuid 0 0#/dev/mapper/swap none swap sw 0 0

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Écriture de crypttab en prévision du paramétrage des partitions chiffrées pour swap et /home en appelant la clé privée pour /home$ nano /etc/crypttab

# home /dev/vglvm/home /etc/luks-keys/home # swap /dev/vglvm/swap /dev/urandom swap,cipher=aes-xts-plain64:whirlpool,size=512,hash=sha512# tmp /dev/vglvm/tmp /dev/urandom tmp,cipher=aes-xts-plain64,size=256

Chrooter le nouvel environnement configuré$ arch-chroot /mnt /bin/bash

Mot de passe super-administrateur root$ passwd

Nom de la machine$ nano /etc/hostname

Configuration de locale, paramétrage des langues$ nano /etc/locale.gen

en_US.UTF-8 UTF-8fr_FR.UTF-8 UTF-8fr-FR ISO-8859-15fr-FR@euro ISO-8859-15Génération du fichier $ locale-gen

Configuration du langage par défaut$ nano /etc/locale.confLANG="fr_FR.UTF-8"LC_COLLATE="fr_FR.UTF-8"

Exporter le langage actuel pour création dans initramfs$ export LANG=fr_FR.UTF-8

Console, fonts, clavier azerty$ nano /etc/vconsole.conf

KEYMAP=fr-pcFONT=FONT_MAP=

Configuration du fuseau horaire$ ln -s /usr/share/zoneinfo/Europe/Paris /etc/localtimeParamétrage de l'horloge$ hwclock --systohc --utc

Édition du rc.conf script au démarrage$ nano /etc/rc.conf

# Configuration file for initscriptsDAEMONS=(hwclock syslog-ng network)

Démarrage du service dhcpcd avec systemd (ethernet)$ systemctl enable dhcpcd

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Préparation de initramfs$ nano /etc/mkinitcpio.conf

Modifier les « hooks » qui devront être appelé pour lancer le système............. HOOKS = " base udev autodetect modconf block keymap lvm2 encrypt filesystemskeyboard shutdown fsck"

Génération du fichier$ mkinitcpio -p linux

Installation de grub sur le SSD d'amorçage$ grub-install --target=i386-pc --recheck /dev/sda$ cp /usr/share/locale/en\@quot/LC_MESSAGES/grub.mo /boot/grub/locale/en.mo

Modification du fichier de configuration grub, appel de la partition root chiffrée et activation du TRIM pour SSD$ nano /etc/default/grub

GRUB_CMDLINE_LINUX="cryptdevice=/dev/vglvm/root:allow-discards"

$ grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

Finalisation, démonter les volumes puis redémarrage$ exit$ umount /mnt/boot && umount /mnt$ reboot

Après redémarrage du système fraîchement installé, le mot de passe de déchiffrement de la partition root est demandé une fois à l'écran du bootloader passé. Si un problème persiste, il est possible de débuguer en relançant un liveUSB sous arch et d'ouvrir le container LUKS par la commande cryptsetup luksOpen –alow-discards /dev/vglvm/root root

Activation de la swap$ mkswap /dev/vglvm/swap && swapon /dev/vglvm/swap

Modification du comportement de la swap pour le SSD en optimisant la RAM avec la création de cette règle :$ nano /etc/systctl.d/99-sysctl.conf

vm.swapiness=1vm.cfs_cache_pressure=50

Chiffrement et activation de /homeCréation d'un fichier avec une clé privée dans la partition root. Il est possible de changer le nom du dossier pour faire de la sécurité par l'obscurité ( pensez à changer dans crypttab également)$ mkdir -p m 700 /etc/luks-keysdd if=/dev/random of=/etc/luks-keys/home bs=1 count=256L'opération peut prendre un peu de temps pour générer la clé

Creation du container LUKS pour /home, format en ext4, activation de TRIM$ cryptsetup luksFormat -c aes-xts-plain64 -s 512 –align-payload=8192 /dev/vglvm/home /etc/luks-keys/home$ cryptsetup luksOpen –allow-discards -d /etc/luks-keys/home /dev/vglvm/homehome$ mkfs.ext4 /dev/mapper/home

Extra 5 % d'espace disque sur /home$ tune2fs -m 0 /dev/mapper/home

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Monter et formater /tmp$ mkfs.ext4 /dev/vglvm/tmp && mount /dev/vglvm/tmp /tmp

Activation de la partition /home et swap dans crypttab puis activation des partitions dans fstab, enfin redémarrer lesystème reboot. Vérifier que les volumes sont montés avec la commande lsblk -f

Post-Install et configuration du système

Le premier réflexe après le paramétrage de base, chiffrement des partitions commence par la configuration de pacman, gestionnaire de paquets ainsi que les sources des dépots. Si vous êtes sur une installation OS en 64bits il est recommandé d'activer les dépôts Multilib. Également le dépôt extra archlinuxfr permet d'avoir accès à des logiciels tierces tels que Virtualbox ou encore remplacer pacman par yaourt comme gestionnaire de paquet intégrant les dépôts de communauté AUR.

Pour synchroniser la base de donnée pacman, il suffit de lancer la commande$ pacman -Syu

Initialisation pacman keyringPacman Keyring est un outil pour synchroniser les clés PGP qui sont signées entres les développeurs, un outil pour faire confiance aux dépôts et paquets téléchargés.$ pacman-key –init

Modifier la liste des miroirs des dépôtsIci nous allons rechercher les dépôts ou la vitesse de téléchargement est optimisées selon notre pays. Il y a par défaut une douzaine de miroirs, pour les mises à jours importantes utilisant le maximum de la capacité de téléchargement réduit considérablement le temps d'attente. Installation de reflector$ pacman -S reflectorSauvegarde de l'ancien fichier de configuration mirrorlist$ cd /etc/pacman.d$ cp mirrorlist mirrorlist.backupPuis utiliser reflector pour la mise à jours des dépôts, sur les 20 premiers miroirs les plus proches et les classes parles 5 premiers les plus rapides$ reflector -l 20 -f 5 --save /etc/pacman.d/mirrorlist

Modifier le fichier de configuration pacman pour ajouter les dépôts multilib et archlinuxfr[multilib] Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

[archlinuxfr] SigLevel = NeverServer = http://repo.archlinux.fr/x86_64Mettre à jours la liste des paquets$ pacman -Syu

Installation de yaourt remplaçant pacman$ pacman -S yaourt colordiffComplète mise à jour incluant AUR$ yaourt -Syu --aur

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Ajout d'un nouvel utilisateur$ useradd -m -g users -G audio,lp,optical,storage,power,video,games, network,wheel -s /bin/bash missaMise en place du mot de passe utilisateurpasswd missaÉdition dans visudo pour les droits adminsEDITOR=nano visudoDécommenter dans le fichier visudo le groupe « wheel » pour utiliser la commande sudo avec l'utilisateur missa%wheel ALL=(ALL) ALL

Installation des drivers audio, claviers et intel carte graphique, openGL$ yaourt -S alsa-utils xf86-input-synaptics xf86-video-intel lib32-intel-drimesaDans le cadre de carte graphique nvidia x64$ yaourt -S nvidia lib32-nvidia-utilsEt pour le cas de carte graphique AMD $ yaourt -S xf86-video-ati

Test du son et sauvegarde de la configuration$ speaker-test -c 2$ alsactl store

Installation de Xorg serveur graphique. Première couche du serveur X. Rudimentaire mais essentiel pour tester le système avant la mise en place de l'environnement graphique Gnome-Shell$ yaourt -S xorg-server xorg-xinit xorg-server-utils xorg-twm xorg-xclock xterm

Modification de la configuration du clavier sous Xorg$ nano /etc/X11/xorg.conf.d/10-evdev.conf

Section "InputClass" Identifier "evdev keyboard catchall" MatchIsKeyboard "on" MatchDevicePath "/dev/input/event*" Option "XkbLayout" "fr" Driver "evdev"

EndSection

Lancement du serveur X$ startx

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Nous allons installer quelques fonts et polices. Ce qui permet d'avoir un vaste choix que cela soit pour le traitement de texte ou bien encore pour le graphisme par exemple sous Gimp.$ yaourt -S ttf-dejavu ttf-ms-fonts ttf- google-fonts-git ttf-ubuntu-title

Installation des composants de l'environnement graphique Gnome-shell$ yaourt -S gnome file-roller gedit gnome-clocks gnome-color-manager gnome- devel-docs gnome-getting-started-docs gnome-nettool gnome- photos gnome-weather gnome-logs nautilus-sendto gnome-tweak-tool gnome-settings-daemon-updates networkmanager-openvpn

A partir d'ici vous avez un environnement de travail qui est donc opérationnel au niveau graphique, installation minimal d'élément. Utilisation d'environ 3,5GO sur le disque dur, 624 paquets et 140MB de RAM d'utilisation système en ligne de commande. 350MB de RAM en environnement graphique.

Activer l'environnement graphique sous Gnome-ShellSystemd et gestionnaire de session utilisateur$ systemctl enable gdmÉdition de initrc chez l'utilisateur missanano ~/.initrcAjoutez la ligne pour exécuter le bureau gnomeexec gnome-sessionPuis redémarrer le système

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Illustration 2: Gestionnaire de session GDM

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Package logiciels :

• Acroread Adobe Reader• Archey3 Affiche information système• archlinux-wallpaper Quelques wallpapers• gitg Git pour Gnome• deja-dup Utililitaire de sauvegarde et restauration chiffrée duplicity• firefox Navigateur web• chromium Navigateur web de chez Google• flashplugin Installation de flash player• guake Alternative terminal• gparted gestionnaire de partition• gufw Par-feu ufw avec front-end GUI• gimp Outil de dessin & graphisme• gstreamer0.10-plugins codec video• icedtea Java pack• jre7-openjdk• jre7-openjdk-headless• rhythmbox Lecteur audio• transmission-gtk Client front-end torrent• thunderbird client mail• filezilla Accès serveur distant ftp sftp• vlc Lecteur vidéo• xchat Client IRC• inkscape Outil de dessin vectoriel• keepass Gestionnaire de mot de passe• libreoffice Suite bureautique• zim Notebook en forme de wiki• secure-delete Suppression de dossier et fichier donnée sensible

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Illustration 3: Bureau Gnome Shell en faisant la touche raccourci "Windows" = dash

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En une ligne de commande dans une terminal pour l'installation de cette liste$ yaourt -S acroread archey3 archlinux-wallpaper gitg deja-dup firefox chromium flashplugin guake gparted gufw gimp gstreamer0.10-plugins icedtea-web jre7-openjdk jre7-openjdk-headless rhythmbox transmission-gtk thunderbird filezilla vlc xchat inkscape keepass libreoffice zim secure-delete

Configuration de network managerPour que celui-ci fonctionne et ne soit pas en conflit il est nécessaire de désactiver dhcpcd, networkmanager prendra le relais$ sudo systemctl disable dhcpcd.service$ sudo systemctl enable NetworkManager.serviceRedémarrer le système, le wifi devrait être accessible en configuration graphique dans l'applet en haut à droite du bureau Gnome.

Installation d'outil de virtualisation avec VirtualBox

VirtualBox permet de virtualiser des systèmes entièrement pour des phases de test, de développement ou encore d'analyse en environnement cloisonné. Ainsi, il est possible de récupérer une image .iso sous Ubuntu « guest » et tester sous un environnement « host » en ArchLinux. De plus les Virtual Machines « vm » sont « migrables », « clonables » pour transférer vers des serveurs ou zones de stockage. Il existe également sous linux KVM comme hyperviseur de virtualisation.

$ sudo pacman -S virtualbox virtualbox-guest-iso virtualbox-host-modules linux- headers$ yaourt -S virtualbox-ext-oracleAjout de l'utilisateur dans le groupe vboxusers$ sudo gpasswd -a missa vboxusersAjout du module pour virtualbox au démarrage du système$ sudo nano /etc/modules-load.d/virtualbox.confAjoutezvboxdrv

Accès au wiki Archlinux.org et Archlinux.fr en local sur l'ordinateur$ yaourt -S arch-wiki-docs arch-wiki-docs- fr

Customisation du bureau Gnome-Shell

Dans cette exemple, configuration du bureau pour donner une touche esthétique avec le thème élégance et les icônes Numix disponible sur deviantart. La communauté deviantart est très active sous linux, on retrouve des groupes en fonction des systèmes d'exploitation ou encore des environnements graphiques. Les icônes Numix sontégalement disponible dans AUR :$ yaourt -Ss numixEn ce qui concerne les informations sur le bureau {systèmes, applications, météo, etc} utilisation d'un script Conky.

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Illustration 4: Numix icon

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Pour modifier le système l'outil Gnome tweak Tool d'intégrer les changements tels que de nouveaux thèmes GTK+, des extensions ou bien encore des icônes.

Lecture de volume disque et intégration du format NTFSpacman -S ntfs-3g ntfsprogs

Optimisation du système avec cpupower et laptop-mode-tools$ yaourt -S cpupower laptop-mode-tools$ sudo systemctl enable cpupower.service$ sudo systemctl start cpupower.service$ sudo systemctl enable laptop-mode.service$ sudo systemctl start laptop-mode.service

Cybersec et outils réseauxQuelques outils classiques réseaux sont disponibles dans les dépots que cela pour l'analyse de port, nœuds de routage ou bien encore de chiffrement de serveur DNS avec dnscrypt, tor, etc... Pour une utilisation plus approfondie, l'utilisation des dépôts Blackarch pour Archlinux dans pacman.conf ajoutent 1200 outils de pentesting. $ yaourt -S nmap traceroute dnscrypt-proxy

Éditeur de texte & terminalL'installation peu avant intègre le nouveau terminal Guake bien plus pratique en particulier couplé avec Vim en plein écran ou multi-fenêtrée. Guake se lance via F12, plein écran F11. Modifier les programmes au démarrage pour un lancement automatique de celui-ci.Le nouvel éditeur de texte en GUI intégré à GitHub est disponible dans AUR : Atom. Celui-ci intègre un nombre important de langage de programmation avec la possibilité de faire des « commit » sur Git. $ yaourt -S atom-editor

Le terminal shell de base est sous bash pour activer l'auto-completion sur TAB avec plus de fonctionnalité installerle paquet :Bash-completion $ yaourt -S bash-completionPour plus de fonctionnalité et customisation ce tourner vers le shell zsh

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Déploiement de Vim compilé pour Python Vim a ce défaut de ne pas intégrer en natif le langage de programmation en python. Il est possible de modifier ce comportement de l'editeur de texte en le compilant soi-même. Install and run abs (sync)$ sudo pacman -S abs$ sudo absPreparer la zone de construction du paquet$ mkdir ~/abs$ cd ~/absFaire une copie locale$ cp -r /var/abs/extra/vim .$ cd vim$ vim PKBGUIDChange --disable-python options en "enable"Construire le paquet$ makepkgAttendre quelques minutes puis lancer l'installation de vim et runtime$ sudo pacman -U vim-runtime-7.3.XXX-1-x86_64.pkg.tar.xz$ sudo pacman -U vim-7.3.XXX-1-x86_64.pkg.tar.xzVérification de l'indicateur "+python" dans la note de version vim$ vim --version

Pour lancer l'apprentissage de l'editeur de texte Vim$ vimtutorÉgalement un exemple de fichier de configuration vimrc et un pense-bête des raccourcis claviers.

Python environnement de développementJe parle un peu de python étant donnée que c'est un langage facile d'apprentissage, très prisé pour le webdev avec les frameworks Flask ou Django ou encore sur RaspberryPi. Un cours est disponible à cette adresse. L’interpréteurpar défaut n'étant pas des plus intéressant : installer les composants pip , virtualenv et ipython pour développer dans un terminal.$ yaourt -S python-virtualenv python-pip ipython python-setuptools python

IoT prototyping Ready

IoT ( Internet of Thing ) ou l'internet des objets est l'approche du tous connectésà internet, de l'intégration de systèmes embarqués. La mouvance DIY et l'open source hardware favorisent l'expansion et l'apprentissage du prototypage rapide de composants mécatroniques au grand public tels qu'avec Raspberry Pi sous processeur ARM ou Arduino avec le langage de programmation C++, permettant un accès simple au déploiement d'architecture système connectés et redéfini les méthodes d'ingénierie. Les RepRap et imprimantes 3D également ajoutent une couche de prototypage et design autour de l'électronique open hardware. Il n'est pas nécessaire de réinventer la roue. Ce type de produit voit apparaître des projets de drones sous Arduino ou bien encore de CubeSat tels que ArduSat cassant les modèles et ouvrant la porte à des pionniers dans le commerce spatial.

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Prototyper avec RaspberryPiLa carte électronique Raspberry Pi sous architecture ARMv6 permet d'installer en système d'exploitation ArchLinuxARM. Également le langage python est courant ainsi que pour programmer le port GPIO et définir des entrée / sortie sur la carte. Pour installer la librairie Python framework REST et contrôler le port GPIO$ yaourt -S python-webiopi

Prototyper sur ArduinoArduino est très bien intégré à Archlinux que cela soit pour sa programmation et également l'interface IDE ou bien encore d'environnement de schématisation, banc d'essai virtuel avec Fritzing.$ yaourt -S arduino fritzing

Design et imprimante 3DDes logiciels sont disponible dans AUR pour le prototypage rapide de produit tels que Cura de Ultimaker acceptant les standards industriels en fichier STL / OBJ / DAE / AMF.$ yaourt -S cura

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Illustration 5: Logiciel Cura de prototypage rapide imprimante 3D

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Il est toujours possible de trouver des logiciels de conception par ordinateur sous Linux tels que FreeCAD remplaçant autoCAD. Egalement avec le Cloud Computing et les offres SaaS, Les logiciels ont migré à la demande sur internet tels que les offres de chez Autodesks 123D

Environnement de calculsArchlinux n'est pas en reste de logiciel en natif pour le calcul numérique en ingénierie et recherche. On retrouve mathematica ou bien encore Euler. Mathematica étant une alternative à MatLab. L'application Wolfram Alpha sur Android est un must have du calcul scientifique sur smartphone.$ yaourt -S mathematica euler

Gestion de sources bibliographiques et documents scientifiques avec Mendeley intégré pour une utilisation avec Libreoffice writer$ yaourt -S mendeleydesktop

Pour aller plus loin…

Les possibilités sous archlinux sont très conséquentes. La suite logique serait les conseils pour faire la maintenance du système. Également approfondir la mise en place d'imprimante avec un serveur CUPS et scanner avec sane. Sans oublier la sauvegarde et stockage dans le cloud avec Amazon S3 ou Mega, etc. La communauté développe ces propres PKGBUILD et les compiles dans AUR pour avoir un accès au téléchargement d'application. L'entraide passe par les forums, ou les canaux IRC

PUBLICATION IT & CYBERSEC

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Illustration 6: Wolfram Mathematica 8