软件包管理

软件包管理

软件相关概念

ABI

ABI即 Application Binary Interface

Windows与Linux不兼容

ELF(Executable and Linkable Format)

PE（Portable Executable）

库级别的虚拟化：

Linux: WINE

Windows: Cygwin

API

API即Application Programming Interface，API可以在各种不同的操作系统上实现给应用程序提供完全

相同的接口，而它们本身在这些系统上的实现却可能迥异，主流的操作系统有两种，一种是Windows系

统，另一种是Linux系统。由于操作系统的不同，API又分为Windows API和Linux API。在Windows平

台开发出来的软件在Linux上无法运行，在Linux上开发的软件在Windows上又无法运行，这就导致了软

件移植困难，POSIX 标准的出现就是为了解决这个问题

POSIX：Portable Operating System Interface 可移植操作系统接口，定义了操作系统应该为应用程序

提供的接口标准，是IEEE为要在各种UNIX操作系统上运行的软件而定义的一系列API标准的总称。

Linux和windows都要实现基本的posix标准，程序就在源代码级别可移植了

开发语言

系统级开发

汇编语言

C

C++

应用级开发

java

Python

go

php

perl

delphi

basic

ruby

bash

C语言程序的实现过程

C 程序源代码 --> 预处理 --> 编译 --> 汇编 --> 链接

C语言的程序编译主要经过四个过程：

预处理（Pre-Processing）

编译 （Compiling）

汇编 （Assembling）

链接 （Linking）

gcc 编译过程

#分步骤编译运行

gcc -E hello.c -o hello.i 对hello.c文件进行预处理，生成了hello.i 文件

gcc -S hello.i -o hello.s 对预处理文件进行编译，生成了汇编文件

gcc -c hello.s -o hello.o 对汇编文件进行编译，生成了目标文件

gcc hello.o -o hello      对目标文件进行链接，生成可执行文件

#一步实现编译过程

gcc hello.c -o hello      直接编译链接成可执行目标文件

软件模块的静态和动态链接

链接主要作用是把各个模块之间相互引用的部分处理好，使得各个模块之间能够正确地衔接，分为静态

和动态链接

静态链接

把程序对应的依赖库复制一份到包

生成模块文件libxxx.a

嵌入程序包

升级难，需重新编译

占用较多空间，迁移容易

动态链接

只把依赖加做一个动态链接

生成模块文件libxxx.so

连接指向

占用较少空间，升级方便

模块（库）文件

查看二进制程序所依赖的库文件

ldd /PATH/TO/BINARY_FILE

管理及查看本机装载的库文件

#加载配置文件中指定的库文件

ldconfig

#显示本机已经缓存的所有可用库文件名及文件路径映射关系

/sbin/ldconfig –p

配置文件：

/etc/ld.so.conf,

/etc/ld.so.conf.d/*.conf

缓存文件：

/etc/ld.so.cache

软件包和包管理器

软件包介绍

开源软件最初只提供了.tar.gz的打包的源码文件，用户必须自已编译每个想在GNU/Linux上运行的软

件。用户急需系统能提供一种更加便利的方法来管理这些软件，当Debian诞生时，这样一个管理工具

dpkg也就应运而生，可用来管理deb后缀的"包"文件。从而著名的“package”概念第一次出现在

GNU/Linux系统中，稍后Red Hat才开发自己的rpm包管理系统

软件包中的文件分类

二进制文件

库文件

配置文件

帮助文件

利用 cpio工具查看包文件列表

rpm2cpio 包文件|cpio –itv         预览包内文件

rpm2cpio 包文件|cpio –id “*.conf” 释放包内文件

程序包管理器

软件包管理器功能

将编译好的应用程序的各组成文件打包一个或几个程序包文件，利用包管理器可以方便快捷地实现程序

包的安装、卸载、查询、升级和校验等管理操作

主流的程序包管理器

redhat：rpm文件, rpm 包管理器，rpm：Redhat Package Manager，RPM Package Manager 

debian：deb文件, dpkg 包管理器

包命名

源代码打包文件命名：

name-VERSION.tar.gz|bz2|xz

VERSION: major.minor.release

rpm包命名方式：

name-VERSION-release.arch.rpm

VERSION: major.minor.release

release：release.OS

常见的arch：

x86: i386, i486, i586, i686

x86_64: x64, x86_64, amd64

powerpc: ppc

跟平台无关：noarch

分类和拆包

软件包为了管理和使用的便利，会将一个大的软件分类，放在不同的子包中。

包的分类

Application-VERSION-ARCH.rpm: 主包

Application-devel-VERSION-ARCH.rpm 开发子包

Application-utils-VERSION-ARHC.rpm 其它子包

Application-libs-VERSION-ARHC.rpm 其它子包

包的依赖

软件包之间可能存在依赖关系，甚至循环依赖，即：A包依赖B包，B包依赖C包，C包依赖A包

安装软件包时，会因为缺少依赖的包，而导致安装包失败。

解决依赖包管理工具：

yum：   rpm包管理器的前端工具

dnf：   Fedora 18+ rpm包管理器前端管理工具，CentOS 8 版代替 yum

apt：   deb包管理器前端工具

zypper：suse上的rpm前端管理工具

程序包管理器相关文件

包文件组成 (每个包独有)

包内的文件

元数据，如：包的名称，版本，依赖性，描述等

可能会有包安装或卸载时运行的脚本

数据库(公共)：/var/lib/rpm

程序包名称及版本

依赖关系

功能说明

包安装后生成的各文件路径及校验码信息

获取程序包的途径

软件包需要事先将源码进行编译后打包形成，获取包的途径如下：

系统发版的光盘或官方网站

CentOS镜像：

https://www.centos.org/download/

http://mirrors.aliyun.com

http://mirrors.sohu.com

http://mirrors.163.com

Ubuntu 镜像：

http://cdimage.ubuntu.com/releases/

http://releases.ubuntu.com

第三方组织提供

Fedora-EPEL：Extra Packages for Enterprise Linux

https://fedoraproject.org/wiki/EPEL

https://mirrors.aliyun.com/epel/?spm=a2c6h.13651104.0.0.3bc47dfaZpesAr

Rpmforge：官网：http://repoforge.org/, RHEL推荐，包很全，即将关闭

Community Enterprise Linux Repository：http://www.elrepo.org，支持最新的内核和硬件相关包

软件项目官方站点

http://yum.mariadb.org/10.4/centos8-amd64/rpms/

http://repo.mysql.com/yum/mysql-8.0-community/el/8/x86_64/

搜索引擎

http://pkgs.org

http://rpmfind.net

http://rpm.pbone.net

https://sourceforge.net/

自己制作

将源码文件，利用工具，如：rpmbuild，fpm等工具制作成rpm包文件

包管理器rpm

CentOS系统上使用rpm命令管理程序包

功能

安装、卸载、升级、查询、校验、数据库维护

安装

格式

rpm {-i|--install} [install-options] PACKAGE_FILE…

选项：

-v: verbose

-vv: 

-h: 以#显示程序包管理执行进度

常用组合：

rpm -ivh PACKAGE_FILE ...

rpm包安装[install-options]

--test:    测试安装，但不真正执行安装，即dry run模式

--nodeps： 忽略依赖关系

--replacepkgs | replacefiles

--nosignature: 不检查来源合法性

--nodigest：   不检查包完整性

--noscripts：  不执行程序包脚本

%pre:     安装前脚本 --nopre

%post:    安装后脚本 --nopost

%preun:   卸载前脚本 --nopreun

%postun:  卸载后脚本 --nopostun

升级和降级

rpm {-U|--upgrade} [install-options] PACKAGE_FILE...

rpm {-F|--freshen} [install-options] PACKAGE_FILE...

upgrade：安装有旧版程序包，则“升级”，如果不存在旧版程序包，则“安装”

freshen：安装有旧版程序包，则“升级”， 如果不存在旧版程序包，则不执行升级操作

--oldpackage：降级

--force:      强制安装

常用组合

rpm -Uvh PACKAGE_FILE ...

rpm -Fvh PACKAGE_FILE ...

升级注意项：

(1) 不要对内核做升级操作；Linux支持多内核版本并存，因此直接安装新版本内核

(2) 如果原程序包的配置文件安装后曾被修改，升级时，新版本提供的同一个配置文件不会直接覆盖老

版本的配置文件，而把新版本文件重命名(FILENAME.rpmnew)后保留

包查询

rpm {-q|--query} [select-options] [query-options]

[select-options]

-a：所有包

-f：查看指定的文件由哪个程序包安装生成

-p rpmfile：针对尚未安装的程序包文件做查询操作

--whatprovides CAPABILITY：查询指定的CAPABILITY由哪个包所提供

--whatrequires CAPABILITY：查询指定的CAPABILITY被哪个包所依赖

[query-options]

--changelog：查询rpm包的changelog

-c：查询程序的配置文件

-d：查询程序的文档

-i：information

-l：查看指定的程序包安装后生成的所有文件

--scripts：程序包自带的脚本

--provides：列出指定程序包所提供的CAPABILITY

-R：查询指定的程序包所依赖的CAPABILITY

常用查询用法：

-qa 

-q  PACKAGE

-qi PACKAGE

-qc PACKAGE

-ql PACKAGE

-qd PACKAGE

-q --scripts PACKAGE

-qf  FILE

-qpi PACKAGE_FILE

-qpl PACKAGE_FILE, ...

包卸载

格式：

rpm {-e|--erase} [--allmatches] [--nodeps] [--noscripts] [--notriggers] [--test] 

PACKAGE_NAME ...

注意：当包卸载时，对应的配置文件不会删除， 以FILENAME.rpmsave形式保留

包校验

在安装包时，系统也会检查包的来源是否是合法的

检查包的完整性和签名

rpm -K|checksig rpmfile  

在检查包的来源和完整性前，必须导入所需要公钥

/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-centosofficial

rpm -qa “gpg-pubkey*”

软件在安装时，会将包里的每个文件的元数据，如：大小，权限，所有者，时间等记录下来，可以用来

检查包中的文件是否和当初安装时有所变化

rpm {-V|--verify} [select-options] [verify-options]

S file Size differs

M Mode differs (includes permissions and file type)

5 digest (formerly MD5 sum) differs

D Device major/minor number mismatch

L readLink(2) path mismatch

U User ownership differs

G Group ownership differs

T mTime differs

P capabilities differ

数据库

rpm包安装时生成的信息，都放在rpm数据库中

/var/lib/rpm

可以重建数据库

rpm {--initdb|--rebuilddb}

initdb: 初始化，如果事先不存在数据库，则新建之，否则，不执行任何操作

rebuilddb：重建已安装的包头的数据库索引目录

yum和dnf

CentOS使用 yum, dnf 解决rpm的包依赖关系

YUM: Yellowdog Update Modifier，rpm的前端程序，可解决软件包相关依赖性，可在多个库之间定位

软件包，up2date的替代工具，CentOS 8 用dnf 代替了yum ,不过保留了和yum的兼容性，配置也是通

用的

yum/dnf 工作原理

yum/dnf 是基于C/S 模式

yum 服务器存放rpm包和相关包的元数据库

yum 客户端访问yum服务器进行安装或查询等

yum 实现过程

先在yum服务器上创建 yum repository（仓库），在仓库中事先存储了众多rpm包，以及包的相关的

元数据文件（放置于特定目录repodata下），当yum客户端利用yum/dnf工具进行安装时包时，会自动

下载repodata中的元数据，查询远数据是否存在相关的包及依赖关系，自动从仓库中找到相关包下载并

安装。

yum服务器的仓库可以多种形式存在：

file:// 本地路径

http://

https://

ftp://

注意：yum仓库指向的路径一定必须是repodata目录所在目录

yum客户端配置

yum客户端配置文件

/etc/yum.conf #为所有仓库提供公共配置

/etc/yum.repos.d/*.repo： #为每个仓库的提供配置文件

相关变量

yum的repo配置文件中可用的变量：

$releasever: 当前OS的发行版的主版本号，如：8，7，6

$arch: CPU架构，如：aarch64, i586, i686，x86_64等

$basearch：  系统基础平台；i386, x86_64

$contentdir：表示目录，比如：centos-8，centos-7

$YUM0-$YUM9: 自定义变量

repo仓库配置文件指向的定义：

[repositoryID]

name=Some name for this repository

baseurl=url://path/to/repository/

enabled={1|0}

gpgcheck={1|0}

gpgkey=URL

enablegroups={1|0}

failovermethod={roundrobin|priority}

     roundrobin：意为随机挑选，默认值

     priority:按顺序访问

cost= 默认为1000

其中baseurl指向的路径

阿里云仓库路径：http://mirrors.aliyun.com/repo/

CentOS系统的yum源

阿里云

https://mirrors.aliyun.com/centos/$releasever/os/x86_64/ 

华为云 

https://mirrors.huaweicloud.com/            

清华大学

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/centos/$releasever/os/x86_64/

EPEL的yum源

阿里云

https://mirrors.aliyun.com/epel/$releasever/x86_64

阿里巴巴开源软件

https://opsx.alibaba.com/

yum-config-manager命令

可以生成yum仓库的配置文件及启用或禁用仓库，来自于yum-utils包

#增加仓库

yum-config-manager --add-repo URL或file 

#禁用仓库

yum-config-manager --disable  “仓库名" 

#启用仓库

yum-config-manager --enable  “仓库名”

yum命令

yum [options] [command] [package ...]

yum的命令行选项：

-y   #自动回答为“yes”

-q   #静默模式

--nogpgcheck   #禁止进行gpg check

--enablerepo=repoidglob    #临时启用此处指定的repo，支持通配符，如：”*“

--disablerepo=repoidglob   #临时禁用此处指定的repo,和上面语句同时使用，放在后面的生效

显示仓库列表

yum repolist [all|enabled|disabled]

显示程序包

yum list

yum list [all | glob_exp1] [glob_exp2] [...]

yum list {available|installed|updates} [glob_exp1] [...]

安装程序包

yum install package1 [package2] [...]

yum reinstall package1 [package2] [...] #重新安装

卸载程序包

yum remove | erase package1 [package2] [...]

升级和降级

yum update [package1] [package2] [...]

yum downgrade package1 [package2] [...] (降级)

检查可用升级：

yum check-update

查看程序包information：

yum info [...]

查看指定的特性(可以是某文件)是由哪个程序包所提供：

yum provides | whatprovides feature1 [feature2] [...]

以指定的关键字搜索程序包名及summary信息

yum search string1 [string2] [...]

查看指定包所依赖的capabilities：

yum deplist package1 [package2] [...]

仓库缓存

清除目录/var/cache/yum/缓存

yum clean [ packages | metadata | expire-cache | rpmdb | plugins | all ]

构建缓存：

yum makecache

查看yum事务历史

yum 执行安装卸载命令会记录到相关日志中

日志 文件：

#CentOS 7以前版本日志

/var/log/yum.log

#CentOS 8 版本日志

/var/log/dnf.rpm.log

/var/log/dnf.log

日志命令

yum history [info|list|packages-list|packages-info|summary|addon-

info|redo|undo|rollback|new|sync|stats]

安装及升级本地程序包

yum localinstall|install rpmfile1 [rpmfile2] [...]

yum localupdate|update rpmfile1 [rpmfile2] [...]

包组管理的相关命令

yum groupinstall group1 [group2] [...]

yum groupupdate group1 [group2] [...]

yum grouplist [hidden] [groupwildcard] [...]

yum groupremove group1 [group2] [...]

yum groupinfo group1 [...]

实现 私用 yum仓库

下载所有yum仓库的相关包和meta 数据

#CentOS 8 dnf 工具集成

dnf reposync  --repoid=REPOID --download-metadata -p /path 

dnf reposync --help #查看帮助

#CentOS 7 以前版本，reposync工具来自于yum-utils包

reposync --repoid=REPOID --download-metadata -p /path  

创建私有yum仓库：

createrepo [options] <directory>

DNF 介绍

DNF，即DaNdiFied，是新一代的RPM软件包管理器。DNF 发行日期是2015年5月11日，DNF 包管理

器采用Python 编写，发行许可为GPL v2，首先出现在Fedora 18 发行版中。在 RHEL 8.0 版本正式取代

了 YUM，DNF包管理器克服了YUM包管理器的一些瓶颈，提升了包括用户体验，内存占用，依赖分

析，运行速度等

配置文件：/etc/dnf/dnf.conf  

仓库文件：/etc/yum.repos.d/ *.repo

日志：/var/log/dnf.rpm.log

     /var/log/dnf.log

DNF 使用帮助：man dnf

dnf 用法与yum一致

yum Troubleshooting

故障排错：yum 和 dnf 失败最主要原因：

         yum的配置文件格式或路径错误

           解决方法：检查/etc/yum.repos.d/*.repo文件格式

         yum cache

           解决方法：yum clean all

         网络不通：

           解决方法：网卡配置      

程序包编译

源码编译介绍

程序包编译安装：

源代码-->预处理-->编译-->汇编-->链接-->执行

多文件：文件中的代码之间，很可能存在跨文件依赖关系

虽然有很多开源软件将软件打成包，供人们使用，但并不是所有源代码都打成包，如果想使用开源软件，可能需要自已下载源码，进行编译安装。另外即使提供了包，但是生产中需要用于软件的某些特性，仍然需要自行编译安装。但是利用源代码编译安装是比较繁琐的，庆幸的是有相关的项目管理工具可以大大减少编译过程的复杂度

开源程序源代码的获取

项目官方自建站点：

apache.org (ASF：Apache Software Foundation)

mariadb.org

代码托管：

Github.com

gitee.com

SourceForge.net

code.google.com

编译源码的项目工具

C、C++的源码编译：使用 make 项目管理器

configure脚本 --> Makefile.in --> Makefile

相关开发工具：

autoconf: 生成configure脚本

automake：生成Makefile.in

java的源码编译: 使用 maven

C语言源代码编译安装过程

利用编译工具，通常只需要三个大的步骤

./configure

(1) 通过选项传递参数，指定安装路径、启用特性等；执行时会参考用户的指定以及Makefile.in文件生成Makefile

(2) 检查依赖到的外部环境，如依赖的软件包

make 根据Makefile文件，会检测依赖的环境，进行构建应用程序，

make install 复制文件到相应路径

注意：安装前可以通过查看README，INSTALL获取帮助

编译安装准备

准备：安装相关的依赖包

开发工具：make, gcc (c/c++编译器GNU C Complier)

开发环境：开发库（glibc：标准库），头文件，可安装开发包组 Development Tools

软件相关依赖包

生产实践：基于最小化安装的系统建议安装下面相关包

yum install  gcc make autoconf gcc-c++ glibc glibc-devel pcre pcre-devel openssl 

openssl-devel systemd-devel zlib-devel  vim lrzsz tree tmux lsof tcpdump wget 

net-tools iotop bc bzip2 zip unzip nfs-utils man-pages

编译安装

1.第一步：运行 configure 脚本，生成Makefile 文件

其选项主要功能：可以指定安装位置，指定启用的特性

获取其支持使用的选项：./configure --help

选项分类：

安装路径设定：

--prefix=/PATH：    指定默认安装位置,默认为/usr/local/

--sysconfdir=/PATH：配置文件安装位置

System types： 支持交叉编译

软件特性和相关指定：

Optional Features:    可选特性

 --disable-FEATURE

 --enable-FEATURE[=ARG]

Optional Packages:    可选包

 --with-PACKAGE[=ARG] 依赖包

 --without-PACKAGE    禁用依赖关系

注意：通常被编译操作依赖的程序包，需要安装此程序包的“开发”组件，其包名一般类似于name-devel-VERSION

2.第二步：make

3.第三步：make install

安装后的配置

1.二进制程序目录导入至PATH环境变量中

编辑文件/etc/profile.d/NAME.sh

export PATH=/PATH/TO/BIN:$PATH

2.相关用户及文件

有些开源软件编译完成后，还需要创建相关的用户及文件

3.导入帮助手册

编辑/etc/man.config|man_db.conf文件,添加一个MANPATH

Ubuntu 软件管理

Debian软件包通常为预编译的二进制格式的扩展名“.deb”，类似rpm文件，因此安装快速，无需编译软件。包文件包括特定功能或软件所必需的文件、元数据和指令

dpkg：package manager for Debian，类似于rpm， dpkg是基于Debian的系统的包管理器。可以安装，删除和构建软件包，但无法自动下载和安装软件包或其依赖项

apt：Advanced Packaging Tool，功能强大的软件管理工具，甚至可升级整个Ubuntu的系统，基于客户/服务器架构，类似于yum

APT工作原理

在服务器上先复制所有DEB包，然后用APT的分析工具genbasedir根据每个DEB 包的包头（Header）信息对所有的DEB包进行分析，并将该分析结果记录在文件夹base内的一个DEB 索引清单文件中，一旦APT 服务器内的DEB有所变动，要使用genbasedir产生新的DEB索引清单。客户端在进行安装或升级时先要查询DEB索引清单，从而获知所有具有依赖关系的软件包，并一同下载到客户端以便安装。当客户端需要安装、升级或删除某个软件包时，客户端计算机取得DEB索引清单压缩文件后，会将其解压置放于 /var/cache/apt/，而客户端使用apt-get install或apt-get upgrade命令的时候，就会将这个文件夹内的数据和客户端计算机内的DEB数据库比对，知道哪些DEB已安装、未安装或是可以升级的

dpkg 包管理器

帮助参看：man dpkg

dpkg 常见用法

#安装包

dpkg -i package.deb 

#删除包，不建议，不自动卸载依赖于它的包

dpkg -r package 

#删除包（包括配置文件）

dpkg -P package 

#列出当前已安装的包，类似rpm -qa

dpkg -l

#显示该包的简要说明，类似rpm –qi

dpkg -l package 

#列出该包的状态，包括详细信息，类似rpm –qi

dpkg -s package 

#列出该包中所包含的文件，类似rpm –ql 

dpkg -L package 

#搜索包含pattern的包，类似rpm –qf

dpkg -S <pattern> 

#配置包，-a 使用，配置所有没有配置的软件包

dpkg --configure package 

#列出 deb 包的内容，类似rpm –qpl 

dpkg -c package.deb 

#解开 deb 包的内容

dpkg --unpack package.deb

注意：一般建议不要使用dpkg卸载软件包。因为删除包时，其它依赖它的包不会卸载，并且可能无法再正常运行

apt

查看帮助：apt help

apt install  安装软件包

apt remove   移除软件包

apt purge    移除软件包及配置文件

apt update   刷新存储库索引

apt upgrade  升级所有可升级的软件包

apt autoremove    自动删除不需要的包

apt full-upgrade  在升级软件包时自动处理依赖关系

apt search   搜索应用程序

apt show     显示安装细节

apt 特有的命令

apt list    列出包含条件的包（已安装，可升级等）

apt edit-sources 编辑源列表

APT包索引配置文件

/etc/apt/sources.list

/etc/apt/sources.list.d

(可以修改上面文件为国内的安装源，提高速度)

apt命令操作（如安装和删除软件包）日志文件

/var/log/dpkg.log

ubuntu建议安装的常用包

apt purge ufw lxd lxd-client lxcfs liblxc-common

apt install iproute2 ntpdate tcpdump telnet traceroute nfs-kernel-server nfscommon lrzsz tree openssl libssl-dev libpcre3 libpcre3-dev zlib1g-dev gcc 

openssh-server iotop unzip zip