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
