Пакеты

Пригодная для работы пользователя система состоит из множества (сотен и тысяч) программ и утилит. В Linux каждый компонент системы представлен в виде пакета. Все операции, связанные с изменением состава системы: установка, удаление, проверка, обновление компонентов, -- производятся над пакетами. В целом, пакет -- это средство сделать так, чтобы пользователь-администратор, изменяя или обновляя программное наполнение системы, работал не с файлами (имена которых ему подчас неизвестны), а с определёнными функциональностями самой системы: например, добавлял в неё не "500 файлов", а "WWW-сервер apache".

Архив файлов

На первый взгляд, программа состоит из одного -- исполняемого -- файла: запускаем файл, получаем работающую программу. Однако во время работы даже самая простая программа использует другие файлы, содержащие различные ресурсы: библиотеки, конфигурационные файлы, файлы-дырки и даже запускает другие программы. Чтобы программа действительно заработала, необходимо помимо главного исполняемого файла обеспечить наличие в системе всех нужных файлов с ресурсами.

Понятно, что при установке или удалении программы нужно позаботиться и обо всех используемых ею файлах (которых может быть даже очень много). Это -- первая задача пакетирования: все файлы, используемые программой, объединяются в один файл -- архив. Это позволяет не копировать при установке программы все файлы по-отдельности, а потом не удалять их таким же способом, а работать со всеми данными программы как с одним целым -- устанавливать и удалять один пакет.

Нет жёсткого требования, чтобы один пакет содержал только одну программу. В пакет естественно объединять такие ресурсы, с которыми удобно работать как с одним целым. Это может быть отдельная программа или набор утилит (например, coreutils, основные утилиты, унаследованные Linux от UNIX) или модуль с дополнительными возможностями программы, или общие для нескольких программ ресурсы. В процессе развития и/или устаревания программного обеспечения выделение некоторых задач в отдельный пакет может приобретать или терять смысл, поэтому способ объединения ресурсов в пакеты -- это не что-то раз и навсегда выбранное: пакеты могут разделяться и сливаться.

Самый простой и традиционный для Linux способ объединить несколько файлов в один -- использовать утилиту tar(1). Мефодий, написав несколько программ и сценариев, решил собрать их в одном файловом архиве, чтобы их удобнее было переносить на все системы, в которых ему случается работать. Для этого Мефодий создал архив со всем содержимым своего подкаталога bin/.

methody@localhost:~ $ tar -cf methody.progs.tar bin/
methody@localhost:~ $ tar -tf methody.progs.tar 
 bin/
 bin/loop
 bin/script
 bin/to.sort
 bin/two

Первый параметр tar состоит из двух частей: операция, которую следует произвести над архивом, в данном случае "c" (create, создать), и ключ "f", который указывает, что архив следует создать в файле, имя файла архива -- следующий параметр. Имя архива может быть любым, но Гуревич посоветовал снабдить его расширением ".tar", чтобы потом не путаться. После имени архива следуют имена файлов и каталогов, которые следует запаковать.

С каждым указанным каталогом tar работает рекурсивно, т. е. запаковывает все содержащиеся в нём файлы и подкаталоги.

Чтобы проверить, какие файлы попали в архив, Мефодий просмотрел содержимое получившегося архива командой "tar -tf имя_архива" ("t" -- просмотреть, "f" использовать файл, указанный следующим параметром). Тут Мефодий обратил тут внимание на два обстоятельства. Во-первых, в архиве имена файлов сохранились вместе с путём. Во-вторых, все пути, сохранённые в архиве -- относительные.

При распаковке архива tar файлы извлекаются вместе с путём, недостающие подкаталоги создаются по мере необходимости. Все пути tar считает относительными от своего рабочего каталога. Если теперь Мефодий распакует свой архив (командой "tar xf имя_архива"), то в рабочем каталоге будет создан подкаталог "bin/" и в него будут записаны все файлы из архива.

methody@localhost:~ $ tar -xvf methody.progs.tar 
 bin/
 bin/loop
 bin/script
 bin/to.sort
 bin/two

Ключ "v" велит tar быть "разговорчивым" (verbose), т. е. выводить больше диагностических сообщений, благодаря этому tar при распаковке выводит имена (с путём) всех записываемых файлов. Если в рабочем каталоге уже есть файл, который tar собирается создать при распаковке, то этот файл будет попросту заменён файлом из архива. Так, когда Мефодий распаковал свой архив, подкаталог "bin/" со всем его содержимым заменился на подкаталог из архива. В данной ситуации это не страшно, поскольку в архиве файлы такие же, но вот если бы Мефодий перед распаковкой изменил какие-то из своих файлов в "bin/", он лишился бы всех изменений.

Формат пакета

Помимо хранения архива файлов у пакета есть и другие задачи (они обсуждаются в двух следующих разделах), поэтому для пакета в Linux не очень подходит обычный файловый архив, наподобие .tar, а нужен специальный формат. Таких форматов в Linux бывает несколько (краткое перечисление и характеристика -- в разделе Установщики пакетов), в системе Мефодия используется один из наиболее распространённых -- rpm, поэтому все примеры в данной лекции будут с его участием. Для работы с пакетами в специальном формате нужна специальная программа-установщик, которая так же и называется -- rpm: она занимается установкой, удалением, обновлением и проверкой пакетов.

Пакет в формате rpm -- это единый файл со всеми необходимыми данными. Существуют определённые (хотя и не очень жёсткие и последовательные) соглашения относительно названий файлов-пакетов. Например, rpm-файл, содержащий комплект стандартных утилит coreutils, в системе Мефодия называется coreutils-5.2.1-some5.rpm: сначала -- имя пакета, затем через дефис -- служебная информация о номерах версий программного обеспечения и самого пакета.

Регистрация в системе

Итак, пакет с компонентом системы -- это в первую очередь файловый архив, в котором хранятся все необходимые файлы вместе с путями к ним (т. е. каталогами). Когда компонентов много, нужно обеспечить, чтобы в разных пакетах не оказалось файлов с одинаковым именем и путём, чтобы файл, принадлежащий одному пакету, не мог быть заменён файлом другого пакета при установке. Отслеживать такого рода конфликты пакетов -- вторая задача пакетирования.

Чтобы предупреждать конфликты, в системе должна храниться информация обо всех уже установленных пакетах и принадлежащих им файлах. Когда точно известно, какие файлы принадлежат пакету, можно полностью удалить пакет, не оставив и не удалив при этом ничего лишнего. Такой подход препятствует образованию в системе "мусора" -- бесполезных файлов, оставшихся от удалённых программ -- и делает операцию установки/удаления пакета полностью обратимой.

Rpm хранит информацию обо всех установленных в системе пакетах и принадлежащих им файлах и может выдать эту информацию по запросу пользователя. Почитав руководство по rpm, Мефодий выяснил, что список всех установленных в системе пакетов (скорее всего, очень длинный, в несколько тысяч строк) можно получить командой "rpm -qa", список всех файлов, принадлежащих пакету, командой "rpm -ql имя_пакета". Он решил проверить, есть ли в его системе уже известный ему по предыдущим лекциям пакет coreutils и узнать, какие утилиты ему принадлежат:

methody@localhost:~ $ rpm -qa | grep coreutils 
 coreutils-5.2.1-some5
methody@localhost:~ $ rpm -ql coreutils | grep bin
 /bin/basename
 /bin/cat
 /bin/chgrp
 /bin/chmod
  . . . 

Мефодий получил довольно длинный список имён файлов, среди которых встретил многие из уже знакомых ему утилит и кое-какие незнакомые. Причём запрашивая список файлов, Мефодий использовал только имя пакета, без версии -- rpm позволяет обращаться так любому из установленных пакетов(2).

Можно выполнить и обратную процедуру -- выяснить про любой файл, какому пакету он принадлежит:

methody@localhost:~ $ rpm -qf /etc/passwd
 setup-2.2.5-some1

Файлы, принадлежащие пакету, могут быть не только удалены, но и изменены. Это может быть сделано сознательно (например, отредактирован конфигурационный файл), в таком случае при обновлении или удалении пакета изменённый файл нужно сохранить, потому что в нём содержится результат работы, проделанной администратором. Для этого система должна уметь определять, что принадлежащий пакету файл изменился. Для этого в пакете должна храниться информация обо всех файлах архива: размер, атрибуты, контрольная сумма -- в этом случае процедура проверки сможет проверить соответствие атрибутов файла в пакете атрибутам установленного в системе файла. Мефодий может проверить, что изменилось в пакете командой "rpm -V имя_пакета".

methody@localhost:~ $ rpm -V setup      
 S.5....T c /etc/X11/fs/config
 S.5....T c /etc/exports
 S.5....T c /etc/fstab
 S.5....T c /etc/printcap
 ..?..... c /etc/securetty

Мефодий получил список изменившихся с момента установки пакета файлов. Видимо, всё это -- конфигурационные файлы, отредактированные администратором системы. Мефодий догадался, что комбинация цифр, букв и точек -- это список атрибутов, по которым rpm сравнивал установленные файлы с данными пакета, однако чтобы разобраться, что именно означает каждая буква, ему придётся внимательнее читать руководство.

Система Linux раскладывается на компоненты без остатка: каждый файл в Linux принадлежит какому-нибудь (и только одному!) пакету(3). Это позволяет свести любые изменения в составе системы к операциям над пакетами -- от начальной установки до сложных комплексных обновлений. В этом случае для всех изменений будет использоваться одна и та же программа-установщик, например, rpm.

Изменение настроек системы

Для полноценной регистрации пакета в системе обычно недостаточно, чтобы система хранила список файлов, принадлежащих пакету. При установке, удалении или обновлении пакета часто требуется выполнить ряд операций, чтобы обновить сведения о пакете, адаптировать настройки -- как самого пакета к уже имеющимися в системе, так и наоборот. К тому же, некоторые изменения в системе, например, добавление и удаление псевдопользователя, не сводятся к добавлению и удалению файлов, и вдобавок зависят от текущего состояния системы. Получается, что регистрация в системе -- дело не только системы, но и самого пакета. Поэтому в каждом пакете должны храниться сведения о том, какие действия следует выполнить в момент различных операций с ним -- в этом состоит третья задача пакетирования.

Списки необходимых действий представлены в пакете в виде сценариев. Эти сценарии привязаны к процедурам установки и удаления пакета, причём могут быть вызваны по необходимости как до, так и после соответствующей процедуры. В результате процедуры установки и удаления пакета выглядят так:

• выполнение предшествующих установке/удалению сценариев;
• копирование файлов из архива в систему или удаление файлов из системы
• выполнение следующих за установкой/удалением сценариев.

methody@localhost:~ $ rpm -q --scripts coreutils
 preinstall scriptlet (through /bin/sh):
 # Remove info pages from fileutils, textutils and sh-utils.
 for f in /usr/share/info/{fileutils,textutils,sh-utils}.info*; do
         [ -f "$f" ] || continue
         RPM_INSTALL_ARG1=0 /usr/sbin/uninstall_info "$f" ||:
 done
 postinstall scriptlet (through /bin/sh):
 /usr/sbin/install_info coreutils.info
 preuninstall scriptlet (through /bin/sh):
 /usr/sbin/uninstall_info coreutils.info

Мефодий выяснил, что сценарии в пакете coreutils запускаются перед началом установки (preinstall), после установки (postinstall) и перед удалением (preuninstall), они выполняются стандартным командным интерпретатором (/bin/sh). Все эти сценарии нужны для того, чтобы зарегистрировать в системе info установленную пакетом документацию или удалить эту документацию из системы (командами /usr/sbin/install_info и /usr/sbin/uninstall_info соответственно). Поскольку info строит общее оглавление всей имеющейся в системе документации, простого копирования файлов было бы недостаточно.

В результате подобных операций по интеграции пакета в систему могут быть изменены или удалены файлы, не принадлежащие данному пакету, созданы новые файлы. Если программа, содержащаяся в пакете, пользуется услугами какой-нибудь уже установленной службы (например, syslogd), может понадобиться регистрация этой программы в конфигурационных файлах службы. Конечно, изменение "чужих" файлов в процессе установки пакета нежелательно: впоследствии, удаляя пакет, потребуется вернуть файл в исходное состояние, что не всегда возможно (например, после вдумчивого редактирования администратором). Избежать редактирования конфигурационных файлов позволяет схема ". d", описанная в лекции Этапы загрузки системы.

Цена удобства

Удобство, которое получает пользователь при работе с пакетами достигается не само собой, а человеческим трудом: пакеты должен создавать человек, его работа называется "сопровождающий" ("package maintainer" или "packager"). В обязанности сопровождающего пакет входит подготовка файлового архива, необходимых для установки и удаления сценариев и прочей информации о пакете и его содержимом, и объединение их в одном файле-пакете(4). Узнать, кто и когда создал пакет, получить краткую справку о программном обеспечении, которое в нём содержится, можно командой "rpm -qi имя_пакета".

methody@localhost:~ $ rpm -qi setup
 Name        : setup                     Relocations: (not relocateable)
 Version     : 2.2.5                          Vendor: Some Linux Team
 Release     : some1                      Build Date: Чтв 29 Янв 2004 18:08:05
 Install date: Пнд 23 Авг 2004 15:08:45   Build Host: shogun.somelinux.org
 Group       : Система/Настройка/Прочее   Source RPM: setup-2.2.5-some1.src.rpm
 Size        : 39969                         License: GPL
 Packager    : Leon B. Gourievitch <shogun@somelinux.org>
 Summary     : Initial set of configuration files
 Description :
 Initial set of configuration files to be placed into /etc.

Нужно принимать во внимание, что любой пакет, содержащий программное обеспечение для Linux, не является универсальным. Если у вас есть такой пакет, это ещё не означает, что его можно установить в вашей системе. Дело в том, что разные дистрибутивы Linux различаются именно тем, каким образом программное обеспечение организовано в систему (о дистрибутивах речь пойдёт в лекции Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам). Дистрибутивы могут различаться размещением файлов и процедурами, предусмотренными для интеграции в систему программного обеспечения, не говоря уже о том, что в разных дистрибутивах используется разный формат пакетов. Это значит, что пакет, подготовленный с ориентацией на один дистрибутив, может оказаться несовместимым с другим. Чтобы в вашем дистрибутиве появилась некоторая программа, кто-то должен подготовить и сделать доступным соответствующий пакет.

Несмотря на частные различия, дистрибутивы Linux представляют собой варианты одной и той же системы, поэтому в конечном итоге любую программу, работающую в одном дистрибутиве, можно "приспособить" к любому другому. Только для этого нужно располагать исходными текстами соответствующей программы. До сих пор речь шла только о так называемых двоичных пакетах, в которых программы содержатся в виде уже скомпилированных двоичных (исполняемых) файлов, в таком виде программа может зависеть от некоторых свойств системы и работать не везде. Чтобы получить работающую программу в системе, нужно установить именно двоичный пакет. Однако пакет может содержать и исходные тексты программ, такие пакеты называются исходными. Доступность исходных кодов -- обязательное условие распространения большей части программного обеспечения для Linux, см. лекцию Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Если получилось так, что никто не подготовил пакет с нужной вам программой для вашего дистрибутива, у вас есть возможность установить исходный пакет и скомпилировать программу самостоятельно(5). При успешной компиляции из исходного пакета получается соответствующий двоичный, который уже можно установить в системе.

Зависимости

Мефодий нашёл в Интернете пакет с заинтересовавшей его программой в подходящем формате rpm и решил попробовать его установить(6).

[root@localhost RPMS.local]# rpm -i xsltproc-1.0.32-some1.i586.rpm  
 ошибка: неудовлетворённые зависимости:
        libxslt = 1.0.32-some1 нужен для xsltproc-1.0.32-some1
[root@localhost RPMS.local]# 

Однако rpm отказался выполнять установку, ссылаясь на зависимость от другого пакета. Здесь Мефодий впервые столкнулся с тем, что пакеты -- не всегда (точнее, почти никогда) бывают независимы от имеющейся системы. В разделе Архив файлов уже говорилось о том, что для работы программы нужны различные ресурсы, причём несколько программ могут нуждаться в одном и том же ресурсе. В последнем случае общий ресурс может оказаться в отдельном собственном пакете (чтобы не включать его сразу в несколько), и этот пакет должен быть установлен в системе, чтобы заработали нуждающиеся в нём программы. Потребность пакета в ресурсах, находящихся в другом пакете, называют зависимостью этого пакета от другого. В процедуре установки rpm проверяет, все ли зависимости устанавливаемого пакета удовлетворены (т. е. все ли необходимые пакеты уже установлены в системе), и если чего-то не хватает -- прекращает установку. Именно с такой ситуацией и столкнулся Мефодий.

Библиотеки

Мефодию помешала установить пакет самая типичная зависимость -- на библиотеку. Библиотеки возникают оттого, что все программы, сколько бы они не отличались друг от друга, нуждаются в выполнении одних и тех же операций: вводе и выводе, получении доступа к ресурсам системы (памяти, процессорному времени, файлам), вычислениях, работе с сетью, рисовании окошек, кнопок, меню и т. п. Для выполнения таких операций используются небольшие подпрограммы -- функции. Любые функции, необходимые более чем одной программе, есть смысл не включать в текст каждой программы, а собирать в отдельных библиотеках. Тогда программа сможет использовать не собственную подпрограмму, а готовую функцию из библиотеки. Поскольку библиотеки нужны нескольким программам, они обычно оформляются в виде отдельного пакета. Если библиотека не будет установлена, использующая её программа просто не будет работать.

Библиотеки подвержены тем же изменениям с течением времени, что и все прочие программы: исправлению обнаруженных ошибок, модернизации, оптимизации и пр. Поэтому версии библиотек должны быть согласованы с версией программного обеспечения. Например, программа может отказаться работать даже при наличии библиотеки, если эта библиотека слишком старая либо слишком новая по сравнению с самой программой.

Цепочки зависимостей

Однако понятие зависимости включает не только зависимость программы от библиотек. Вообще говоря, зависимость возникает там, где программное обеспечение использует любой не поставляемый непосредственно с ним ресурс(7). Это могут быть и утилиты, которые запускаются при работе самой программы или во включённых в пакет сценариях, программа-интерпретатор для исполнения этих сценариев, и даже определённые файлы, которые должны присутствовать для правильной работы программы (например, утилита passwd предполагает, что существует файл /etc/passwd).

Зависимость может быть и небезусловной. Например, в некоторых случаях нужно обеспечить наличие ресурса не к моменту запуска программы, а прямо к моменту установки пакета, так, для выполнения доустановочного сценария нужна программа-интерпретатор. В некоторых случаях требуется ресурс строго определённой версии, ни больше, ни меньше. Бывают случаи, когда зависимость имеет обобщённую форму, например, почтовому клиенту (программе для чтения и написания электронной почты) может требоваться служба доставки электронной почты. В Linux такую услугу предоставляют несколько разных программ, и любая из них удовлетворит зависимость.

Разобравшись с понятием зависимости, Мефодий набрался твёрдой решимости установить-таки нужный ему пакет, установив всё, что он потребует. Но не тут-то было: взявшись устанавливать библиотеки, Мефодий выяснил, что каждой из них требуются какие-то ещё пакеты, отсутствующие в системе, у каждого из них тоже есть зависимости и т. п. -- один единственный пакет повлёк за собой снежный ком других, вытягивая их по цепочкам зависимостей.

Конфликты и альтернативы

В противоположность зависимости, когда пакет не может быть установлен при отсутствии некоторого другого, конфликт пакетов -- это ситуация, когда пакет не может быть установлен при наличии некоторого другого, т. е. они несовместимы в рамках одной системы. Одна из причин возникновения конфликтов уже упоминалась выше -- в пакетах есть файлы с совпадающими именами. Самый распространённый источник конфликтов -- программы, которые предоставляют разные реализации одной и той же функциональности системы (например, службы доставки электронной почты или печати, программы проверки орфографии, компиляторы и т. п.). Можно было бы, конечно, просто назвать конфликтующие файлы по-разному, но и тогда путаница неизбежна: если, допустим, старый компилятор Си называется gcc2.96, а новый -- gcc3.3, то что запускается по стандартной команде gcc? В каждом пакете должна содержаться информация о том, с какими пакетами он конфликтует. Конфликт пакетов может быть разрешён очень просто: следует удалить один из конфликтных пакетов, после чего свободно устанавливать другой.

Каждый пакет помимо имени обозначен и номером версии, указывающим степень обновлённости содержащегося в пакете программного обеспечения и самого пакета. В системе одновременно может быть установлена только одна версия любого пакета, со всеми остальными версиями она конфликтует. Такой подход вполне понятен, поскольку файлы в пакете имеют строго определённый путь, по которому они должны быть размещены в файловой системе. Поэтому при использовании пакетов не должно (и не может) возникнуть ситуации, когда одна и та же программа установлена в разных местах файловой системы.

Однако не все функции в системе должны эксклюзивно выполняться одной программой. Например, в системе может быть установлено сколько угодно текстовых редакторов, и даже несколько разных реализаций одного редактора, например, Vim (Vi и nvi). Пакеты Vi и nvi не конфликтуют друг с другом, однако оба могут с равным правом быть вызваны по команде vi. Чтобы определить, какой именно из них запускать как vi, во многих дистрибутивах Linux (в частности, в том, который использует Мефодий) используется механизм альтернатив. Альтернативы -- это система символьных ссылок на принадлежащие пакетам файлы. Однотипные файлы из пакетов называются по-разному, а символьная ссылка, к которой обращается пользователь, указывает на один из них. Например, файл /usr/bin/vi может быть символьной ссылкой либо на /usr/bin/vim, либо на /usr/bin/nvi (то же самое относится и к руководствам по этим редакторам). При установке и удалении любого из пакетов с одной из альтернативных программ символьная ссылка автоматически обновляется. На какую из них будет указывать ссылка решается на основании веса каждого пакета. Вес -- это условное число, выбирается та альтернатива из установленных, у которой наибольший вес. Пользователь может вмешаться в выбор альтернатив и вручную. Все необходимые утилиты для работы с альтернативами предоставляет пакет alternatives.

Установщики пакетов

Для выполнения всех операций над пакетами требуется специальная программа -- установщик пакетов. В её задачи входит весь цикл работ с пакетом: от создания пакета (компиляции исходного пакета в двоичный), до его установки, удаления, обновления, а также хранение и вывод по запросу пользователя или системы информации об установленных и неустановленных пакетах, принадлежащих им файлах и т. п.

В системах Linux формат пакетов не унифицирован, распространено несколько различных форматов, и для каждого из них требуется собственный установщик пакетов. Наиболее известны уже описанный rpm, dpkg, используемый в Debian (см. подробнее лекцию Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам), а также пакеты в формате tgz (он же tar.gz -- файловый архив tar, сжатый упаковщиком gzip, GNU Zip), то есть обычные файловые архивы, где вся необходимая в пакете метаинформация упакована в виде файлов наряду с файлами программного обеспечения. Установщики пакетов различаются не только форматом пакетов, с которыми они работают, но и кругом возможностей, внутренним форматом хранения информации и т. д.

В рамках этой лекции мы ограничимся обсуждением только одного из установщиков пакетов -- rpm (Red Hat Package Manager). Он первоначально возник в дистрибутиве RedHat, но в настоящее время используется и во многих других дистрибутивах. Пожалуй, сейчас его можно назвать самым распространённым форматом: авторы программ для Linux обычно выкладывают свои программы в Интернет в виде файловых архивов tgz и пакетов rpm.

Обратной стороной популярности rpm является его нестандартность. Под расширением .rpm довольно редко оказывается канонический формат, разрабатываемый RedHat. В формате rpm смогли усмотреть много недостатков и недоделок, поэтому распространено множество улучшенных и дополненных версий rpm, и, соответственно, пакетов, ориентированных на какую-то из этих версий, но носящих всё то же расширение. На практике это означает, что разные версии rpm не полностью совместимы между собой, поэтому даже если в вашей системе используется rpm, это совершенно не означает, что вы сможете установить любой найденный в Интернете пакет в этом формате.

Случай rpm -- только самая яркая демонстрация более общей проблемы: в общем случае ни в одном дистрибутиве нельзя без потерь, помех или ручного вмешательства установить пакет, не разработанный специально для данного дистрибутива. В следующем разделе (Менеджеры пакетов) изложены некоторые соображения, почему это нежелательно, и почему следует по возможности пользоваться именно "родными" пакетами, а если их нет -- делать их самостоятельно.

Другая проблема установщиков пактов в том, что они годятся только для установки/удаления отдельных пакетов, но не предназначены для доставки пакетов в системы (пользователь сам должен найти и скачать нужный пакет, и указать местоположение файла пакета установщику в командной строке). Кроме того, установщик работает с каждым пакетом по отдельности: он может указать, что не удовлетворены некоторые зависимости, или имеют место конфликты, но не может в ходе процедуры установки ни установить все необходимые пакеты по цепочке зависимостей, ни удалить конфликтующие -- пользователь должен делать это вручную. Установщики пакетов не предоставляют также никаких средств по автоматизации обновления системы.

Менеджеры пакетов

Установщики пакетов делают атомарными (одношаговыми) операции с отдельными пакетами: вместо копирования множества файлов и запуска нескольких сценариев пользователь вводит одну команду "установить/удалить пакет". Однако атомарная с точки зрения пользователя операция -- добавление в систему одного нового компонента может состоять из нескольких (и даже многих) операций над пакетами. Мефодий уже столкнулся с подобным случаем, изучая на собственном опыте понятие "цепочка зависимостей". Здесь установщики пакетов никак не могут облегчить работу пользователя. Чтобы сделать процедуру установки, удаления и обновления компонента системы атомарной, были разработаны менеджеры пакетов. Менеджер пакетов -- это программа, которая вычисляет весь комплекс операций над отдельными пакетами, который нужно произвести для установки/удаления нового компонента (пакета), и сама запускает установщик пакетов сколько нужно раз с нужными параметрами. Кроме того, менеджер пакетов хранит информацию не только о пакетах, уже установленных в системе, но и обо всех, которые доступны для установки с какого-либо носителя или по Сети (подробнее об этом в разделе Доставка).

Наиболее известный и популярный менеджер пакетов называется APT (Advanced Package Tool). Первоначально он был разработан в рамках дистрибутива Debian и работал только с установщиком пакетов dpkg, впоследствии для других дистрибутивов была разработана версия, работающая с rpm. В дистрибутиве Мефодия также используется APT.

Чтобы установить пакет, прежде всего нужно узнать о его существовании. Пакетов для каждого дистрибутива Linux доступны тысячи и даже десятки тысяч, ориентироваться в них непросто. APT предоставляет возможность поиска нужного среди доступных пакетов, для этого используется утилита apt-cache. В каждом пакете обязательно содержится краткая аннотация (в одну строку) и небольшое описание содержащихся в пакете ресурсов (не длиннее нескольких абзацев). По команде "apt-cache search подстрока" APT найдёт и выведет список из имён и аннотаций пакетов, где в имени, аннотации или описании нашлась указанная подстрока.

[root@localhost shogun]# apt-cache search python | wc
    146    1158    8994
[root@localhost shogun]# apt-cache search python | grep "programming"
 python - An interpreted, interactive object-oriented programming language

Для установки и удаления пакетов предназначена утилита apt-get, а команда установки выглядит совсем просто: "apt-get install имя_пакета", причём не нужно указывать никаких сведений о версии и местонахождении пакета: APT сам найдёт и установит самую последнюю из доступных версий.

[root@localhost shogun]# apt-get install python
 Чтение списков пакетов... Завершено
 Построение дерева зависимостей... Завершено
 Следующие дополнительные пакеты будут установлены:
   libpython libgdbm libgmp python-base python-modules python-modules-bsddb
   python-modules-compiler python-modules-curses python-modules-email
   python-modules-encodings python-modules-hotshot python-modules-logging
   python-modules-xml python-strict
 Следующие НОВЫЕ пакеты будут установлены:
   libpython libgdbm libgmp python python-base python-modules
   python-modules-bsddb python-modules-compiler python-modules-curses
   python-modules-email python-modules-encodings python-modules-hotshot
   python-modules-logging python-modules-xml python-strict
 0 будет обновлено, 15 новых установлено, 0 пакетов будет удалено и 0 не будет обновлено.
 Необходимо получить 0B/4466kB архивов.
 После распаковки потребуется дополнительно 16,9MB дискового пространства.
 Продолжить? [Y/n] y
 Получено: 1 cdrom://SomeLinux CD RPM/main libpython 2.3.3-some2 [17,4kB]
 Получено: 2 cdrom://SomeLinux CD RPM/main libgdbm 1.8.3-some3 [25,6kB]
 Получено: 3 cdrom://SomeLinux CD RPM/main libgmp 4.1.2-some3 [153kB]
  . . . 
 Получено: 14 cdrom://SomeLinux CD RPM/main python-base 2.3.3-some12 [782kB]
 Получено: 15 cdrom://SomeLinux CD RPM/main python 2.3.3-some12 [11,5kB]
 Получено 4466kB за 0s (19,5MB/s).
 Совершаем изменения...
 Preparing...                 ######################################### [100%]
  1: libpython                ######################################### [  6%]
  2: libgdbm                  ######################################### [ 13%]
  3: libgmp                   ######################################### [ 20%]
  4: python-base              ######################################### [ 26%]
  . . . 
 13: python-modules-logging   ######################################### [ 86%]
 Завершено.

Процедуру установки APT выполняет в несколько этапов: сначала он ищет запрошенный пакет в списках доступных, найдя, рассчитывает, какие пакеты следует установить, чтобы удовлетворить его зависимости, после чего получает файлы всех нужных пакетов (в данном случае APT нашёл нужные пакеты на диске CD-ROM), и запускает установщик пакетов последовательно для установки всего необходимого. Аналогично, чтобы удалить пакет, достаточно выполнить команду "apt-get remove имя_пакета".

Кроме APT, есть ещё несколько менеджеров пакетов. Большинство из них специфичны для определённого дистрибутива, как, например, emerge для Gentoo или yast для SUSE. Их задачи и возможности примерно совпадают с APT.

Контроль целостности

Поскольку менеджер пакетов умеет строить цепочки зависимостей пакетов друг от друга, с его помощью всегда можно определить, все ли зависимости удовлетворены у пакетов, установленных в системе. Система, в которой нет пакетов с неудовлетворёнными зависимостями, называется целостной. Если целостность нарушена, это означает, что часть установленного в системе программного обеспечения попросту неработоспособна или работает некорректно.

Целостность системы может нарушиться в момент каких-то изменений в её составе: при установке, удалении или обновлении части пакетов или всей системы. Если для всех этих операций использовать менеджер пакетов, то целостность системы не должна нарушиться. Хотя иногда даже менеджеру пакетов бывает сложно найти правильное решение, чтобы удовлетворить все зависимости и устранить конфликты.

При наличии менеджера пакетов механизм зависимостей можно обернуть и на пользу человеку. Так, можно создать пакет, в котором есть только зависимости и нет никаких ресурсов -- такой пакет называется виртуальным. Это бывает полезно в том случае, когда нужно упростить пользователю установку полной среды для выполнения какой-либо задачи. Необходимые для этого пакеты могут напрямую не зависеть друг от друга, но чтобы установить их все за один шаг, пользователю будет достаточно установить один -- виртуальный -- пакет. Таким виртуальным пакетом оказался сам пакет python в примере, и ещё один -- python-strict:

[root@localhost shogun]# rpm -ql python                  
 (не содержит файлов)
[root@localhost shogun]# rpm -ql python-strict
 (не содержит файлов)

Именно поэтому apt "получил" 15 пакетов (включая два виртуальных), а "совершил изменения" только для 13-ти.

Доставка

Важная задача, которую не решает установщик пакетов -- доставка файла пакета в систему для последующей установки. Архивы пакетов обычно не хранятся в самой системе: они слишком велики (тысячи пакетов) и должны регулярно обновляться (выход обновлений программ, т. е. новых версий пакетов). Поэтому для установки обычно требуется сначала скопировать необходимые файлы с того носителя, где они хранятся (это либо установочные диски дистрибутива, либо хранилища в сети Интернет).

Чтобы APT мог работать с пакетами, они должны содержаться в организованном по специальным правилам хранилище -- репозитории. Список доступных APT репозиториев хранится в файле /etc/apt/sources.list, для каждого репозитория указан способ доступа (например, "cdrom:", "ftp:", "file:" и др.) и адрес.

rpm cdrom:[SomeLinux CD]/ RPM contrib main
rpm [sme] ftp://updates.somelinux.com 2.4/i586 updates

После каждого изменения файла /etc/apt/sources.list нужно обновлять кеш APT, в котором хранятся сведения о доступных пакетах, командой apt-get update. Для того, чтобы добавить в кеш информацию о пакетах, доступных на CD, следует использовать команду "apt-cdrom add", а не редактировать sources.list вручную.

APT позволяет и просто доставить пакет в систему, не устанавливая его. Так, например, всегда происходит с исходными пакетами, которые просто копируются из репозитория в определённый каталог системы по команде "apt-get source имя_пакета".

Обновление

Программное обеспечение в мире Linux (и не только) постоянно обновляется: исправляются ошибки, расширяются возможности. Разработчики каждого дистрибутива по мере выхода новых версий программ готовят новые версии соответствующих пакетов и делают их доступными в своём репозитории (репозитории, отражающие наиболее современное состояние программного обеспечения, доступны через Интернет). Пользователю имеет смысл не отставать от обновлений программного обеспечения, потому что новые версии программ -- это и большая надёжность работы системы, и новые возможности.

Менеджеры пакетов позволяют делать комплексные обновления всей системы. В APT эту процедуру можно выполнить одной командой: "apt-get dist-upgrade". Эта процедура сначала исследует содержимое всех доступных репозиториев и находит там все пакеты более поздних версий, чем соответствующие пакеты, установленные в системе. После этого вычисляется объём обновления: должна быть удалена связная область зависящих друг от друга устаревших пакетов и заменена соответствующей областью более новых версий. Сложные ситуации могут возникать в том случае, если изменилось распределение ресурсов по пакетам: пакеты были разделены или объединены -- здесь может потребоваться ручное вмешательство пользователя. Тот род обновлений системы, который нужно делать регулярно и обязательно -- это обновления, связанные с безопасностью (security updates). Когда в программе обнаруживают и исправляют серьёзные ошибки, угрожающие безопасности всей системы, разработчики дистрибутивов обычно заботятся о том, чтобы соответствующие обновления достигли пользователя. Обычно присутствует отдельный репозиторий с обновлениями, существенными для безопасности.

Цена удобства

Удобство менеджеров пакетов оплачивается тем, что они могут успешно работать только со специальными целостными областями источников (репозиториями пактов). Хотя для большинства пользователей это ограничение не так существенно: те дистрибутивы, в которых используются менеджеры пакетов, обычно имеют огромные репозитории пакетов, где можно найти любое мыслимое и немыслимое программное обеспечение. Если же нужной программы всё-таки нет в официальном репозитории дистрибутива, обычно находятся "частные" репозитории, доступные по сети Интернет, включающие не вошедшие в официальный репозиторий пакеты.

Если всё-таки нужный вам пакет нигде не найти собранным именно для вашего дистрибутива, можно установить и сторонний пакет, но это может быть выполнено только при помощи установщика пакетов, менеджер пакетов в этой ситуации будет бесполезен. Можно установить программу и самостоятельно скомпилировав её из исходных кодов, однако здесь стоит иметь в виду следующее.

Автор программы совершенно не обязан учитывать в ней все тонкости всех дистрибутивов, поэтому возможны, с одной стороны, прямые конфликты с файлами в системе (которые никто уже не отследит), а с другой стороны -- конфликты и противоречия скрытые (например, программа устанавливается в подкаталог каталога /usr/local, и ожидает, что все остальные программы тоже находятся в этом каталоге). Это значит, что придётся самостоятельно разобраться и с тем, как и с какими параметрами компилировать программу, как устанавливать её в систему, и как избежать при этом конфликтов. А если так, если вы и в самом деле в состоянии правильно собрать и установить в систему нужную вам, а значит и ещё кому-нибудь, программу, которой пока нет в дистрибутиве, то самое правильное -- сделать из неё пакет, по крайней мере исходный пакет, а если получится, то и двоичный. Это здорово облегчит жизнь и вам, когда вы будете компилировать и устанавливать эту программу ещё раз (на другом компьютере или обновляя версию самой программы), и, главное, всему сообществу пользователей вашего дистрибутива!

Наконец, во многие современные дистрибутивы включаются средства, помогающие сборке двоичных пакетов. Такие средства (например, пакет hasher из ALT Linux) позволяют не только скомпилировать программу в "универсальной среде", содержащей лишь заданный набор пакетов, но и автоматически выстраивают зависимости, проверяют правильность установки, отслеживают конфликты. Короче говоря, собрав пакет с помощью такого средства, вы можете серьёзно претендовать на роль сопровождающего этот пакет в дистрибутиве. Напротив, скомпилировав программу втихомолку, с помощью шаманства и ручной работы, вы проявите себя как лентяй и эгоист, которому нет дела до роста и улучшения собственной операционной системы.

(1) Tar появился намного раньше Linux и изначально служил для создания файловых архивов на магнитной ленте. Отсюда и его название -- tape archiver, "архиватор для (магнитных) лент". В настоящее время tar присутствует в любой UNIX-подобной системе и позволяет работать с файловыми архивами на любых носителях.

(2) Что логично, поскольку в системе может быть установлена только одна версия данного пакета. См. подробнее раздел Конфликты и альтернативы.

(3) Естественно, кроме тех файлов, которые созданы пользователями.

(4) Функции по созданию пакета в формате rpm также выполняет программа rpm.

(5) Слухи о том, что для сборки программы из исходных текстов не обязательно даже знать, что такое "компилятор", далеки от действительности.

(6) Для установки и удаления пакетов нужны права администратора -- это серьёзные изменения в системе.

(7) Имеет смысл исключать из понятия зависимости использование наиболее стандартных ресурсов, без которых немыслима система Linux как таковая. К таким ресурсам можно отнести системные вызовы и некоторые стандартные файлы, вроде /dev/null.