CentOS 软件包 rpm 管理学习笔记

CentOS 软件包 rpm 管理学习笔记

以下所涉及的基本上以CentOS 8系统为基础。

1. 软件运行和编译

1.1 软件相关概念

1.1.1 ABI

ABI 即 Application Binary Interface 应用程序二进制接口。

windows 与 Linux 之间是不兼容的：

• Linux --> ELF (Executable and Linkable Format)
• Windows --> PE (Portable Executable)

想要在不同的系统上运行其他系统，需要库级别的虚拟化：

• Linux --> WINE
• Windows --> Cygwin

1.1.2 API

API : Application Programming Interface，应用程序编程接口。由于操作系统不同，因此又细分为：Windows API 和 Linux API。相互之间不兼容，为了解决这个问题，提出了 POSIX 标准。

POSIX: Portable Operating System Interface. 可移植操作系统接口。

1.2 C 语言程序编译过程

C 源代码 --> 预处理 --> 编译 --> 汇编 --> 链接

gcc 编译过程：

# 分步编译运行
gcc -E hello.c -o hello.i       # 对hello.c进行预处理，生成 hello.i 文件
gcc -S hello.i -o hello.s       # 对预处理过的文件进行编译，生成汇编文件
gcc -c hello.s -o hello.o       # 对汇编文件进行编译，生成目标文件
gcc hello.o -o hello            # 对目标文件进行链接，生成可执行文件

# 可一步实现编译
gcc hello.c -o hello            # 直接编译链接成可执行文件
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1.3 软件模块的静态和动态链接

链接的主要作用：使各个模块之间的相互引用能够正常地调用。分为静态链接和动态链接。

1.3.1 静态链接的特点

• 把程序对应的依赖库复制一份过来
• 生成模块文件 libxxx.a
• 嵌入程序包
• 升级难，需要重新编译
• 占用较多空间，迁移容易

1.3.2 动态链接的特点

• 只把依赖库做成一个动态链接
• 生成模块文件 libxxx.so
• 链接指向
• 占用较少空间，升级方便

1.3.3 模块（库）文件

使用 ldd 可以查看命令所依赖的动态库列表

ldd /bin/cat
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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名及其文件路径映射关系
/sbin/ldconfig -p
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配置文件：

/etc/ld.so.conf
/etc/ld.so.conf.d/*.conf
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缓存文件：

/etc/ld.so.cache
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2. 软件包和包管理工具

2.1 软件包介绍

开源软件最初只提供了 ‘.tar.gz’ 格式的源代码文件，用户必须自己进行编译。后来，Debian 诞生时，推出一个包管理工具 dpkg，用于管理 deb 后缀的包文件。后续其他发行版也推出一些管理工具。

2.1.1 软件包中文件分类

• 二进制文件
• 库文件
• 配置文件
• 帮助文件

示例：利用 cpio 工具查看包文件列表

rpm2cpio pkg-file.rpm | cpio -itv         # 预览包内文件
rpm2cpio pkg-file.rpm | cpio -id          # "*.conf" 释放包内文件
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2.1.2 程序包管理器

其功能是：将编译好的应用程序根据其组成部分打包成一个或多个程序包文件，从而实现程序的安装、查询、升级、卸载和校验等管理操作。

主流的包管理器有：

• redhat：rpm 文件，rpm 包管理器
• debian：deb 文件，dpkg 包管理器

2.1.3 包命名

包命名是有规范的，例如

# 源代码打包后的文件命名格式
name-Version.tar.gz|bz2|xz
Version: major.minor.release

rpm 包命名格式
name-Version-release.arch.rpm
release: release.OS

xz-5.2.4-3.el8.x86_64.rpm
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其中 ‘xz’ 是文件名称，‘5.2.4’ 是软件的版本，‘3’ 表示打包的次数，‘el8’ 表示红帽8，'x86_64’代表CPU架构。

常见的架构 arch：

• x86: i386, i486, i586
• x86_64: x64, x86_64, amd64
• powerpc: ppc
• 与平台无关：noarch

如果一个软件体积比较大，可能会拆分成几个文件，例如：

ls httpd*
httpd-2.4.37-16.module_el8.1.o...
httpd-devel-2.4.37...
httpd-filesystem-2.4.37 ...
httpd-manual-2.4.37...
httpd-tools-2.4.37...
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2.1.4 分类和拆包

包的分类：

• Application-Version-Arch.rpm: 主包
• Application-devel-Version-Arch.rpm: 开发子包
• Application-utils-Version-Arch.rpm: 工具子包
• Application-libs-Version-Arch.rpm: 库子包

2.1.5 包之间的依赖

包与包之间可能存在相互依赖关系，甚至是循环依赖关系。因此安装包变成很麻烦。为了解决这个问题，开发出相应的管理工具：

• yum (Yellow dog Updater): rpm 包管理器的前端工具
• dnf (Dandified Yum)：Fedora 18+ rpm 包管理器的前端工具，在CentOS 8 之后替换 yum
• apt (Advanced Packaging Tool)：deb 包管理器的前端工具
• zypper: suse 上的 rpm 前端管理工具

2.1.6 包管理器相关文件

1. 包文件组成（每个包独有）

   • 包内的文件
   • 元数据，例如，包名，版本，依赖，描述等
   • 可能有包安装或卸载时运行的脚本，例如可能需要创建运行的账号

2. 数据库（公共）：/var/lib/rpm，这个数据记录安装后的软件信息

   • 程序包名及版本
   • 依赖关系
   • 功能说明
   • 包安装后生成的各个文件路径及校验信息

2.1.7 获取程序包的途径

软件包可以从系统发行的光盘或官方网站获取。

CentOS 镜像

https://www.centos.org/download/
https:mirrors.aliyun.com/
https:mirrors.sohu.com
https:mirrors.163.com
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Ubuntu 镜像

https://cdimage.Ubuntu.com/release
https://releases.Ubuntu.com
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第三方组织提供

# Fedora-EPEL: Extra Packages for Enterprise Linux
https://fedoraproject.org/wiki/EPEL
https:mirrors.aliyun.com/epel/?...

# Rpmforge: 官网 红帽推荐，包齐全，将将关闭
https://repoforge.org/

# Community Enterprise Linux Repository 支持最新的内核和硬件相关包
https:www.elrepo.org
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软件项目的官方站点，例如，mariandb，mysql，apache 等。

搜索引擎

http://pkgs.org
http://rpmfind.net
http://rpm.pbone.net
https://sourceforge.net
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注意：第三方包建议要检查包源合法性及包的完整性。

自己制作：利用工具将源码文件制作成rpm包。

3. 包管理器

CentOS 系统上使用 rpm (Redhat Package Manager, RPM Package Manager) 命令程序包。其功能：安装、卸载、升级、查询、校验及本地记录安装情况的数据库维护。

rpm 命令比较多，这是通用选项：

3.1 安装和升级

目前直接使用rpm进行安装、升级及删除时不方便，难以解决依赖问题。但是，我们需要用它来查询有关安装包的信息。

格式：

# 安装命令的通用格式，安装新包
rpm {-i|--install} [install-options] PACKAGE-FILE...

# 升级命令的通用格式，能升级或安装新包
rpm {-U|--upgrade} [upgrade-options] PACKAGE-FILE...

# 只升级版本较早的包
rpm {-F|--freshen} [install-options] PACKAGE-FILE...

# 重新安装
rpm {--reinstall} [install-options] PACKAGE-FILE...
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常用选项：

安装时常用的选项组合是：

rpm -ivh pkg-file...
rpm -Uvh pkg-file...
rpm -Fvh pkg-file...
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升级时注意事项：

• 不要对内核进行升级，Linux 支持多内核版本共存，因此推荐直接安装新版本内核
• 如果原包的配置文件在安装后有过修改，则升级时，新版的同一个配置文件不会覆盖现有文件，而是把新版配置文件进行重命名（filename.rpmnew）。

3.2 查询

对于rpm命令而言，最大的作用就是用于查询。查询功能依赖数据库：/var/lib/rpm

rpm 查询命令的通用格式：

rpm {-q|--query} [select-options] [query-options]
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我们可以通过以下命令来安装软件：

rpm -q ncompress &> /dev/null || dnf install -y ncompress
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您可以指定要打印的包信息的格式。想要达到此目的，使用以下选项：

# QUERYFMT 是格式字符串，是标准 printf(3) 格式的修订版。
--qf|--queryformat QUERYFMT
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rpm查询命令有两个查询选项子集：包选择和信息选择。

3.2.1 包选择选项（部分）

备注：以上出现的 CAPABILITY 一般是指包名的关键字。例如：

# 查询 bash 由那个包提供
rpm -q --whatprovides bash
bash-4.4.20-2.el8.x86_64

# 查询那些包依赖 bash
rpm -q --whatrequires bash
ca-certificates-2021.2.50-80.0.el8_4.noarch
dracut-049-191.git20210920.el8.x86_64
initscripts-10.00.15-1.el8.x86_64
rsyslog-8.2102.0-5.el8.x86_64
bash-completion-2.7-5.el8.noarch
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只想查询该包的配置文件：

rpm -qc bash
/etc/skel/.bash_logout
/etc/skel/.bash_profile
/etc/skel/.bashrc
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查询版本更新的日志：

rpm -q --changelog
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查询在安装包前或后执行的脚步，可以分成四类，即安装前后脚本，卸载前后脚本：

pre 表示前，post 表示后。以下示例中有：postinstall 和 postuninstall。

rpm -q --scripts bash
postinstall scriptlet (using <lua>):
nl        = '\n'
sh        = '/bin/sh'..nl
bash      = '/bin/bash'..nl
f = io.open('/etc/shells', 'a+')
if f then
  local shells = nl..f:read('*all')..nl
  if not shells:find(nl..sh) then f:write(sh) end
  if not shells:find(nl..bash) then f:write(bash) end
  f:close()
end
postuninstall scriptlet (using <lua>):
-- Run it only if we are uninstalling
......

rpm -q --scripts httpd
postinstall scriptlet (using /bin/sh):

if [ $1 -eq 1 ] ; then
        # Initial installation
        systemctl --no-reload preset httpd.service htcacheclean.service httpd.socket &>/dev/null || :
fi
preuninstall scriptlet (using /bin/sh):

if [ $1 -eq 0 ] ; then
        # Package removal, not upgrade
        systemctl --no-reload disable --now httpd.service htcacheclean.service httpd.socket &>/dev/null || :
fi
postuninstall scriptlet (using /bin/sh):


# Trigger for conversion from SysV, per guidelines at:
# https://fedoraproject.org/wiki/Packaging:ScriptletSnippets#Systemd
posttrans scriptlet (using /bin/sh):
test -f /etc/sysconfig/httpd-disable-posttrans || \
  /bin/systemctl try-restart --no-block httpd.service htcacheclean.service >/dev/null 2>&1 || :
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查询指定包具有那些文件或命令等：

rpm -q --provides bash
/bin/bash
/bin/sh
bash = 4.4.20-2.el8
bash(x86-64) = 4.4.20-2.el8
config(bash) = 4.4.20-2.el8
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示例，如果想要查询含有 ‘http’ 的包是否已经安装

rpm -qa | grep http
libnghttp2-1.33.0-3.el8_2.1.x86_64
# 或者
rpm -qa "*http*"
libnghttp2-1.33.0-3.el8_2.1.x86_64
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3.2.2 包查询选项（部分）

示例：

# 查询指定的包是否已经安装
rpm -q tree
package tree is not installed

# 安装该包
rpm -ivh /path/to/tree

# 再次查询
rpm -q tree
tree-1.7.0-15.el8.x86_64
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查询已经安装的包的信息 ( i for infomation)

rpm -qi tree
Name        : tree
Version     : 1.7.0
Release     : 15.el8
Architecture: x86_64
Install Date: Wed 16 Nov 2022 03:48:35 PM CST
Group       : Unspecified
Size        : 111603
......
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想要查询尚未安装包的信息，需要注意的是：此时需要完整路径，或 URL：

rpm -qpi /path/to/tree
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查询该包安装后会生成那些文件，如果想知道未安装的包将会生成的文件列表 (-l for list)，则增加 -p (for package)选项即可：

rpm -ql tree
/usr/bin/tree
/usr/lib/.build-id
/usr/lib/.build-id/d8
/usr/lib/.build-id/d8/6d516d7cb07fb9334cb268af808119e33a5ac5
/usr/share/doc/tree
/usr/share/doc/tree/LICENSE
/usr/share/doc/tree/README
/usr/share/man/man1/tree.1.gz
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想要查询已经安装的命令来自于那个安装包，此时需要命令的完整路径 (-f for file)：

rpm -qf `which tree`
tree-1.7.0-15.el8.x86_64
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如果不小心删除了对应的命令，使用以上查询是可以的，因为rpm数据的内容还在。此时想要使用以下命令重新安装，会提示该包已经安装。

rpm -ivh /path/to/tree-1.7...
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此时可以使用 --replacepkgs 或 --force 选项来重新安装

rpm -ivh --force /path/to/tree...
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当然也可以把包中的对应文件提取出来，复制到对应的目录中。这种方法可以出现文件的属性与原来的不同：

rpm2cpio /path/to/tree... | cpio -idv ./tree
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总结：使用rpm进行查询是非常有用的。主要的查询有：

-qi PACKAGE-NAME    # 查看包的信息
-qf FILE            # 查看那个包安装了这个文件
-qc PACKAGE-NAME    # 查看包的配置文件
-ql PACKAGE-NAME    # 列出安装包时生成的所有文件列表
-qd PACKAGE-NAME    # 列出安装包时生成的所有文档列表
-q --scripts PACKAGE-NAME # 查询安装或卸载时的脚本

-qpi PACKAGE-NAME   # 查询尚未安装的包的信息，名称要完整路径或URL
-qpl PACKAGE-NAME   # 查询尚未安装的包会生成多少文件，名称要完整或URL

-qa                 # 查询所有已经安装的包
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3.3 卸载

软件的卸载一般我们也不使用这个命令。如果我们要卸载的命令被其他软件依赖，卸载不能成功。

rpm 卸载命令的通用格式为：

rpm {-e|--erase} [--allmatches] [--justdb] [--nodeps] [--noscripts]
    [--notriggers] [--test] PACKAGE-NAME...
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3.4 校验

3.4.1 检查包的完整性和签名

rpm -K|--checksig rmpfile
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示例：直接检查光盘自带的包：

cd /misc/cd/BaseOS/Packages

rpm -K bash-4.4.20-2.el8.x86_64.rpm
bash-4.4.20-2.el8.x86_64.rpm: digests SIGNATURES NOT OK
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结果显示签名不ok。

其实我们需要使用系统已经安装的文件：

cd /etc/pki/rpm-gpg/

ll
total 8
-rw-r--r--. 1 root root 1683 Sep 15  2021 RPM-GPG-KEY-centosofficial
-rw-r--r--. 1 root root 1687 Sep 15  2021 RPM-GPG-KEY-centostesting
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在检查包的来源和完整性之前，必须导入所需的公钥：

RPM-GPG-KEY-centosofficial 就是公钥文件。

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

rpm -K bash-4.4.20-2.el8.x86_64.rpm
bash-4.4.20-2.el8.x86_64.rpm: digests signatures OK

rpm -qa "gpg-pubkey*"
gpg-pubkey-8483c65d-5ccc5b19
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3.4.2 rpm 校验命令的通用格式：

rpm {-v|--verify} [select-options] [verify-options]
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校验一个包是通过比较包中已安装的文件的信息与来自保存在rpm数据库中的对应包的元数据中的文件信息。除此之外，验证会比较每个文件的大小、摘要、权限、类型、所有者和组。显示任何差异。

示例，用于检验文件是否修改过：

rpm -qf /etc/issue
centos-linux-release-8.5-1.2111.el8.noarch

# 对 issue 文件进行一些修改后

rpm -V centos-release
S.5....T.  c /etc/issue
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S 文件大小不同
M 模式不同
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D 设备主/次编号不同
L 链接不同
U 用户不同
G 组不同
T mTime 不同
p capability 不同
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使用以下选项可以查询所有不同的文件：

rpm -Va
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3.5 rpm数据库

rpm 包在安装时生成的信息，都放在该数据库中：

/var/lib/rpm
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可以使用以下命令重建数据库，其实这是创建了数据库的字段的创建，里面数据记录无法恢复：

rpm {--initdb|--rebuilddb}
initdb: 初始化，如果不存在，则创建它，否则，不执行任何操作
rebuilddb: 重建已安装的包头数据库索引目录
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