Понятие дистрибутива ОС

В экосистеме Linux существует множество «дистрибутивов», которые позволяют пользователям запускать свои приложения и решать свои инфраструктурные задачи

Если абстрагироваться от деталей, то все дистрибутивы

• Используют общее ядро Linux
• Позволяют запускать приложения под данное ядро
• Предоставляют инструменты для управления установленными приложениями
• Предоставляют инструменты для настройки поведения ОС

Слово «дистрибутив» является калькой с английского «distribution», которым описывается набор совместимого программного обеспечения. Совместимость может быть реализована как на уровне исходных кодов, так и на уровне бинарных кодов.

Примерами дистрибутивов могут служить:

• Windows 10 1809
• macOS 10.15

Дистрибутивы исторически появились для решения задачи поставки данных до конечных пользователей

• Пользователь дистрибутива получает ПО в бинарном формате
  • Пользователю нет необходимости скачивать исходный код приложения
  • Пользователю не надо разбираться в системе сборке пакетов: со временем увеличивается число языков и систем сборок
• Всё ПО в дистрибутиве корректно работает друг с другом
• Можно установить только нужное ПО, а не все программы
• Собранный дистрибутив является стабильной платформой для поставки ПО
• Дистрибутивы обычно получают исправления, связанные с проблемами в безопасности

Дистрибутивы позволяют получить быстро доступ к ПО унифицированным способом

Производители обычно выпускают новые дистрибутивы на регулярной основе, один раз в несколько месяцев или лет

Пакетные менеджеры

Пакетный менеджер - это система приложений, которые позволяют конечным пользователям управлять приложениями на своей системе: устанавливать, удалять, обновлять и т.д.

Аналогом пакетного менеджера в Linux можно назвать:

• Магазины приложений (вместе со списком приложений) на Android и iOS
• Магазины игр Steam, GoG и т.д.
• Менеджеры пакетов языков программирования PyPI, Rubygems, Maven

Разные производители дистрибутивов зачастую отличаются именно пакетными менеджерами, которые используются в их дистрибутивах

Пакетные файлы, пакеты

Базовой единицей распространения ПО в дистрибутиве является пакетный файл

• Пакетный файл является архивом из файлов
  • Большая часть из них — это файлы для установки в файловую систему
  • Оставшиеся — это различные скрипты, выполняющиеся на различных этапах установки пакета: до установки, в разные моменты установки, после установки
• Дополнительно пакет содержит мета-информацию, включающую название пакета, его версию, краткое описание и т.д.

Пакетный файл обычно создаётся с помощью автоматизированной системы сборки пакетов, настройкой которой для каждого отдельного пакета занимается мейнтейнер (от английского maintain — поддерживать)

• Исходный код для пакета берётся от производителя приложения
• Мейнтейнер создаёт конфигурацию пакета для сборочной системы, локально собирает пакеты, модифицирует исходный код
• Загружает конфигурацию в центральное хранилище производителя дистрибутива

Репозитории

Пакеты могут быть созданы также разработчиками ПО

• Пользователи могут скачать пакет с сайта разработчика и установить его, если он совместим с установленным дистрибутивом
• При выходе новой версии ПО пользователю необходимо будет опять скачать и поставить приложение

Репозиторий представляет собой хранилище пакетов для дистрибутива

• Производители дистрибутивов предоставляют для каждого дистрибутива свои репозитории, которые включают тысячи собранных пакетов
• Производители ПО могут предоставлять свои репозитории с новыми версиями
• Пакетный менеджер может работать со множеством репозиториев одновременно
• Пакетный менеджер может обновлять пакеты, если в репозитории появились более свежие версии
• Официальные репозитории могут содержать подразделы:
  • Ввиду патентных ограничений
  • Ввиду ограничений на лицензию ПО

Зависимости пакетов

Для работы приложения зачастую недостаточно только одного исполняемого файла, нужны также библиотеки, интерпретаторы, возможно другие исполняемые файлы

• Эти зависимости могут быть у множества других приложений
• У библиотек могут быть найдены ошибки, связанные с безопасностью
• Библиотеки в дистрибутивах Linux обычно являются общими между множеством исполняемых файлов
• Библиотеки поставляются в отдельных пакетах
• В пакете приложения пакет библиотеки указывается в списке зависимых пакетов
• При установке пакета будут установлены все его зависимости, и зависимости зависимых пакетов, и …

Инструменты пакетных менеджеров

Пакетные менеджеры обычно включают в себя инструменты

• Низкого уровня, в задачу которых входит установка и удаление конкретных пакетов на локальный компьютер
• Высокого уровня, в задачу которых входит работа с репозиторием, решение задачи разрешения зависимостей

Инструменты различных дистрибутивов

Поиск пакета в репозитории

Обновление кеша

В Debian поиск пакетов в репозитории всегда происходит по локальному кешу

• Для стабильных репозиториев это хорошо, т.к. изменения в репозитории происходит редко
• Для динамичных репозиториев это плохо, т.к. локальный кеш постоянно устаревает

Для обновления кеша пакетов в Debian-linux необходимо выполнить команду apt-get update или apt update

Поиск пакета

Для поиска пакета по имени или его краткому описанию можно использовать

apt-cache search TEXT
apt search TEXT

Вместо TEXT необходимо вводить искомое слово, обычно название пакета совпадает с названием приложения, которое надо установить.

Поиск пакета на packages.debian.org

Дистрибутив Debian предлагает графический инструментарий для поиска пакетов https:/packages.debian.org

• Поиск пакетов по категориям
• Поиск пакетов по имени
• Поиск пакетов по файлам, входящих в пакеты

Поиск с помощью передачи аргумента

Помимо взаимодействия с графическим интерфейсом можно сформировать запросы в адресной строке:

• По названию пакета: https://packages.debian.org/PACKAGE. Вместо PACKAGE надо написать название пакета
• По файлам: https://packages.debian.org/file:PATH. Вместо PATH надо указать путь к файлу, который ищется

Установка пакета

Из репозитория

Для установки пакета из репозитория необходимо выполнить команду apt-get install PACKAGE или apt install PACKAGE. Вместо PACKAGE необходимо указать имя пакета для установки

Внимание если вы давно не обновляли локальный кеш пакетов, то его необходимо обновить с помощью apt update

Из файла

Если вы хотите поставить .deb-пакет не из репозитория, то необходимо

1. Скачать данный пакет на компьютер
2. Установить с помощью низкоуровнего инструмента dpkg: dpkg -i PATH, где вместо PATH указать путь к .deb-пакету

Если пакету не хватает зависимостей, то его установка завершится с ошибкой

Удаление пакета

Удаление обычно выполняется высокоуровневыми инструментами

В Debian для удаления пакета надо выполнить apt-get remove PACKAGE или apt remove PACKAGE, где вместо PACKAGE необходимо указать пакет, который нужно удалить

Важно понимать, что необходимо указать точное название пакета

Отображение списка установленных пакетов

• На низком уровне можно воспользоваться dpkg -l
• На высоком уровне доступна команда apt list

Обновление пакетов

Обновление пакета из репозитория

Наиболее частая операция при использовании пакетного менеджера — обновление установленных пакетов в связи с выходом исправлений безопасности или новых функциональных версий

Для обновления локальных пакетов необходимо выполнить apt-get upgrade или apt upgrade

Внимание. Не забывайте обновлять локальный кеш пакетов перед выполнением данных операций с помощью apt update

Обновление с помощью файла-пакета

Обновление из файла-пакета не отличается от установки нового пакета. Достаточно вызвать dpkg -i PACKAGE, где вместо PACKAGE надо указать путь к deb-файлу

Использование графических приложений

Помимо командных инструментов для управления списками установленных пакетов могут быть использованы графические и псевдографические инструменты

• Synaptic, требует графического пользовательского окружения
• aptitude, псевдографический менедежр, работает в консоли
• tasksel, позволяет настроить сервер для выполнения “задач”, например сервер баз данных, веб-сервер

Особенности aptitude

• Интерактинвный список пакетов
• Поиск по списку
• Разрешение конфликтов

Процесс выпуска версий GNU/Debian

Выпуски Debian

• Новая версия пакета обычно попадает в unstable, sid
• После базовой проверки пакет переносится в testing
• Примерно за 6 месяцев testing замораживается и начинает принимать только пакеты с исправлением ошибок
• Когда количество критических проблем в testing значительно снижается, то из него формируется очередной стабильный выпуск. Стабильный выпуск получает своё уникальное имя, которое берётся из мульт-франшизы Toy Story
• Для стабильного выпуска формируются исправления. При накоплении критической массы формируется обновление для стабильного выпуска
• Потенциально в систему можно поставить пакеты из разных выпусков, но это официально не поддерживается и может привести к поломке системы

Разделы репозиториев Debian

Debian в целом разделяет пакеты на «свободные» и «несвободные». Для определения категории используются The Debian Free Software Guidelines (DFSG)

В соответствии с этим определением пакеты делятся на 3 категории:

• полностью свободные пакеты, предоставляющие исходный код без ограничений, main
• пакеты, содержащие несвободное по какому-либо критерию ПО, non-free
• свободные пакеты, зависящие от несвободных пакетов contrib

Последние две категории пакетов официально не являются частью дистрибутива, но их мейнтенеры могут использовать инфраструктуру Debian

Конфигурация репозиториев в Debian

Для настройки списка доступных репозиториев используются

• Файл /etc/apt/sources.list
• Файлы в каталоге /etc/apt/sources.list.d

Каждая строка в этих файлах описывает подключённый репозиторий

deb uri distribution [component1] [component2] [...]

• В начале находится deb для бинарных репозиториев, deb-src для репозиториев с пакетами исходных кодов (из которых были собраны бинарные пакеты)
• В поле uri вносится путь к репозиторию, может быть интернет-адресом https://... или путём к файловой системе file://...
• Затем идёт наименование дистрибутива: stable, testing…
• Список компонентов описывает какие компоненты дистрибутива следует использовать: main, contrib, non-free

Полезные репоизтории экосистемы Debian

Между выпусками Debian проходит от полутора до двух лет, за которые успевает выйти много версий ПО, которые могут быть необходимы пользователю

Мультимедийные компоненты

Проект deb-multimedia нацелен на предоставление самых последних версий мультимедиа-пакетов в Debian. Пользователи получают самые последние версии от производителя, включая самые последние функции и ошибки

Скачайте и установите пакет с ключом:

wget http://www.deb-multimedia.org/pool/main/d/deb-multimedia-keyring/deb-multimedia-keyring_2016.8.1_all.deb
sudo dpkg -i deb-multimedia-keyring_2016.8.1_all.deb

Добавьте файл deb-multimedia.list в /etc/apt/sources.list.d:

deb https://mirror.yandex.ru/debian-multimedia/ buster main non-free

Подключение раздела debian-backports

Похожую задачу решает Debian Backports

В рамках этого проекта создан репозиторий, в который помещаются пакеты из Debian Testing, которые были скомпилированы для достижения бинарной совместимости с текущим стабильным выпуском

Подключение репозитория

Debian backports стали распространяться вместе с официальными выпусками debian, поэтому достаточно добавить -backports-дистрибутив в список репозиториев:

deb http://deb.debian.org/debian buster-backports main

Установка пакетов из debian-backports

В отличие от debian-multimedia пакеты автоматически не обновятся до версий debian-backports, их необходимо явно установить:

apt-get -t buster-backports install PACKAGE

Подключение репозиториев от других производителей

Некоторые крупные производители ПО предлагают собственные репозитории

• NodeSource node.js репозиторий
• VirtualBox репозитории
• MariaDB репозиторий

Некоторые из них предлагают новые имена для пакетов, некоторые предлагают конкретные версии своих пакетов

Переход на новую версию дистрибутива

Пользователи зачастую хотят перейти на новую версию дистрибутива:

• Чтобы получить новые версии ПО, включающие новые функции и оптимизации
• Чтобы получить новую версию ядра Linux, чтобы получить поддержку нового оборудования, т.к. драйвера обычно поставляются внутри ядра Linux

Проблемы обновления:

• Новые версии служб могут могут изменить своё поведение, форматы конфигурационных файлов
• Приложения, распространяемые не через пакетный менеджер, могут перестать работать, так как станут бинарно несовместимыми
• В новой версии дистрибутива может не поставляться нужное ПО, потребуется переход на альтернативу
• Скорее всего потребуется обновление настроек ПО

Выполнение перехода на новую версию

1. Отредактируйте конфигурацию пакетного менеджера, чтобы она ссылалась на новую версию дистрибутива
2. Обновите локальный кеш пакетов, apt-get update
3. Выполните обновление дистрибутива, apt-get dist-upgrade

• Обычно поддерживается переход только на новую версию дистрибутива, возврат к предыдущей версии обычно недоступен
• При выполнении операции dist-upgrade часть пакетов может быть удалена, их надо будет поставить заново при необходимости
• Для перехода можно использовать графические инструменты, чтобы помочь алгоритму разрешения зависимостей выбрать нужные версии пакетов

Особенности распространения ПО

• Пользователи могут получить доступ к большой коллекции ПО унифицированным образом

• Мейнтенерами пакетов являются не разработчики ПО, а отдельные люди, что снижает нагрузку на разработчика

• ПО внутри репозитория совместимо друг с другом, используются общие библиотеки

• При использовании репозиториев пользователи обычно работают не с самой последней версией ПО, а версий, что была доступна на момент формирования репозитория

• ПО может не входить в состав репозитория

• Дистрибутив может поставлять только более свежую версию ПО, например Java 14 вместо Java 11

Установка ПО альтернативными способами

• Скачивание приложения из архива, которое бинарно совместимо с дистрибутивом
• Компиляция приложения из исходных кодов
• Установка пакетов скриптовых языков
• Использование систем пакетирования приложений и их доставки, которые не зависят от дистрибутива: AppImage, Docker, Flatpack, Snappy