Debian软件包管理系统是一个高度组织化和规范化的系统，本教程将深入探讨Debian 软件包管理的内部工作原理，包括档案库元数据、顶层“Release”文件及真实性、档案库层的“Release”文件以及获取用于软件包的元数据等方面的内容。
一、档案库元数据
每个发行版的元数据文件都保存在 Debian 镜像站的 “dist/codename” 下面，例如 “http://deb.debian.org/debian/”。档案库的结构可以通过网络浏览器来浏览。其中有 6 种关键的元数据。
Debian 档案库元数据的内容：
| 文件 | 位置 | 内容 |
|---|---|---|
Release | 发行版的顶层 | 档案库描述和完整性信息 |
Release.gpg | 发行版的顶层 | “Release” 文件的签名文件，使用档案库密钥签名 |
Contents-architecture | 发行版的顶层 | 列出在相关架构中所有软件包的全部文件 |
Release | 每个发行版/区域/架构组合的顶部 | 归档描述使用 apt_preferences( 5 ) 的规则 |
Packages | 每个发行版/区域/二进制架构组合的顶部 | 连接 debian/control 获得二进制包 |
Sources | 每个 发行版/区域/源代码 组合的顶部 | 连接 debian/control 获取源代码包 |
为了减少网络流量，在最近的档案库中，这些元数据存储为压缩了的差分文件。
二、顶层Release文件
顶层“Release”文件用于签署 secure APT 系统下的归档文件。每个 Debian 档案库的网址都有一个这样的 “Release” 文件，例如 “http://deb.debian.org/debian/dists/unstable/Release”，内容如下。
顶层文件 “Release” 的完整性，是由叫 secure apt 的加密架构来验证，在 apt-secure(8)中进行描述：
加密签名文件 “Release.gpg” 是由顶层授权文件 “Release” 和加密的 Debian 档案库公钥创建；
公开的 Debian 档案库公钥能够通过安装 debian-archive-keyring 软件包来安装到本地；
secure APT 系统自动验证下载的顶层文件 “Release” 的完整性。加密验证过程用到了”Release.gpg”文件和本地安装的 Debian 档案库公钥；
所有 “Packages” 和 “Sources” 文件的完整性是由在顶层 “Release” 文件里的 MD5sum 值来验证。所有软件包文件的完整性由 “Packages” 和 “Sources” 文件里的 MD5sum 值来验证；
因加密签名验证比计算 MD5sum 值消耗更多的 CPU，使用 MD5sum 值来验证每一个软件包，使用加密签名来验证顶层的 “Release” 文件，这种方式提供 较好安全性的同时，也有比较好的性能。
如果源列表条目特别指定了 “signed-by” 选项，它下载的顶层”Release”文件使用这个指定的公钥来验证。这在当源列表包含有非 Debian 档案库时有用。
当然，你能够使用 gpg 手工验证”Release” 的完整性，使用 “Release.gpg” 文件和在 ftp-master.debian.org 上公布的 Debian 档案库公钥。
三、档案库层的Release文件
档案库层的“Release”文件将用作 apt_preferences(5) 的规则。归档层次的 “Release” 文件，其全部归档位置在 源列表 中指定，如以下的 “http://deb.debian.org/debian/dists/unstable/main/binary-amd64/Release” 或 “http://deb.debian.org/debian/dists/sid/main/binary-amd64/Release”。
注意：系列名称(“stable”，”testing”，”unstable”, …) 用于 Debian archive ，而代号(“trusty”, “xenial”, “artful”, …) 用于 Ubuntu archive。
对于部分档案库,比如说 experimental 和 bookworm-backports, 它们包含的软件包不会被自动安装，这是因为有额外的行，例如在 “http://deb.debian.org/debian/dists/experimental/main/binary-amd64/Release” 里面有如下额外的一行。
普通的档案库没有 “NotAutomatic: yes”, 默认的 Pin-Priority 值是 500, 而对于有 “NotAutomatic: yes”的特殊档案库, 默认的 Pin-Priority 值是 1。
四、获取元数据
当使用 APT 工具时，如 aptitude, apt-get, synaptic, apt-file, auto-apt，我们需要更新包含 Debian 档案库信息元数据的本地拷贝。这些本地拷贝的文件名称，和在 源列表文件里面的 distribution, area, architecture 相应名称一致。
“/var/lib/apt/lists/deb.debian.org_debian_dists_distribution_Release”
“/var/lib/apt/lists/deb.debian.org_debian_dists_distribution_Release.gpg”
“/var/lib/apt/lists/deb.debian.org_debian_dists_distribution_area_binary-architecture_Packages”
“/var/lib/apt/lists/deb.debian.org_debian_dists_distribution_area_source_Sources”
“/var/cache/apt/apt-file/deb.debian.org_debian_dists_distribution_Contents-architecture.gz” (apt-file)
前 4 种类型的文件是所有相关的 APT 命令共享的，并且可以通过 “apt-get update” 或 “aptitude update” 在命令行中进行更新。如果在源列表中有相应的 “deb” 行，则 “软件包” 元数据会进行更新。如果在 源列表中有相应的 “deb-src” 行，则 “源代码” 元数据会进行更新。
“Packages” 和 “Sources” 的元数据文件包含有“Filename:”字段，指向二进制和源代码包文件的位置。目前，这些软件包都统一放在”pool/”目录树下，这样可以改善跨版本发布的传输。
“软件包”元数据的本地副本可以使用 aptitude 来进行交互式的搜索。专门的搜索命令 grep-dctrl(1) 可以搜索“软件包”和“源代码”元数据的本地副本。
“Contents-architecture”元数据的本地拷贝，能够被”apt-file update”更新，它的位置和其它 4 个不同。参见 apt-file(1). (auto-apt 的 “Contents-architecture.gz”文件的本地拷贝默认也使用不同的位置。)
五、APT软件包状态
除了远程获取元数据，lenny 之后的 APT 工具还会将它在本地产生的安装状态信息保存在 “/var/lib/apt/extended_states” 中，APT 会使用它们来追踪自动安装的所有软件包。
六、aptitude软件包状态
除了远程获取元数据，aptitude 命令还会将它在本地产生的安装状态信息保存在 “/var/lib/aptitude/pkgstates” 中，这些信息只能被 aptitude 使用。
七、软件包本地副本
所有通过 APT 机制远程获取的软件包都被保存在 “/var/cache/apt/archives” 中，直到它们被清除。
aptitude 的这个缓存文件清理策略，能够在”Options” → “Preferences”下设置，也可以通过它的菜单，”Actions”下的”Clean package cache” 或 “Clean obsolete files” 来执行强制清理。
八、Debian软件包文件名称
Debian 软件包文件有特定的名称结构。
Debian 软件包的名称结构：
| 软件包类型 | 名称结构 |
|---|---|
二进制软件包（亦称 deb） | package-name_upstream-version-debian.revision_architecture.deb |
用于 debian-installer 的二进制软件包（亦称 udeb） | package-name_upstream-version-debian.revision_architecture.udeb |
| 源代码软件包（上游源代码） | package-name_upstream-version-debian.revision.orig.tar.gz |
1.0 源代码软件包(Debian 改变) | package-name_upstream-version-debian.revision.diff.gz |
3.0 (quilt 补丁管理工具) 源代码软件包(Debian 改变) | package-name_upstream-version-debian.revision.debian.tar.gz |
| 源代码软件包（说明） | package-name_upstream-version-debian.revision.dsc |
软件包名称中每一个组件可以使用的字符：
| 名称组件 | 可用的字符（正则表达式） | 存在状态 |
|---|---|---|
package-name | [a-z0-9][-a-z0-9.+]+ | 必需 |
epoch: | [0-9]+: | 可选 |
upstream-version | [-a-zA-Z0-9.+:]+ | 必需 |
debian.revision | [a-zA-Z0-9.+~]+ | 可选 |
可以用 dpkg(1)提供的命令检查软件包版本, 例如., “dpkg –compare-versions 7.0 gt 7.~pre1 ; echo $?” .
debian-installer (d-i) 使用 udeb 作为它的二进制软件包的文件扩展名，而非普通的 deb。一个 udeb 软件包是从 deb 软件包中剥离了一些不必要的内容（例如文档），从而节省空间同时也放宽软件包政策的要求。deb 和 udeb 软件包会共享相同的软件包结构。“u” 表示微小。
九、dpkg命令
dpkg(1) 是 Debian 软件包管理中最底层的工具。它非常强大，必须小心使用。
当安装名为 “package_name” 的软件包时，dpkg 会按照下列的顺序处理它。
1、解包 deb 文件（等同于 “ar -x”）
2、使用 debconf(1) 执行 “package_name.preinst”
3、将软件包安装到系统中（等同于 “tar -x”）
4、使用 debconf(1) 执行 “package_name.postinst”
debconf 系统提供带有 I18N 和 L10N （第 8 章 国际化和本地化）支持的标准化用户交互。
dpkg 创建的重要文件：
| 文件 | 内容说明 |
|---|---|
/var/lib/dpkg/info/package_name.conffiles | 列出配置文件。（使用者可修改的） |
/var/lib/dpkg/info/package_name.list | 列出软件包安装的所有文件和目录 |
/var/lib/dpkg/info/package_name.md5sums | 列出软件包安装的文件的 MD5 哈希值 |
/var/lib/dpkg/info/package_name.preinst | 软件包安装之前运行的软件包脚本 |
/var/lib/dpkg/info/package_name.postinst | 软件包安装之后运行的软件包脚本 |
/var/lib/dpkg/info/package_name.prerm | 软件包移除之前运行的软件包脚本 |
/var/lib/dpkg/info/package_name.postrm | 软件包移除之后运行的软件包脚本 |
/var/lib/dpkg/info/package_name.config | 用于 debconf 系统的软件包脚本 |
/var/lib/dpkg/alternatives/package_name | update-alternatives 命令使用的替代信息 |
/var/lib/dpkg/available | 所有软件包的可用性信息 |
/var/lib/dpkg/diversions | dpkg(1) 使用的文件移动信息，由 dpkg-divert(8) 设置 |
/var/lib/dpkg/statoverride | dpkg(1) 使用的文件状态改变信息，由 dpkg-statoverride(8) 设置 |
/var/lib/dpkg/status | 所有软件包的状态信息 |
/var/lib/dpkg/status-old | “var/lib/dpkg/status” 文件的第一代备份 |
/var/backups/dpkg.status* | 第二代备份，以及“var/lib/dpkg/status”文件更旧的备份 |
“status” 文件也被例如 dpkg(1)、“dselect update” 和 “apt-get -u dselect-upgrade” 等工具使用。
专门的搜索命令 grep-dctrl(1) 可以搜索 “status” 和 “available” 元数据的本地副本。在debian 安装器环境下, udpkg 命令用于打开udeb 软件包，udpkg 命令是 dpkg 命令的一个精简版本.
十、update-alternatives命令
Debian 系统使用 update-alternatives(1) 让用户可以不受干扰地安装多种重叠的程序。例如，如果同时安装了 vim 和 nvi 软件包，你可以使 vi 命令选择运行 vim。
Debian 选择系统在 “/etc/alternatives/” 目录里通过符号链接来维持它的选择。选择进程使用”/var/lib/dpkg/alternatives/”目录里面的相应文件。
十一、dpkg-statoverride命令
当安装一个软件包时，由 dpkg-statoverride(8) 命令提供的 状态修改，是告诉dpkg(1) 对 文件 使用不同的属主或权限的一个方法。如果使用了 “–update” 选项，并且文件存在，则该文件会被立即设置为新的属主和模式。
注意：
系统管理员使用 chmod 或 chown 命令直接修改某个软件包文件的属主或权限，在下次软件包升级时，将会被重置；
在此使用了文件 一词，但事实上也可用于dpkg 所处理的任何文件系统对象，包括目录，设备等。
十二、dpkg-divert命令
dpkg-divert(8) 命令提供的文件转移功能，是强制 dpkg(1) 不将文件安装到其默认位置，而是安装到被转移 的位置。dpkg-divert 专用于软件包维护脚本。不建议系统管理员随意使用它。