Windows Installer изнутри

Устройство и развертывание пакетных файлов

Какому администратору Windows не знакомы символы msi? Служба Windows Installer (программа msiexec.exe) и ее пакетный файл .msi — фактически стандартная технология для установки приложений Windows. Преимущества пакета установки приложений Windows Installer общеизвестны. Во-первых, при сбоях в процессе установки пакет .msi отменяет выполненный фрагмент установки и восстанавливает исходное состояние компьютера, тем самым предотвращая повреждения приложений и системы. Во-вторых, .msi-упакованное приложение обладает способностью к самовосстановлению, если пользователь удаляет один из его файлов. И наконец, Windows Installer обеспечивает установку программ на пользовательских компьютерах. Основные принципы работы Windows Installer широко известны, но более глубокое понимание внутренних механизмов Windows Installer и пакетов .msi позволит строить специализированные пакеты установки приложений и упростит диагностику сбоев в процессе развертывания. Ниже приводится обзор технологии Windows Installer, а затем речь пойдет о структуре пакетов .msi и их взаимодействии со службой Windows Installer.

Технология Windows Installer

Технология Windows Installer была разработана около четырех лет назад, а позднее стала базовым компонентом операционной системы Windows 2000 Server. Windows Installer 2.0 входит в состав Windows Server 2003 и Windows XP и поддерживает сборки Microsoft .NET (блок установки в .NET). Пользователи могут получить Windows Installer либо вместе с операционной системой Windows в качестве службы Windows Installer, либо в составе комплекта разработки программ (software development kit, SDK). Служба Windows Installer представляет собой механизм, который устанавливает пакеты Windows Installer (.msi-файлы). SDK содержит спецификации и API, определяющие формат и функцию .msi-файлов. Windows Installer SDK представляет собой составную часть Platform SDK. Его можно загрузить по адресу http://www.microsoft.com/msdownload/platformsdk/ sdkupdate/sdkinfo.htm. Разработчики и поставщики инструментов упаковки программ, такие как InstallShield Software, OnDemand Software и Wise Solutions (в настоящее время подразделение компании Altiris), применяют SDK для подготовки пакетов установки приложений. Программисты часто используют инструменты упаковки приложений, которые преобразуют старые процедуры установки в формат Windows Installer, чтобы скрыть от пользователей сложность технологии Windows Installer.

Продукты, функции и компоненты

.msi-файл представляет собой сложную базу инструкций по установке приложений, которая содержит десятки таблиц, сотни столбцов и иногда вложенные файлы. В базе данных хранится информация о требованиях операционной системы к установке приложения, этапах установки и даже диалоговых окнах, выводимых на экран.

.msi-файл имеет трехуровневую структуру. Высший уровень — продукт, собственно приложение. Продукту присваивается уникальный код — глобально уникальный идентификатор (globally unique identifier, GUID). На следующем уровне располагаются функциональные блоки внутри продукта. Функциональные блоки имеют имена и могут быть добавлены по желанию пользователя. На экране 1 показан пример функциональных блоков в приложении — в данном случае Microsoft Office Access и Microsoft Office Excel в пакете установки Microsoft Office. Функциональный блок — это единый блок для установки внутри пакета Windows Installer. Устанавливаются (или удаляются) функциональные блоки пакета, а не отдельные файлы.

Экран 1. Функциональные блоки приложения, упакованного для Windows Installer

На экране 1 видно, что Excel состоит из множества функциональных подблоков, таких как Help и Spreadsheet Templates. Во время установки пользователь может указать подблоки, которые следует установить на компьютере локально или запускать с сервера, добавить при первом обращении к ним (обозначается единицей в пиктограмме подблока) или вообще не требуется устанавливать. Метод «объявления» (advertisement) подблоков описан по врезке «Возможности объявлений».

Функциональные блоки состоят из компонентов, которые представляют третий уровень иерархии .msi-файла. Компонент — это базовая единица пакета Windows Installer и строительный блок приложения. Компонент может быть файлом или группой файлов, параметром реестра, ярлыком или ресурсом (например, пиктограммой). С компонентом связан ключевой путь (key path). Ключевой путь определяет файл или параметр, без которого невозможна полная установка компонента. Ключевой путь — основа механизма самовосстановления пакетов на базе Windows Installer. При ремонте .msi-упакованного приложения служба Windows Installer проверяет полноту всех ключевых путей компонентов. Если ключевой путь какого-нибудь компонента отсутствует, служба Windows Installer определяет, какому функциональному блоку принадлежит компонент, и повторно устанавливает функциональный блок. Таким образом, время, необходимое для ремонта развернутого приложения, отчасти зависит от числа компонентов в пакете и числа компонентов в функциональном блоке, содержащем испорченный компонент.

База данных Windows Installer

Как отмечалось ранее, .msi-файл представляет собой набор инструкций по установке, организованных в таблицы. Windows Installer SDK определяет каждую таблицу и столбец. С помощью редактора баз данных Orca из Windows Installer SDK можно просматривать и редактировать содержимое .msi-файла. .msi-файл установки для Orca находится в подкаталоге in установочного каталога Platform SDK (например, c:program filesplatform sdkin). После установки Orca можно открыть любой .msi-файл. В левой панели интерфейса Orca представлен список таблиц файла. Выделив таблицу, в правой панели можно увидеть ее строки и столбцы.

Экран 2. Таблицы базы данных приложения, упакованного для Windows Installer

На экране 2 показана таблица LaunchCondition пакета Windows Installer для Group Policy Management Console (GPMC). В правой панели таблицы представлены минимальные требования к операционной системе и платформе для установки GPMC. В столбце Condition содержатся условия, которые должны быть выполнены в процессе установки. В столбце Description описаны минимальные требования для набора условий. Приступая к установке приложения, Windows Installer проверяет, удовлетворены ли условия запуска, прежде чем продолжить установку.

Таблицы последовательностей (sequence table) представляют собой ядро базы данных; в них перечислены действия, которые служба Windows Installer должна выполнить в процессе установки, и порядок их выполнения. Например, в таблице последовательностей указывается, что механизм Installer должен сначала проверить условия запуска в таблице LaunchCondition, затем скопировать исходные файлы в каталог назначения и подготовить набор элементов реестра. Таблицы последовательностей бывают трех типов: Admin, Advertisement и Install. Тип таблицы последовательностей, используемый Windows Installer, зависит от типа выполняемой процедуры установки. Описания типов таблиц последовательностей даны в таблице 1.

С каждой таблицей последовательностей связаны две вспомогательные таблицы. Одна из них — InstallUISequence — определяет диалоговые окна пользовательского интерфейса, которые должны отображаться при интерактивной (управляемой пользователем) установке. Другая таблица — так называемая таблица «исполнительной последовательности» (execute sequence; InstallExecuteSequence) — определяет шаги, необходимые для установки.

Последовательность состоит из набора заранее определенных стандартных функций, которые перечислены в столбце Action таблицы InstallExecuteSequence. Стандартные функции выполняют разнообразные задачи, в том числе копирование файлов, поиск новых версий программы и определение размера дискового пространства, доступного при установке. В документации SDK и Orca приведены подробные сведения о назначении конкретного пакета Windows Installer. С помощью Orca можно подготовить специальные операции для задач, которые нельзя решить с использованием стандартных функций пакета Windows Installer. Специальная операция может быть DLL, составленной пользователем, и даже сценарием VBScript для таких действий, как поиск в Active Directory (AD) определенных значений перед продолжением установки.

Таблица Property — еще одна важная часть базы данных .msi. Свойства представляют собой постоянные величины, задавая которые можно управлять ходом установки. В сущности, свойства есть переменные среды для .msi-файла. В пакетах Windows Installer часто используется свойство ALLUSERS, которое указывает процедуре установки, каким образом хранится информация о конфигурации приложения — для пользователя или для компьютера. Имена свойств чувствительны к регистру и их можно указывать в командной строке во время установки или используя трансформацию.

Трансформации, исправления и модули слияния

.msi-файл, полученный от поставщика, часто не располагает всем необходимым для развертывания пакета в конкретной среде. Например, потребитель может пожелать развернуть пакет автоматически с помощью инструмента развертывания программного обеспечения или установить только определенные функциональные блоки. В такой ситуации могут пригодиться трансформации. Трансформация — это специальный тип файла базы данных .msi, обычно имеющего расширение .mst. Трансформации применяются к процедуре развертывания приложения во время установки. В сущности, они изменяют выбираемые по умолчанию значения в пакете .msi, управляя процессом установки. Измененные значения в .msi-файле не сохраняются; они просто определяют, как будет протекать конкретная установка.

Файлы исправлений (patch file или .msp-файлы) отличаются от трансформаций. Как правило, поставщик выпускает файл исправлений, когда нужно модернизировать продукт, не прибегая к его глубокой переработке. Примером исправлений могут служить обновления для системы безопасности. После установки исправления в экземпляре .msi-файла, хранящемся в кэше рабочей станции, производятся постоянные изменения. Чтобы новые пользователи в будущем получали обновленные файлы, следует применить файлы исправлений к исходному пакету приложения.

Еще один вариант .msi-файла — модуль слияния (merge module, или .msm-файл), набор компонентов, многократно используемых при установке приложений. Например, в различных программах независимых поставщиков применяются компоненты Microsoft Data Access Components (MDAC). Вместо того чтобы воспроизводить установку общих компонентов в каждом новом .msi-пакете, авторы пакетов приложений могут задействовать модули слияния, предоставляемые поставщиками общих компонентов. Модули слияния — упрощенные файлы базы данных .msi, содержащие только общие функциональные блоки и компоненты для процедур установки приложений. Часто собственно компонентные файлы встраиваются в .msm-файл, что позволяет использовать модули слияния с разными пакетами. Затем .msm-файлы вставляются в основной пакет Windows Installer для данного приложения на этапе создания пакета.

При подготовке нового пакета установки файлы приложения можно вставить в .msi-файл. Как правило, файлы вставляются в виде встроенных файлов .cab, которые представляют собой сжатые наборы файлов, похожие на .zip-файлы. В .msi-файл удобно вставлять .cab-файлы не очень большого размера. Например, в Office имеются отдельные .msi- и .cab-файлы, так как размеры .cab-файлов Office достигают нескольких сотен мегабайт. Однако, упаковав все необходимые файлы малого приложения в .msi-файл, можно получить компактный файл, который удобно распространять среди пользователей. Извлечь встроенный .cab-файл из .msi-файла можно с помощью инструмента msidb.exe пакета Windows Installer SDK.

Служба Windows Installer

Пакеты Windows Installer и служба Windows Installer взаимозависимы: они не могут существовать друг без друга. Служба Installer по умолчанию устанавливается на всех компьютерах с версиями операционной системы, выпущенными после Windows 2000: редистрибутивную версию (автономную версию службы Installer и сопутствующие DLL) можно развернуть на компьютерах Windows NT Server 4.0 и Windows 9x. Служба Installer работает в контексте привилегированной пользовательской учетной записи LocalSystem. Чтобы запустить службу Windows Installer, нужно дважды щелкнуть на .msi-файле (например, в Windows Explorer); при запуске службы формируется новый процесс Installer (msiexec.exe) в контексте полномочий пользователя. После того как Windows Installer завершит установку приложения, служба Installer закрывается до следующего обращения к ней.

Служба Windows Installer обеспечивает набор функций, удобных для развертывания программ, особенно при использовании совместно с функцией Software Installation в Group Policy. Главная среди этих функций — повышение полномочий (privilege escalation). Когда обычный пользователь пытается установить приложение на своем компьютере, дважды щелкнув на .msi-файле, его полномочий для выполнения установки не всегда достаточно. Однако при развертывании приложения с помощью функции Software Installation групповой политики служба Windows Installer выполняет установку в своем контексте безопасности LocalSystem.

В частности, служба Installer создает новый процесс msiexec.exe в контексте безопасности пользователя для выполнения той части установки, которая проводится в пользовательском профиле. Служба Installer использует собственный повышенный контекст безопасности (учетную запись LocalSystem) для выполнения специфической для данного компьютера части процедуры установки, для проведения которой у пользователя полномочий нет. Приложения, развернутые таким способом, называются управляемыми (managed applications). Повышение полномочий, используемое Windows Installer для управляемых приложений, как правило, возможно только при применении групповой политики, хотя метод доступен и вне процедур на базе Group Policy Object (GPO), через политику Administrative Template.

В рамках взаимозависимых отношений между Group Policy и службой Windows Installer реализованы объявления (advertisement). Как отмечалось ранее, при связывании программы с пользователем в Group Policy, в сущности, производится установка с объявлением. Таким образом, механизм Windows Installer обрабатывает сценарий объявления приложения (файл .aas), а не непосредственно .msi-файл. Файл .aas создается, когда для развертывания приложения используется Group Policy. Чтобы создать .aas-файл, редактор Group Policy Editor (GPE) вызывает функцию, экспортируемую из msi.dll (основная DLL, используемая msiexec.exe), которая генерирует уникальный сценарий объявлений внутри GPO. Таким образом, когда механизм Windows Installer обрабатывает сценарий объявлений, ему известно местонахождение соответствующего .msi-файла и части приложения, которые нужно объявить. Другими словами, процедура установки программ на базе GPO тесно связана со службой Windows Installer и наоборот.

Хранение файлов Installer на рабочей станции

Рассмотрим, что происходит на рабочей станции, когда служба Windows Installer устанавливает пакет .msi. Во-первых, чтобы обеспечить отмену действий в случае сбоя, Installer делает резервные копии всех замененных файлов, сохраняя их во временной папке на жестком диске пользователя, обычно C:config.msi. Заглянув в эту папку в ходе установки, можно увидеть в ней временные файлы с необычными именами, созданные службой Installer. После завершения установки служба Installer удаляет временные файлы.

Закончив установку, Windows Installer сохраняет экземпляр ассоциированного .msi-файла и любые трансформации, использовавшиеся Windows Installer при установке приложения, в папке \%windir%installer, назначая файлам уникальные условные имена (например, 19fe9b79.msi). Файлы в \%windir%installer в действительности представляют собой кэшированные копии всех .msi-файлов, обработанных службой Windows Installer на компьютере. Благодаря наличию кэшированных копий пользователь может изменить или удалить приложение, не обращаясь к оригинальному пакету установки, который может находиться на разделяемом диске сервера, недоступном мобильному пользователю. Windows отслеживает все развернутые приложения на базе .msi; имеющиеся функциональные блоки, компоненты и исправления, а также имя кэшированного .msi-файла в реестре.

Чтобы выяснить, какой .msi-файл с непонятным именем соответствует данному приложению на рабочей станции, следует перейти в раздел реестра HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindows CurrentVersionInstallerUserData. Разделы упорядочены по SID имени пользователя; первой показана учетная запись LocalSystem, S-1-5-18, далее обычно перечисляются все приложения, установленные на компьютере. Список доступных пользователю программ приведен под соответствующим SID пользователя.

Запуск Installer Files из командной строки и в сценариях

Существует два дополнительных способа запуска пакетных установок Windows Installer — из командной строки и сценария. С помощью msiexec.exe можно выполнять различные процедуры установки из командной строки. Полный список функций командной строки для msiexec.exe приведен в статье Microsoft «Command-Line Switches for the Microsoft Windows Installer Tool» по адресу http://support.microsoft.com/?kbid=227091. Например, из командной строки можно установить один функциональный блок в прикладном пакете, такой как инструменты консоли DNS в пакете Windows 2003 Administration Tools (adminpak.msi). С помощью Orca следует отыскать нужное имя функционального блока — в данном случае FeDNSConsole — и запустить msiexec.exe из командной строки, чтобы произвести установку:

msiexec /I adminpak.msi ADDLOCAL=FeDNSConsole

Свойство ADDLOCAL используется данной командой, чтобы указать службе Windows Installer функциональные блоки пакета, которые необходимо установить. Метод командной строки используется вместо выбора функциональных блоков пользователями или установки отдельных блоков администратором с помощью файла трансформации.

В Windows Installer SDK имеются примеры, поясняющие использование сценариев Windows Script Host (WSH) для взаимодействия со службой Windows Installer и пакетами .msi. Объект WindowsInstaller.Installer располагает методами и свойствами, которые можно применять в сценариях для выполнения таких операций, как подготовка списка всех .msi-пакетов, имеющихся в системе, добавление .cab-файла в базу данных .msi, применение трансформации в ходе установки и сравнение двух .msi-файлов базы данных. Более подробную информацию о сценарных объектах Windows Installer можно получить, изучив сценарии примеров Installer SDK в папке http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/msi/setup/using_the_automation_interface.asp.

Как было показано выше, задачи Windows Installer не ограничиваются простым щелчком на .msi-файле. Мощная технология Windows Installer позволяет гибко и быстро устанавливать программы, но для эффективного использования службы необходимо понимать принципы ее работы.

Даррен Мар-Элиа — редактор журнала Windows & NET Magazine. С ним можно связаться по адресу: dmarelia@winnetmag.net

Возможности объявлений

Объявление приложений — компонент Windows Installer, который широко используется при развертывании приложений с помощью Group Policy. Объявленное приложение на самом деле не устанавливается на настольном компьютере пользователя, обозначается лишь «присутствие» приложения. Это может быть ярлык на рабочем столе или в меню Start, ассоциирование файлов в реестре и даже COM-компонент, зарегистрированный в HKEY_CLASSES_ROOT. Объявление оповещает пользователя о том, что приложение установлено и готово к использованию. Однако сами файлы приложения разворачиваются лишь после первого обращения пользователя к приложению. Преимущество объявлений заключается в том, что приложения доступны, но устанавливаются лишь после того, как в них возникает необходимость. Благодаря объявлениям, администратору, обслуживающему 20 тыс. настольных компьютеров, приходится обновлять приложения только на компьютерах, пользователи которых действительно работают с этими программами. Недостаток объявлений — вынужденное ожидание в течение нескольких минут, пока система устанавливает приложение для первого запуска.

Типы таблиц последовательностей