## 3.5 Raspberry Pi

树莓派等 ARM 架构设备在物联网和边缘计算领域应用广泛。本节介绍如何在树莓派上安装 Docker。

### 树莓派运行 Docker 的现实考虑

树莓派是 Docker 在边缘计算的一个优秀用例。但在安装前，笔者建议你了解几个实际情况：

**性能特性**：
- Raspberry Pi 4 及以上才能流畅运行 Docker 和基本容器
- Raspberry Pi Zero 2 可以运行，但性能受限
- 磁盘 I/O 是主要瓶颈（特别是使用 microSD 卡时）

**镜像可用性**：
- 并非所有 Docker 镜像都有 ARM 版本（arm64 或 armv7）
- 官方镜像通常提供多架构支持，但第三方镜像可能没有
- 某些依赖 Intel 特定指令的应用无法在 ARM 上运行

**存储和内存**：
- 容器镜像会占用较多存储空间，128GB microSD 卡建议最多运行 3-4 个中等大小的容器
- 512MB 或 1GB 内存的树莓派运行多个容器会非常吃力

**实践建议**：树莓派 Docker 部署最适合轻量级应用——单个微服务、监控代理、Web 服务器等。复杂多容器应用还是应该部署在性能更强的硬件上。

> 警告：切勿在没有配置 Docker APT 源的情况下直接使用 apt 命令安装 Docker。

### 3.5.1 系统要求

Docker 对 ARM 架构有着良好的支持。

Docker 可以运行在多种 CPU 架构上，但本小节**只聚焦 Raspberry Pi OS 32-bit (armhf)** 的官方安装流程；如果你使用的是 64 位 Raspberry Pi OS，请直接参考 Debian `arm64` 安装说明。

Docker 官方目前单独提供的是 **Raspberry Pi OS 32-bit (armhf)** 安装页，支持情况如下：

* Raspberry Pi OS Bookworm
* Raspberry Pi OS Bullseye

> **重要提醒**：Docker Engine v28 是官方最后一个支持 Raspberry Pi OS 32-bit (armhf) 的大版本。从 v29 开始，32 位 Raspberry Pi OS 不再提供新主版本软件包。若你使用的是 64 位 Raspberry Pi OS，请直接参考 Debian `arm64` 安装方式。

*注：*`Raspberry Pi OS` 由树莓派的开发与维护机构[树莓派基金会](https://www.raspberrypi.org/)官方支持，并推荐用作树莓派的首选系统，其基于 `Debian`。

### 3.5.2 使用 APT 安装

推荐使用 APT 包管理器进行安装，以确保版本的稳定性和安全性。

先安装基础依赖，并准备密钥目录：

```bash
$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get install \
     ca-certificates \
     curl \
     gnupg
```
默认建议优先使用 Docker 官方仓库；如果企业内网维护了受信任镜像站，可自行替换仓库 URL。

为了确认所下载软件包的合法性，需要添加软件源的 GPG 密钥。

```bash
$ sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
$ sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/raspbian/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
$ sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc
```
然后，我们需要向 `sources.list` 中添加 Docker 软件源：

```bash
$ sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.sources <<EOF
Types: deb
URIs: https://download.docker.com/linux/raspbian
Suites: $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME")
Components: stable
Architectures: $(dpkg --print-architecture)
Signed-By: /etc/apt/keyrings/docker.asc
EOF
```
> 以上命令会添加稳定版本的 Docker APT 源，如果需要测试版本的 Docker 请将 stable 改为 test。

#### 报错解决办法

在 `Raspberry Pi OS Bullseye/Bookworm` 中，如果你使用 `add-apt-repository` 添加源，可能会出现如下报错。官方当前更推荐的做法是**不要继续回退到旧式单行 `deb` 配置**，而是直接使用上面的 `docker.sources` 文件方式写入仓库：

```bash
Traceback (most recent call last):
 File "/usr/bin/add-apt-repository", line 95, in <module>
   sp = SoftwareProperties(options=options)
 File "/usr/lib/python3/dist-packages/softwareproperties/SoftwareProperties.py", line 109, in __init__
   self.reload_sourceslist()
 File "/usr/lib/python3/dist-packages/softwareproperties/SoftwareProperties.py", line 599, in reload_sourceslist
   self.distro.get_sources(self.sourceslist)
 File "/usr/lib/python3/dist-packages/aptsources/distro.py", line 91, in get_sources
   raise NoDistroTemplateException(
aptsources.distro.NoDistroTemplateException: Error: could not find a distribution template for Raspbian/bullseye
```
如果之前已经写入了错误的源配置，建议先删除旧条目，再重新执行本节前面的 `docker.asc + docker.sources` 两步。

#### 安装 Docker

更新 apt 软件包缓存，并安装 Docker Engine 及常用 CLI 插件。

```bash
$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
```

### 3.5.3 使用脚本自动安装

在测试或开发环境中，Docker 官方提供了便捷安装脚本，但官方明确不建议把它作为生产环境的标准安装方式。

在真正执行前，建议先用 `--dry-run` 预览脚本动作：

```bash
$ curl -fsSL get.docker.com -o get-docker.sh
$ sudo sh ./get-docker.sh --dry-run

# 若需要测试频道：
# curl -fsSL https://test.docker.com -o test-docker.sh
# sudo sh ./test-docker.sh

```
确认无误后，再执行 `sudo sh ./get-docker.sh` 安装稳定版。如果你运行的是 64 位 Raspberry Pi OS，更推荐直接迁移到 Debian `arm64` 安装路径，而不是继续停留在 32 位 armhf 流程上。

### 3.5.4 启动 Docker

```bash
$ sudo systemctl enable --now docker
```

### 3.5.5 建立 docker 用户组

默认情况下，`docker` 命令会使用 [Unix socket](https://en.wikipedia.org/wiki/Unix_domain_socket) 与 Docker 引擎通讯。而只有 `root` 用户和 `docker` 组的用户才可以访问 Docker 引擎的 Unix socket。出于安全考虑，一般 Linux 系统上不会直接使用 `root` 用户。因此，更好的做法是将需要使用 `docker` 的用户加入 `docker` 用户组。

> ⚠️ **安全警告：`docker` 用户组等同于 `root` 权限**
>
> 将用户加入 `docker` 组免去了每次执行 `docker` 命令时输入 `sudo` 的繁琐，但这也意味着该用户可以轻易获取主机的最高 root 权限（例如通过挂载根目录运行容器）。
> 如果你在一个多用户共享的生产系统上配置，切勿随意将普通用户加入此组。此时，更安全的替代方案是使用官方提供的 **[Rootless 模式 (Rootless mode)](https://docs.docker.com/engine/security/rootless/)**，它允许在没有任何 root 权限的情况下运行 Docker 守护进程和容器。

建立 `docker` 组：

```bash
$ sudo groupadd docker
```
将当前用户加入 `docker` 组：

```bash
$ sudo usermod -aG docker $USER
```
退出当前终端并重新登录，进行如下测试。

### 3.5.6 测试 Docker 是否安装正确

```bash
$ docker run --rm hello-world

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
4ee5c797bcd7: Pull complete
Digest: sha256:308866a43596e83578c7dfa15e27a73011bdd402185a84c5cd7f32a88b501a24
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

To generate this message, Docker took the following steps:
 1. The Docker client contacted the Docker daemon.
 2. The Docker daemon pulled the "hello-world" image from the Docker Hub.
    (arm32v7)
 3. The Docker daemon created a new container from that image which runs the
    executable that produces the output you are currently reading.
 4. The Docker daemon streamed that output to the Docker client, which sent it
    to your terminal.

To try something more ambitious, you can run an Ubuntu container with:
 $ docker run -it ubuntu bash

Share images, automate workflows, and more with a free Docker ID:
 https://hub.docker.com/

For more examples and ideas, visit:
 https://docs.docker.com/get-started/
```
若能正常输出以上信息，则说明安装成功。

*注意：*ARM 平台不能使用 `x86` 镜像，查看 Raspberry Pi OS 可使用镜像请访问 [arm32v7](https://hub.docker.com/u/arm32v7/) 或者 [arm64v8](https://hub.docker.com/u/arm64v8/)。

### 3.5.7 镜像加速

如果在使用过程中发现拉取 Docker 镜像十分缓慢，可以配置 Docker [国内镜像加速](3.9_mirror.md)。
