一个自由职业程序员的树莓派：容器工具篇
阅读本篇之前，建议您先了解 基础准备篇 和 内网穿透篇 的内容。
《一个自由职业程序员的树莓派》系列文章包括：
容器是当下最流行的后端软件部署和运行技术，在树莓派4b这种 arm64 架构上同样也能提供很好的支持。作为自由职业程序员，将我们开发、测试和演示过程都在容器中进行，可以减少对树莓派主机系统环境的破坏，也能更好的接近生产环境的部署。容器技术已经成为程序员当下必备的技能。
下面，我们就开始来亲手打造吧。
- 安装 Docker 容器运行工具
- 安装 Portainer 容器管理工具
- 安装 Registry 容器镜像管理工具
- 推送容器镜像并部署容器
安装 Docker 容器运行工具
步骤1：更新 apt 软件包索引并安装软件包，以允许 apt 通过 HTTPS 使用存储库。
sudo apt update
sudo apt install \
apt-transport-https \
ca-certificates \
curl \
gnupg-agent \
software-properties-common
步骤2：添加 Docker 官方 GPG key。
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
通过搜索指纹的最后8个字符，验证你刚得到带指纹的 key：
sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88
步骤3：设置 arm64 架构的稳定版本存储库。
sudo add-apt-repository \
"deb [arch=arm64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
$(lsb_release -cs) \
stable"
步骤4：安装 Docker 引擎。
sudo apt update
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
如果要安装指定版本的 Docker 引擎，或者需要更多的帮助，可参考官方安装说明 https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/。
启动
sudo systemctl start docker
配置容器镜像加速：
编辑配置文件 /etc/docker/daemon.json ：
{
"registry-mirrors": [
"https://xxxxxxxx.mirror.aliyuncs.com",
"https://mirror.ccs.tencentyun.com",
"https://registry.docker-cn.com",
"https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
"https://hub-mirror.c.163.com",
"https://reg-mirror.qiniu.com"
]
}
备注：阿里云的镜像加速器地址，参见 https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors ，然后将 xxxxxxxx 变更为你获取到的地址。
# 重新启动 Docker 服务
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
安装 Portainer 容器管理工具
默认用使用 9000 端口。
sudo docker run -d --restart=always --name=portainer \
-p 9000:9000 \
-v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
-v /data/portainer/data:/data \
portainer/portainer-ce:2.0.0
备注：如果你不只一台树莓派，可以再暴露 8000 端口：-p 8000:8000，给 EDGE Agent 用于反向隧道功能。
如果要安装最新稳定版本，可去掉镜像名称后面的具体版本号。
通过 http://192.168.31.199:9000 访问控制台界面。首次登录时，设置一下自己的管理密码即可。
为了更好的使用容器管理工具，我们参考 内网穿透篇，通过二级域名来访问，并启用 HTTPS。
在 frp client 端的配置文件 frpc.ini 中增加代理。
[portainer]
type = https
subdomain = portainer
plugin = https2http
plugin_local_addr = 127.0.0.1:9000
plugin_crt_path = /data/certs/portainer.mydomain.com/server.crt
plugin_key_path = /data/certs/portainer.mydomain.com/server.key
plugin_host_header_rewrite = 127.0.0.1
plugin_header_X-From-Where = frp
关于证书相关文件 server.crt 和 server.key，请在公网申请免费证书时获取，或者使用自己生成的证书。
这样就可以通过域名来访问了，比如 http://portainer.mydomain.com。
Portainer Dashboard
安装 Registry 容器镜像管理工具
# 创建认证和镜像仓库数据目录
cd /data
sudo mkdir -p registry/auth
sudo mkdir -p registry/library
# 通过 htpasswd 工具，创建并确认凭据
sudo apt install apache2-utils
sudo htpasswd -Bbn admin admin > /data/registry/auth/htpasswd
sudo cat /data/registry/auth/htpasswd
可将其中的 admin admin 更换为更换的用户名和密码。
sudo docker run -d --restart=always --name registry \
-p 5000:5000 \
-v /data/registry/auth:/auth:ro \
-v /data/registry/var-lib-registry:/var/lib/registry \
-v /data/certs/registry.mydomain.com:/certs:ro \
-e "REGISTRY_AUTH=htpasswd" \
-e "REGISTRY_AUTH_HTPASSWD_REALM=Registry Realm" \
-e "REGISTRY_AUTH_HTPASSWD_PATH=/auth/htpasswd" \
-e "REGISTRY_HTTP_TLS_CERTIFICATE=/certs/server.crt" \
-e "REGISTRY_HTTP_TLS_KEY=/certs/server.key" \
registry:2.7.1
如果镜像有新版本，请更换其镜像版本号。
更多细节，参见：https://docs.docker.com/registry/ 。
为了更好的使用镜像管理工具，我们参考 内网穿透篇，通过二级域名来访问。
在 frp client 端的配置文件 frpc.ini 中增加代理。
[registry]
type = https
local_port = 5000
subdomain = registry
推送容器镜像并部署容器
如果暂未配置 TLS，要使用自己搭建的镜像中心，需要在 /etc/docker/daemon.json 文件中添加以下配置，才可以推送或拉取自己镜像中心的镜像。
{
"insecure-registries" : ["registry.mydomain.com"]
}
更多细节，参见：https://docs.docker.com/registry/insecure/ 。
接下来，就可以登录镜像中心，推送或拉取镜像了。
# 登录
sudo docker login registry.mydomain.com
# 推送或拉取镜像
sudo docker pull hello-world
sudo docker tag hello-world registry.mydomain.com/library/hello-world:1.0
sudo docker push registry.mydomain.com/library/hello-world:1.0
sudo docker pull registry.mydomain.com/library/hello-world:1.0
恭喜您，已完成容器工具的安装，后续的树莓派上安装应用，我们就可以用容器的方式来部署了，这样可以确保树莓派本身的 Ubuntu 操作系统干净整洁，部署的应用也易迁移。如果需要更好的容器编排工具，可以安装 microk8s、k3s 或 kubeedge 等，不过相对比较消耗树莓派的资源，暂不介绍了。做基本的容器部署，有 portainer 可视化管理工具目前基本够用了。
另外，对于你电脑端的 Docker，如果要尝试使用 Kubernetes 来编排部署容器应用，请参见：如何成功启动 Docker 自带的 Kubernetes？
我是几昆虫，一个追求终身成长的努力者。感谢您完整阅读这篇文章，期待与你的思想相遇。
