环境搭建：Ubuntu系统配置、CUDA/cuDNN安装、Docker部署、PyTorch环境配置

说实话，工业质检的部署环境，比训练环境要「脏」得多。训练可以在云上随便折腾，但到了产线工控机，系统版本、驱动、库依赖，任何一个环节出问题，模型就跑不起来。这一章，我把这几年踩过的坑和沉淀下来的标准流程，一次性讲清楚。

2.1 Ubuntu系统基础配置

我个人习惯用Ubuntu 20.04 LTS或22.04 LTS。为什么？因为NVIDIA的驱动和CUDA对这两个版本支持最稳。我曾经在18.04上折腾过RTX 4090的驱动，那叫一个痛苦。

2.1.1 系统安装后的「三板斧」

装完系统第一件事，不是装CUDA，而是先把系统源换掉，再装基础工具链。你想想看，如果源在国外，下载一个驱动包等半小时，产线那边等着验收，心态直接崩。

# 1. 备份并更换apt源为清华源
sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
sudo sed -i 's/archive.ubuntu.com/mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list
sudo sed -i 's/security.ubuntu.com/mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list

# 2. 更新系统并安装基础工具
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y build-essential dkms git curl wget vim net-tools

# 3. 禁用系统自带的nouveau驱动（NVIDIA驱动安装的前置条件）
sudo bash -c "echo 'blacklist nouveau' >> /etc/modprobe.d/blacklist-nvidia-nouveau.conf"
sudo bash -c "echo 'options nouveau modeset=0' >> /etc/modprobe.d/blacklist-nvidia-nouveau.conf"
sudo update-initramfs -u

2.2 CUDA与cuDNN安装

工业场景下，我建议不要追最新版CUDA。最新版往往意味着兼容性问题。YOLOv8官方推荐CUDA 11.8或12.1，我实测下来，11.8最稳，几乎所有工控机都能跑。

2.2.1 安装NVIDIA驱动

驱动版本和CUDA版本有对应关系。我习惯用runfile安装，因为apt安装的驱动版本往往太老。

# 查看推荐驱动版本
ubuntu-drivers devices

# 安装推荐驱动（比如nvidia-driver-535）
sudo apt install -y nvidia-driver-535

# 或者从NVIDIA官网下载runfile安装（推荐）
# 先停止图形界面服务
sudo service gdm3 stop
# 赋予执行权限并安装
chmod +x NVIDIA-Linux-x86_64-535.154.05.run
sudo ./NVIDIA-Linux-x86_64-535.154.05.run --no-opengl-files

2.2.2 安装CUDA Toolkit

去NVIDIA官网下载CUDA 11.8的runfile。我不用deb包，因为runfile可以自定义安装路径，方便多版本共存。

# 下载CUDA 11.8
wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/11.8.0/local_installers/cuda_11.8.0_520.61.05_linux.run

# 安装（注意不要安装驱动，只安装Toolkit）
sudo sh cuda_11.8.0_520.61.05_linux.run --toolkit --silent --override

# 配置环境变量
echo 'export PATH=/usr/local/cuda-11.8/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
echo 'export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-11.8/lib64:$LD_LIBRARY_PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# 验证安装
nvcc --version

2.2.3 安装cuDNN

cuDNN是深度学习的加速库，YOLO的卷积操作依赖它。需要去NVIDIA官网注册下载，这里假设你已经下载了cudnn-linux-x86_64-8.9.7.29_cuda11-archive.tar.xz。

# 解压并复制到CUDA目录
tar -xvf cudnn-linux-x86_64-8.9.7.29_cuda11-archive.tar.xz
sudo cp cudnn-linux-x86_64-8.9.7.29_cuda11-archive/include/cudnn*.h /usr/local/cuda-11.8/include/
sudo cp cudnn-linux-x86_64-8.9.7.29_cuda11-archive/lib/libcudnn* /usr/local/cuda-11.8/lib64/
sudo chmod a+r /usr/local/cuda-11.8/include/cudnn*.h /usr/local/cuda-11.8/lib64/libcudnn*

# 验证cuDNN版本
cat /usr/local/cuda-11.8/include/cudnn_version.h | grep CUDNN_MAJOR -A 2

2.3 Docker部署环境

说实话，Docker是工业部署的「救命稻草」。产线上的工控机环境千奇百怪，有了Docker，你只需要保证宿主机有NVIDIA驱动和Docker，剩下的全部交给镜像。

2.3.1 安装Docker与NVIDIA Container Toolkit

# 安装Docker
curl -fsSL https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
sudo apt update
sudo apt install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 安装NVIDIA Container Toolkit
distribution=$(. /etc/os-release;echo $ID$VERSION_ID)
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/gpgkey | sudo apt-key add -
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/$distribution/nvidia-docker.list | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-docker.list
sudo apt update
sudo apt install -y nvidia-container-toolkit
sudo systemctl restart docker

# 验证Docker能否调用GPU
sudo docker run --rm --gpus all nvidia/cuda:11.8.0-base-ubuntu20.04 nvidia-smi

2.3.2 构建YOLO部署镜像

我习惯基于nvidia/cuda:11.8.0-cudnn8-runtime-ubuntu20.04构建镜像，这个镜像已经包含了CUDA和cuDNN，省去手动安装的麻烦。

# Dockerfile
FROM nvidia/cuda:11.8.0-cudnn8-runtime-ubuntu20.04

# 换源并安装Python和基础库
RUN sed -i 's/archive.ubuntu.com/mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list && \
    apt update && apt install -y python3 python3-pip libgl1-mesa-glx libglib2.0-0 && \
    pip3 install --upgrade pip -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

# 安装PyTorch和YOLO依赖
RUN pip3 install torch==1.13.1+cu117 torchvision==0.14.1+cu117 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu117 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple && \
    pip3 install ultralytics opencv-python-headless -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

WORKDIR /workspace
COPY . /workspace

CMD ["python3", "deploy.py"]

2.4 PyTorch环境配置

PyTorch的安装其实是最简单的，但版本选择有讲究。工业部署我推荐PyTorch 1.13.1或2.0.1，这两个版本对ONNX导出支持最好。

2.4.1 安装PyTorch

# 创建虚拟环境（推荐）
python3 -m venv yolov8_env
source yolov8_env/bin/activate

# 安装PyTorch 1.13.1（对应CUDA 11.7/11.8）
pip install torch==1.13.1+cu117 torchvision==0.14.1+cu117 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu117

# 验证PyTorch能否调用GPU
python -c "import torch; print(torch.cuda.is_available()); print(torch.cuda.get_device_name(0))"

2.4.2 安装YOLOv8与验证

# 安装ultralytics库
pip install ultralytics

# 下载预训练模型并测试推理
yolo predict model=yolov8n.pt source='https://ultralytics.com/images/bus.jpg'

# 检查推理结果
ls -la runs/detect/predict/

2.5 环境搭建知识体系

下面这张图，是我总结的环境搭建全流程。每次在新工控机上部署，我就照着这个流程走一遍，基本不会出问题。

2.6 环境验证清单

每次搭建完环境，我都会跑一遍下面的验证清单。全部通过，才敢把工控机交给产线。