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你手里有一块 Raspberry Pi 5，面前没有显示器、没有键盘鼠标，只有一台日常用的笔记本电脑，却想给它装一个 Ubuntu 操作系统。这听起来像是装机教程里最不愿意碰到的开局，但实际并没有那么复杂。只要抓住安装的实质——写卡、预配置、开机、登录，这几个环节全部可以脱离外设完成。我在多次无头（headless）装机中实测过一条非常稳的路径，这篇文章就把完整过程、每一步的底层逻辑、以及我踩过的坑都拆开讲清楚。

这套方法尤其适合手里只有笔记本、不想为一块开发板专门去翻显示器和键鼠的人，也适合那些需要在多台树莓派上批量刷系统的场景。无论你是第一次接触树莓派，还是已经用过 Pi 4 想升级到 Pi 5，这条无外设安装 Ubuntu 的路线都可以直接抄作业。

注意：Raspberry Pi 5 和 Pi 4 在供电、引导方式、发热控制上都有明显差别。如果你用的是旧版 Pi 4 的经验，部分细节需要调整，本文会针对 Pi 5 单独标注。

1. 无外设安装的核心思路和方案选型

1.1 看似“无外设”，实际上是把外设搬到了另一台电脑上

没有显示器、键盘、鼠标，不代表系统安装就无法交互。常规装系统需要人通过屏幕和键鼠跟安装程序交互，但 Ubuntu 官方以及树莓派基金会提供的烧录工具，让我们可以在另一台电脑上提前完成系统的“预安装”和“预配置”。

具体来说，无外设安装的本质就三步：

1. 把 Ubuntu 系统镜像写入 SD 卡或 NVMe 硬盘，这一步用的是读卡器或硬盘盒。
2. 在烧录的同时，把无线网络信息、SSH 开关、用户名密码等配置也一并写入启动分区。
3. 把卡插进树莓派，通电开机，树莓派自动完成系统展开，然后通过局域网连接它。

所以所谓的“没有外设”，只是把交互从树莓派的 HDMI 和 USB 接口，转移到了你手里的那台主力电脑上。树莓派通电之后，完全不需要人去碰它。

1.2 为什么选择 Ubuntu 而不是 Raspberry Pi OS

很多教程默认推荐 Raspberry Pi OS，因为它自带桌面、对树莓派硬件支持最完善。但如果你要跑的是 Ubuntu 生态下的软件、要用较新的内核、或者做服务器类应用，Ubuntu 是更合适的选择。

• Ubuntu 提供专门针对树莓派优化过的官方镜像，分为 Server 版和 Desktop 版。
• Server 版默认无桌面环境，内存占用低，非常适合无外设场景。
• Ubuntu 的软件源、文档、社区资源比 Raspberry Pi OS 更丰富，很多云原生工具链（比如 Docker、Kubernetes）官方优先支持 Ubuntu。
• Ubuntu 24.04 LTS 对树莓派 5 支持得很好，64 位 ARM 架构。

如果你的目标是跑一个带界面的系统，可以选择 Ubuntu Desktop。但如果你的目标是“装完能用、稳定运行、方便远程管理”，Server 版是首选。本文以 Ubuntu Server 24.04 LTS 为例说明无外设安装过程。

1.3 关键工具选型：Raspberry Pi Imager

无外设安装最关键的辅助工具是树莓派官方的烧录工具Raspberry Pi Imager。它同时支持 Windows、macOS 和 Linux，功能远不只是把镜像写进 SD 卡，还内置了丰富的系统预配置能力。

Raspberry Pi Imager 的主要优势：

• 自动下载官方系统镜像，免去手动找镜像的麻烦。
• 支持烧录时直接写入网络配置、SSH、用户密码。
• 支持验证写入结果，避免碰上残次 SD 卡导致的莫名问题。
• 跨平台一致，团队协作时大家用同一套流程，避免环境差异。

在其他烧录工具（比如 balenaEtcher、Win32DiskImager）里，你只能得到一张“裸”系统卡，开机后如果没有外设，你既不知道怎么联网，也不知道能不能开启 SSH，这在前几步就会卡死。而 Raspberry Pi Imager 的预配置功能，正是无外设安装的突破口。

2. 准备工作：硬件清单与系统镜像获取

2.1 树莓派 5 的硬件要点

树莓派 5 在供电和数据接口上相比前代做了明显改动，我先把硬件方面最容易出问题的点列出来：

• 供电要求更高：树莓派 5 官方建议使用 5V/5A USB-C 电源（支持 PD 协议）。如果使用普通手机充电器，可能因为供电不足导致系统反复重启，或者 USB 外设无法稳定工作。这是一个看起来无关紧要、实际上影响非常大的细节。
• SD 卡启动仍然支持：树莓派 5 延续了从 SD 卡启动的方式，这也是大多数人最容易上手的存储方案。
• NVMe 启动：如果配合官方 NVMe HAT，可以从 M.2 固态硬盘启动。这个方案理论上读取速度更快，但首次安装过程比 SD 卡多一些步骤。这篇文章以 SD 卡为主，后续可以延伸说 NVMe。

供电和数据存储是树莓派 5 无外设安装中最容易翻车的两个点，如果你用的是在树莓派 4 上一直正常的电源，要注意可能喂不饱 Pi 5。

2.2 系统镜像选择：Ubuntu Server vs Desktop

Ubuntu 官方镜像主页提供了树莓派专用的多个版本，选择时需要想清楚用途：

个人建议：第一次尝试无外设安装，优先选Ubuntu Server 24.04 LTS，因为它在无外设条件下最容易配置成功，且后续可随时通过sudo apt install ubuntu-desktop补装桌面环境。一开始就装 Desktop 版本也可以，但首启动展开时间长、占用 SD 卡空间大，如果 SD 卡质量一般，过程会拖得比较久。

2.3 使用 Raspberry Pi Imager 自动下载镜像

打开 Raspberry Pi Imager，点击“Choose OS”，在列表里找到“Other general-purpose OS”并展开，选中“Ubuntu”分类。这里会列出多个 Ubuntu 版本，选择你需要的版本。

一个实用技巧：如果你所在地区访问官方源很慢，可以提前手动下载 Ubuntu 树莓派镜像（.img.xz文件），然后在 Imager 里选择“Use custom”，直接选取本地镜像文件。这样可以避开 Imager 内置下载源速度不稳定的问题，也方便团队内部统一镜像版本。

3. 烧录系统时完成预配置，这是整套流程的灵魂

3.1 进入预配置界面

Raspberry Pi Imager 在点击“Write”之后，烧录完成前会弹出一个齿轮图标，提示“Edit settings”。有些人会直接跳过，但无外设安装的全部秘密都藏在这个设置里。

点击齿轮图标后，建议逐一填好以下内容：

1. Set hostname：给树莓派起一个主机名，比如ubuntu-pi。方便后续通过主机名访问。
2. Enable SSH：勾选并选择“Use password authentication”或“Allow public-key authentication only”。如果只是为了快速上手，用密码认证最简单；如果要长期远程管理，建议配置 SSH 公钥。
3. Set username and password：设定登录用户名和密码。注意，Ubuntu 的系统默认用户不是pi，pi用户是 Raspberry Pi OS 才有的。
4. Configure wireless LAN：填 Wi-Fi 的 SSID 和密码，选择国家代码（比如 CN 或 US），这个信息会写入系统的网络配置。
5. Set locale settings：设置时区（比如 Asia/Shanghai）和键盘布局。

3.2 预配置背后的原理

预配置这一步看似只是填个表，实际上是把原本需要人工在安装界面里完成的工作提前做完了。树莓派启动后，系统首次引导会读取 SD 卡启动分区（boot）里预先写入的配置，并自动应用这些设置。

具体来说：

• SSH 配置会写入ssh文件或系统级 SSH 服务配置，使 openssh-server 在首次启动时自动启用。
• 无线网络写入user-data文件（cloud-init 配置），系统通过 Netplan 或 cloud-init 自动连接指定 Wi-Fi。
• 用户创建也是通过 cloud-init 机制完成的，Ubuntu 默认使用 cloud-init 做首次引导配置。

理解这一点后，你就能明白为什么烧录时填好配置是“灵魂”——它相当于替树莓派完成了所有需要人为输入的第一次配置。

3.3 想自定义更多配置怎么办

Raspberry Pi Imager 自带的预配置选项覆盖了大多数场景，但如果你需要更细粒度的控制，可以在烧录完成之后，手动编辑 SD 卡里的user-data文件。SD 卡被识别为可移动磁盘时，会分成两个分区：bootfs和writable。

你会看到bootfs分区里有user-data和network-config两个文件，其中：

• network-config：控制网络配置，默认包含 Wi-Fi 的配置模板，可以修改静态 IP、网关、DNS。
• user-data：cloud-init 的用户数据文件，包含用户、SSH、时区、软件包安装等指令。

如果想让树莓派开机后自动执行某条命令（比如安装指定软件包、拉取代码），都可以写进user-data的runcmd字段。这个文件是 YAML 格式，缩进错误会导致配置不生效，修改时务必小心。

4. 烧录和首次启动，无外设安装的实操环节

4.1 烧录过程实测记录

以我用的 32GB A2 级 SD 卡为例，烧录 Ubuntu Server 24.04 镜像（约 1.1GB 下载体积，写入后系统占用约 3.5GB）的全过程大约 5 到 8 分钟。Imager 界面会显示进度条和写入速度，写入完成后自动进入校验阶段。

烧录完成后，Imager 会提示“The drive has been written successfully”。这时候就可以安全弹出 SD 卡。

有一次我用了一张年代久远的 Class 4 卡，写入速度很慢，校验阶段还报错了。换了一张 A2 规格的卡后一切正常。给树莓派装系统，SD 卡质量不能太差，真的会直接影响成败。

4.2 插入 SD 卡并通电开机

把烧录好的 SD 卡插入树莓派 5，接好网线（如果不想依赖 Wi-Fi，直接用有线网络更稳），然后插上电源。

这时候你可能想确认系统有没有开始跑，但因为没有外设，只能通过两种方式判断状态：

1. 观察绿 PWR 灯和 ACT 灯（闪烁表示 SD 卡读写活跃）。
2. 等两分钟，然后在同一局域网内用电脑尝试连接它。

如果是首次启动 Ubuntu Server，系统展开可能需要 1 到 5 分钟，取决于 SD 卡速度和镜像大小。耐心等待，别急着断电。

4.3 找到树莓派的 IP 地址

无外设安装中最容易卡住的一步，就是怎么知道树莓派拿到什么 IP。操作系统装好了，但得能连上才算成功。这里有几种方法：

1. 从路由器后台看：进入路由器管理界面，在“DHCP 客户端列表”或“已连接设备”里找ubuntu-pi或类似主机名，记录 IP 地址。
2. 用主机名直接访问：如果在预配置里设置了主机名，且电脑和树莓派在同一局域网，可以直接ssh ubuntu-pi.local。macOS 和 Linux 通常会解析.local后缀，Windows 不一定。
3. 用arp-scan扫描局域网：在电脑上安装arp-scan，扫描当前网段，找出树莓派的 MAC 地址（树莓派网卡 MAC 通常以dc:a6:32或e4:5f:01等开头）。
4. 用官方工具查找：Raspberry Pi Imager 没有直接的 IP 扫描功能，但可以配合nmap等工具扫描局域网。

我比较推荐的方法：先在路由器后台看主机名对应的 IP，找不到再用arp-scan。快速、零额外依赖。

4.4 SSH 连接并完成首次登录

拿到 IP 后，在电脑终端执行：

ssh ubuntu-pi@192.168.1.100

输入在预配置阶段设置的用户名和密码，登录成功后你会看到 Ubuntu 的命令行提示符。到这里，无外设安装就已经走通了一大半。

首次登入后，如果烧录时写入了user-data里的runcmd指令，系统可能还在后台执行安装任务，可以运行sudo cloud-init status --wait查看是否完成。等状态变成done后，再继续做系统更新。

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

这一步更新系统核心软件包，建议每次都做，因为刚烧录完的镜像可能离发布日已经过去很久，里面可能有安全更新。

5. 特殊情况和高级玩法

5.1 预配置 SSH 没有生效怎么办

有时候按照流程填了 SSH 配置，但开机后 SSH 连接被拒绝。排查思路：

1. SD 卡里的user-data是否正确生成。可以在烧录完成后重新插回电脑，查看bootfs分区里有没有ssh这个空文件，以及user-data里是否包含 ssh 相关配置。
2. Ubuntu Server 默认是否放行 SSH 服务的防火墙规则。检查系统内sudo ufw status。
3. 树莓派是否拿到了正确的 IP，而不是连接到了其它设备。

如果user-data配置有问题，最简单的解法是把 SD 卡重新插回电脑，用文本编辑器手动修改user-data，或者把ssh文件放到bootfs分区（注意是空文件，无扩展名），这样系统每次启动都会开启 SSH 服务。

5.2 没有 Wi-Fi 环境怎么办

如果你所处的网络环境没有无线网络，或者不方便告知 Wi-Fi 密码，还有一个备用方案：直接把树莓派用网线连接到路由器或交换机。这种方式不需要配置 Wi-Fi，系统启动后通过 DHCP 自动获取 IP。

如果连路由器都没有，只有一台电脑，也可以用网线直连树莓派和电脑。电脑手动配置一个169.254.x.x或指定静态 IP（例如192.168.1.10/24），树莓派通过 link-local 自分配地址后，理论上可以用ssh ubuntu@192.168.1.1等方式连接，但这种方法比较复杂，且和网络环境具体配置强相关，只建议在有经验的场景下使用。

5.3 从 SD 卡启动迁移到 NVMe 启动

树莓派 5 支持从 NVMe 固态硬盘启动，如果你计划长期跑服务，建议后续迁移到 NVMe。迁移方式有两种：

1. 重新烧录：把 NVMe 硬盘通过 USB 转 M.2 硬盘盒接在电脑上，直接用 Raspberry Pi Imager 烧录，重复上面的预配置步骤。
2. 从 SD 卡系统克隆：在树莓派运行的系统里，把根文件系统复制到 NVMe 硬盘上，然后通过config.txt设置引导顺序（树莓派 5 默认支持自动探测）。

NVMe 启动对比 SD 卡，加载速度提升是天壤之别，尤其适合数据库、Web 服务、AI 推理等 I/O 密集型任务。

6. 常见问题与排查技巧实录

6.1 树莓派通电后无反应

可能原因：

• 供电不足：换用官方 5V/5A 电源。
• SD 卡未插紧或卡损坏：重新插拔，或换卡。
• 系统镜像未烧好：用 Imager 重新烧录一次，烧录完成同时勾选校验。

6.2 SSH 提示连接超时或拒绝

先 ping 树莓派 IP：

ping 192.168.1.100

能通但 SSH 连不上，多半是 OpenSSH 服务没启动，或者端口被防火墙拦截。不能通，说明树莓派没有拿到 IP，或者不在同一网段。

最常见的坑：电脑连着 5G Wi-Fi，树莓派连接 2.4G Wi-Fi，看起来都是同一个路由器，但不同的 SSID 可能划分成不同 VLAN，导致两个设备互相访问不到。这时候用有线网络最省心。

6.3 Ubuntu 的默认用户是什么

Ubuntu 树莓派镜像里没有默认的pi用户。如果你在安装阶段没有设置用户，登录时会发现不知道用户名是什么。解决办法：

• 重新烧录，并确保在 Imager 设置里填写 username。
• 如果卡里的user-data已经存在，可以编辑它，添加用户字段。

6.4 cloud-init 卡住的问题

有时候首次启动后系统会在 cloud-init 阶段停留很久，尤其是在网络不好的情况下。可以用sudo cloud-init status --wait或者tail -f /var/log/cloud-init-output.log查看进度和错误。

如果确认 cloud-init 卡死，且不急着重试，也可以在启动阶段等待 5 分钟后再复查。如果持续卡住，最稳妥的解决办法就是重新烧录，配置阶段先不填 Wi-Fi，直接插网线，等系统起来后再手动配置网络。

我在实际使用中遇到过一次 Wi-Fi 密码填错的情况，烧录时不会报错，开机后系统一直尝试连接 Wi-Fi 失败，表现为 IP 一直找不到。后来我把 SD 卡拔下来，仔细看了network-config才发现密码少了一位，修正后重新插回，马上就连上了。

6.5 Raspberry Pi 5 发热保护导致掉线

Raspberry Pi 5 性能比前代强很多，但发热也更猛。如果没有散热片或风扇，高强度运行时可能触发过热降频，极端情况下系统会卡顿甚至死机。无外设安装时你看不到温度，但可以通过 SSH 远程查看：

vcgencmd measure_temp

如果温度过高，一是给树莓派加上官方散热风扇，二是别把树莓派闷在密闭盒子里。

7. 总结一下无外设安装的关键经验

整个过程走下来，你会发现无外设安装 Ubuntu 其实并不神秘，它只是将交互式安装过程拆分成了“预配置 + 自动部署”两个阶段。对我个人来说，最有价值的技巧有几点：

• 宁可多花两分钟检查预配置的 Wi-Fi 密码、用户名、SSH 开关，也别等到开机后两眼一黑找 IP。
• 优先用有线网络做首次启动连接，能省掉很多 Wi-Fi 环境下的奇怪问题。
• 系统起来后第一时间做apt update && apt upgrade，避免带着陈旧软件包跑服务。
• 把烧录工具、常用镜像、arp-scan这类查找工具提前装好，让整个流程保持完整闭环。

之后你再拿到一块树莓派 5，哪怕周围什么都没有，只要带一台电脑、一张卡、一根电源线，就可以在十分钟内让它安静地跑起 Ubuntu，并把你带到它的命令行前面。这种感觉试过一次就会明白，真的很省事。