Vagrant 入門指南

Qhh0205發表於2018-04-28

Vagrant 入門指南

Vagrant 簡介

Vagrant 是一個用來構建和管理虛擬機器環境的工具。Vagrant 有著易於使用的工作流，並且專注於自動化，降低了開發者搭建環境的時間，提高了生產力。解決了“在我的機器上可以工作”的問題。

Vagrant 是為了方便的實現虛擬化環境而設計的，使用 Ruby 開發，基於 VirtualBox 等虛擬機器管理軟體的介面，提供了一個可配置、輕量級的行動式虛擬開發環境。使用 Vagrant 可以很方便的就建立起來一個虛擬環境，而且可以模擬多臺虛擬機器，這樣我們平時還可以在開發機模擬分散式系統。

團隊新員工加入，常常會遇到花一天甚至更多時間來從頭搭建完整的開發環境，而有了 Vagrant，只需要直接將已經打包好的 package（裡面包括開發工具，程式碼庫，配置好的伺服器等）拿過來就可以工作了，這對於提升工作效率非常有幫助。

為什麼選擇 Vagrant

Vagrant 提供了一個易於配置，可重複使用，相容的環境，透過一個單一的工作流程來控制，幫助你和團隊最大化生產力和靈活性。 為了實現 Vagrant 的魔力，Vagrant 站在了巨人的肩膀上。虛擬機器的配置基於 VirtualBox，VMware，AWS 或者其他提供商。然後一些配置工具，比如 shell 指令碼，Chef 或者 Puppet 可以自動化地在虛擬機器安裝並配置軟體。

對於開發者人員

如果你是一個開發者，Vagrant 將在一個一次性的、一致的環境中隔離依賴項及其配置，而不會影響你習慣使用的任何工具（編輯器、瀏覽器、偵錯程式等）。一旦你或者其他人建立了一個 Vagrantfile，你只需要執行 vagrant up 所有的東西就自動安裝和配置了。你團隊中的其他成員使用同一個配置檔案來建立開發環境，因此不管你工作在 Linux，MacOS X 還是 Windows， 所有團隊的成員都可以在統一的環境環境中執行程式碼，這樣就可以避免“在我的機器上可以工作”的問題。

對於運維人員

如果你是一個運維工程師或者 DevOps 工程師，Vagrant 給予你一個一次性的環境來開發和測試基礎架構管理指令碼。你可以使用本地虛擬機器（比如 VirtualBox 或者 VMware）馬上測試一些東西，比如 shell 指令碼、Chef cookbooks、Puppet 模組等。然後，你可以用同樣的配置在遠端雲上，比如 AWS 或者 RackSpace，來測試這些指令碼。拋棄之前自定義指令碼來回收 EC2 例項吧，停止使用 SSH 在各種機器之間跳來跳去，請開始使用 Vagrant 來給你的工作帶來更多便利。

Vagrant 和 Terraform 的區別

Vagrant 和 Terraform 都出自同一個公司 HashiCorp，該公司主要做一些開源軟體，相關的產品還有 Packer，Consul，Vault，Nomad 等。

Terraform 的主要用途是管理雲提供商的遠端資源，比如 AWS。Terraform 可以管理橫跨多個雲提供商巨量的基礎設施。而 Vagrant 主要用來管理僅使用少量虛擬機器的本地開發環境。

Vagrant 用於開發環境，Terraform 普遍用於基礎設施管理。

VirtualBox 安裝

VirtualBox 是 Oracle 開源的虛擬化系統，和 VMware 是同類產品，支援多個平臺，可以到官方網站：https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads 下載適合你平臺的 VirtualBox 最新版本並安裝。

提示：對於 Mac 使用者，如果系統為 OSX 10.13.3（mac OS High Sierra） 或者更高版本，安裝過程可能會失敗，報錯提示安裝失敗，安裝器遇到了一個錯誤導致安裝失敗...，原因是新版本 Mac 系統的安全機制阻止外部核心擴充套件安裝，導致安裝失敗。兩種解決方法：
1. 進入系統偏好設定 > 安全性與隱私 > 通用，然後手動允許；
2. 在終端敲命令禁用此安全特性：sudo spctl --master-disable；

Vagrant 安裝

到官方網站下載相應系統平臺的安裝包：http://www.vagrantup.com/downloads.html 。
直接根據嚮導進行操作即可完成安裝，安裝完後就可以在終端輸入 vagrant 命令了。

提示：儘量下載最新的程式，因為 VirtualBox 經常升級，升級後有些介面會變化，老的 Vagrant 可能無法使用。

Vagrant 啟動第一臺虛擬機器

到此準備工作（VirtualBox 和 Vagrant 安裝）基本上做完了，接下來就可以透過 Vagrant 來啟動一臺虛擬機器了。

在啟動虛擬機器之前先簡單介紹下 Vagrant box，box 是一個打包好的作業系統，是一個字尾名為 .box 的檔案，其實是一個壓縮包，裡面包含了 Vagrant 的配置資訊和 VirtualBox 的虛擬機器映象檔案。vagrant up 啟動虛擬機器是基於 box 檔案的，因此在啟動虛擬機器前必須得把 box 檔案準備好。或者也可以在啟動的時候指定遠端 box 地址，在這裡我把 box 檔案下載下來，然後啟動時指定該檔案。

我使用網上分享的 ubuntu-server-16.04 這個 box，由於vagrant 官方 box 下載速度特別慢，所以在此提供一下該 box 的百度網盤下載地址，加速下載：https://pan.baidu.com/s/1wJCeWEyxKQLVPi1IH1IlYg

1、新建一個目錄作為 Vagrant 的工程目錄

haohao $ cd /Users/haohao
haohao $ mkdir vagrant

2、新增前面下載的 box

新增 box 命令格式：

vagrant box add <本地 box 名稱> <box 檔案>
  • 本地 box 名稱：自定義名稱，該名稱是本地 vagrant 管理時使用的名稱；
  • box 檔案：前面下載的 vagrant box 檔案或者遠端 box url 地址；
haohao $ vagrant box add ubuntu-server-16.04 ubuntu-server-16.04-amd64-vagrant.box
==> box: Box file was not detected as metadata. Adding it directly...
==> box: Adding box 'ubuntu-server-16.04' (v0) for provider:
    box: Unpacking necessary files from: file:///Users/haohao/vagrant/ubuntu-server-16.04-amd64-vagrant.box
==> box: Successfully added box 'ubuntu-server-16.04' (v0) for 'virtualbox'!

3、檢視 box 是否新增成功

檢視當前 vagrant 中有哪些 box：

haohao $ vagrant box list
ubuntu-server-16.04 (virtualbox, 0)

4、初始化上面新增的 box

初始化命令格式：

vagrant init <本地 box 名稱>

本地 box 名稱：第 2 步中新增的 box 名稱

這裡初始化前面新增的 box，初始化後會在當前目錄生產一個 Vagrantfile 檔案，裡面包含了虛擬機器的各種配置，關於具體每個配置項是什麼意思，後面會介紹。

haohao $ vagrant init 'ubuntu-server-16.04'
A `Vagrantfile` has been placed in this directory. You are now
ready to `vagrant up` your first virtual environment! Please read
the comments in the Vagrantfile as well as documentation on
`vagrantup.com` for more information on using Vagrant.

5、啟動虛擬機器

虛擬機器啟動命令：

vagrant up

啟動虛擬機器時會自動將當前目錄（即 Vagrantfile 檔案所在目錄），和虛擬機器的 /vagrant 目錄共享。

haohao $ vagrant up
Bringing machine 'default' up with 'virtualbox' provider...
==> default: Importing base box 'ubuntu-server-16.04'...
==> default: Matching MAC address for NAT networking...
==> default: Setting the name of the VM: vagrant_default_1524288099752_62326
==> default: Clearing any previously set network interfaces...
.....
==> default: Mounting shared folders...
    default: /vagrant => /Users/haohao/vagrant

6、連線虛擬機器

haohao $ vagrant ssh
Welcome to Ubuntu 16.04.3 LTS (GNU/Linux 4.4.0-98-generic x86_64)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com
 * Management:     https://landscape.canonical.com
 * Support:        https://ubuntu.com/advantage

  Get cloud support with Ubuntu Advantage Cloud Guest:
    http://www.ubuntu.com/business/services/cloud

0 packages can be updated.
0 updates are security updates.

Last login: Sat Apr 21 05:28:37 2018 from 10.0.2.2
haohao $

7、檢視 Vagrant 共享目錄

進入虛擬機器後執行 df -h 可以看到 Vagrant 預設把宿主機 Vagrantfile 所在的目錄和虛擬機器的 /vagrant 目錄共享，可以透過 ls /vagrant/ 檢視該目錄內容，內容和宿主機對應目錄一致。

haohao $ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev            490M     0  490M   0% /dev
tmpfs           100M  3.1M   97M   4% /run
/dev/sda1       9.7G  857M  8.8G   9% /
tmpfs           497M     0  497M   0% /dev/shm
tmpfs           5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs           497M     0  497M   0% /sys/fs/cgroup
vagrant         234G   49G  185G  21% /vagrant
tmpfs           100M     0  100M   0% /run/user/1000

# ls 檢視該共享目錄內容和宿主機內容一致
haohao $ ls /vagrant/
ubuntu-xenial-16.04-cloudimg-console.log  Vagrantfile

Vagrant 配置檔案淺析

前面我們執行 vagrant init <本地 box 名稱> 會在當前目錄生成 Vagrantfile 檔案，這個檔案是非常重要的，一般給別人共享自己的環境時都是提供一個 Vagrantfile 和一個 box 檔案，這樣就可以很輕鬆地將環境共享給別人，別人能得到一模一樣的統一的環境，這就是使用 Vagrant 的好處。

Vagrantfile 主要包括三個方面的配置，虛擬機器的配置、SSH配置、Vagrant 的一些基礎配置。Vagrant 是使用 Ruby 開發的，所以它的配置語法也是 Ruby 的，對於沒有學過 Ruby 的朋友也沒關係，根據例子模仿下就會了。

修改完配置後需要執行 vagrant reload 重啟 VM 使其配置生效。

以下簡單介紹下常用配置的配置項：

1. box 名稱設定

config.vm.box = "base"

上面這配置展示了 Vagrant 要去啟用那個box作為系統，也就是前面我們輸入 vagrant init <本地 box 名稱>時所指定的 box，如果沒有輸入 box 名稱的話，那麼預設就是 base。

2、VM 相關配置

VirtualBox 提供了 VBoxManage 這個命令列工具，可以讓我們設定 VM，用modifyvm這個命令讓我們可以設定 VM 的名稱和記憶體大小等等，這裡說的名稱指的是在 VirtualBox 中顯示的名稱，我們也可以在 Vagrantfile 中進行設定，舉例如下：

呼叫 VBoxManage 的 modifyvm 的命令，設定 VM 的名稱為 ubuntu，記憶體為 1024 MB。你可以類似的透過定製其它 VM 屬性來定製你自己的 VM。

config.vm.provider "virtualbox" do |v|
  v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "ubuntu", "--memory", "1024"]
end

3、網路設定

Vagrant 有兩種方式來進行網路連線，一種是 host-only (主機模式)，這種模式下所有的虛擬系統是可以互相通訊的，但虛擬系統和真實的網路是被隔離開的，虛擬機器和宿主機是可以互相通訊的，相當於兩臺機器透過雙絞線互聯。另一種是 Bridge（橋接模式），該模式下的 VM 就像是區域網中的一臺獨立的主機，可以和區域網中的任何一臺機器通訊，這種情況下需要手動給 VM 配 IP 地址，子網掩碼等。我們一般選擇 host-only 模式，配置如下：

config.vm.network :private_network, ip: "11.11.11.11"

4、hostname 設定

hostname 的設定非常簡單：

config.vm.hostname = "kubernetes"

5、目錄共享

我們前面介紹過/vagrant目錄預設就是當前的開發目錄，這是在虛擬機器開啟的時候預設掛載同步的。我們還可以透過配置來設定額外的同步目錄：

# 第一個引數是主機的目錄，第二個引數是虛擬機器掛載的目錄
config.vm.synced_folder  "/Users/haohao/data", "/vagrant_data"

6、埠轉發

對宿主機器上 8080 埠的訪問請求 forward 到虛擬機器的 80 埠的服務上：

config.vm.network :forwarded_port, guest: 80, host: 8080

Vagrant 常用命令清單

  • vagrant box add 新增 box
  • vagrant init 初始化 box
  • vagrant up 啟動虛擬機器
  • vagrant ssh 登入虛擬機器
  • vagrant box list 列出 Vagrant 當前 box 列表
  • vagrant box remove 刪除相應的 box
  • vagrant destroy 停止當前正在執行的虛擬機器並銷燬所有建立的資源
  • vagrant halt 關機
  • vagrant package 把當前的執行的虛擬機器環境進行打包為 box 檔案
  • vagrant plugin 安裝解除安裝外掛
  • vagrant reload 重新啟動虛擬機器，重新載入配置檔案
  • vagrant resume 恢復被掛起的狀態
  • vagrant ssh-config 輸出用於 ssh 連線的一些資訊
  • vagrant status 獲取當前虛擬機器的狀態
  • vagrant suspend 掛起當前的虛擬機器
  • vagrant up 重啟虛擬機器

Vagrant 啟動虛擬機器叢集

前面我們都是透過一個 Vagrantfile 配置啟動單臺機器，如果我們要啟動一個叢集，那麼可以把需要的節點在一個 Vagrantfile 寫好，然後直接就可以透過 vagrant up 同時啟動多個 VM 組成一個叢集。以下示例配置一個 web 節點和一個 db 節點，兩個節點在同一個網段，並且使用同一個 box 啟動：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.define :web do |web|
    web.vm.provider "virtualbox" do |v|
          v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "web", "--memory", "512"]
    end
    web.vm.box = "ubuntu-server-16.04"
    web.vm.hostname = "web"
    web.vm.network :private_network, ip: "11.11.1.1"
  end

  config.vm.define :db do |db|
    db.vm.provider "virtualbox" do |v|
          v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "db", "--memory", "512"]
    end
    db.vm.box = "ubuntu-server-16.04"
    db.vm.hostname = "db"
    db.vm.network :private_network, ip: "11.11.1.2"
  end
end

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