【环境配置】使用VMware配置Ubuntu虚拟机集群

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0 前言

0.1 适用背景

• 分布式系统学习、实验
• 大规模数据处理系统学习、实验

0.2 使用环境

• Windows11
• Ubuntu 22.04.1 LTS
• XShell 7 Beta
• Xftp7
• VMware Workstation 16 Pro

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1 配置模板虚拟机

1.1 安装Ubuntu系统

• 官网下载镜像iso文件到本地

• 在任务管理器中检查本机虚拟化是否开启
  

• VMware菜单栏 -> 新建虚拟机 -> 自定义 -> 下一步
  

• 选择合适的兼容性版本 -> 下一步
  

• 稍后安装操作系统 -> 下一步
  

• 根据实际情况进行选择 -> 下一步
  

• 输入虚拟机名称 -> 选择路径 -> 下一步
  

• 安排合适的处理器数量及其内核数量 -> 下一步
  

• 设定合适的内存大小 -> 下一步
  

• 网络模式选择NAT模式 -> 下一步
  

• 选择I/O控制器 -> 下一步
  

• 选择虚拟磁盘类型 -> 下一步
  

• 选择磁盘类型 -> 下一步
  

• 指定合适的磁盘容量（50G一般可保证未来无需扩展） -> 下一步
  

• 指定磁盘文件的存储位置 -> 下一步
  

• 完成创建 -> 选择操作系统盘并安装
  

• 启动虚拟机，根据提示安装Ubuntu系统，本文省略该过程

1.2 修改网络设置

在系统安装完成后，需要修改其网络参数，为后续搭建集群做准备

1.2.1 设置虚拟网络编辑器

• VMware菜单栏 -> 编辑 -> 虚拟网络编辑器 -> 点击“更改设置”
  

• 选择VMnet8 -> 修改子网IP第三个字段（可选，可使用已有值或修改为其他值，本人设定为144，后文将延续使用该值）
  

• 点击“NAT设置”，将“网关IP”的第三个字段的值改为上一步中“子网IP”所修改的144（注意：“网关IP”的第四个字段需设为2） -> 确定，保存
  

• 来到windows端的控制面板 -> 网络连接 -> Vmnet8属性 -> 双击IPv4协议 -> 修改值如下图所示（注：如果在第一步中不使用144，只需将下图中的144修改为你设定的值，其余的值不需要修改） -> 确定保存
  

1.2.2 将虚拟机IP改为静态IP

• 安装所需工具，并重启系统

sudo apt install -y ifupdown net-tools
init 6

• 查看配置文件

cd /etc/netplan
ls

• 修改文件内容

sudo vim 01-network-manager-all.yaml

将文件内容修改成如下内容：

# Let NetworkManager manage all devices on this system
network:
  ethernets:
    ens33:                                   # ens33为设备的网卡名
      dhcp4: false                           # 关闭DHCP动态IP地址
      addresses: [192.168.144.100/24]        # 本机静态IP地址，一定要在末尾加/24
      optional: true
      routes:
        - to: default
          via: 192.168.144.2                 # 之前设定的网关IP
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8]                 # DNS地址
  version: 2

• 重启网卡

sudo netplan apply

• 检查IP地址，可见已成功修改

ip a

1.3 添加主机间IP与名称的映射

• 查看hosts文件

vim /etc/hosts

• 添加如下内容：

127.0.0.1       localhost

192.168.144.100 base         # 本机IP
192.168.144.101 linux01     # 日后集群的1号主机的IP和主机名
192.168.144.102 linux02     # 日后集群的2号主机的IP和主机名
192.168.144.103 linux03     # 日后集群的3号主机的IP和主机名
# 后续可添加其它IP和主机名的映射关系

• 可使用ping进行测试

ping base

1.4 安装SSH

• 检查是否安装SSH，如结果中看到sshd，说明安装成功

sudo ps -e |grep ssh

• 若未看到sshd，则输入以下命令进行安装

sudo apt-get install openssh-server

• 安装完成后，再次使用第一步命令查询，可发现sshd

1.5 XShell和Xftp连接（可选）

• 打开XShell，新建连接，输入连接基本信息
  
• 配置用户登录信息
  
• 点击“连接”，即可连接成功
• XShell安装完成后，Xftp点击菜单栏下的对应按钮即可自动连接
  
• 至此，模板机已准备就绪，后续需要创建新虚拟机时可直接克隆此机器，直接略过前述步骤

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2 克隆虚拟机

2.1 克隆

• 关闭Base模板机（若启动的话）
• 右键Base -> 管理 -> 克隆
  
• 克隆虚拟机中的当前状态
  
• 创建完整克隆
  
• 选择名字和路径，完成克隆
  
• 将上述操作再重复N-1次（N为集群的数量），创建出全部的集群（本文基于N=3\主机名分别为linux01，linux02，linux03进行操作）

2.2 修改克隆机的IP和主机名

2.2.1 修改IP

• 启动linux01主机
• 进入netplan，修改yaml内容

cd /etc/netplan
sudo vim 01-network-manager-all.yaml

• 修改静态IP地址为101：

addresses: [192.168.144.101/24]        # 本机静态IP地址，一定要在末尾加/24

• 重启网卡

sudo netplan apply

2.2.2 修改主机名

• 查看hosts文件

sudo vim /etc/hostname

• 修改为如下内容：

linux01

2.3 在其余虚拟机上重复2.2的操作

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3 可选辅助功能

3.1 SSH免密登录

• 在~目录下执行下方代码，生成公钥和私钥，输入命令后连按三次回车

ssh-keygen -t rsa

• 出现.ssh目录，内含id_rsa和id_rsa.pub两个文件，分别为私钥和公钥
• 将公钥id_rsa.pub发送给自己及其他主机

ssh-copy-id linux01
ssh-copy-id linux02
ssh-copy-id linux03

• 现在使用ssh命令时即可免密登录，在其他节点上也可执行此操作

3.2 集群分发脚本

• 需求：将一个节点的某一文件循环发送给其他节点
• 脚本代码：

#!/bin/bash 

#1. 判断参数个数
if [ $# -lt 1 ] 
then 
	echo Not Enough Arguement!
	exit;
fi

#2. 遍历集群所有机器
for host in linux01 linux02 linux03
do
	echo ====================  $host  ==================== 
	
	#3. 遍历所有目录，逐个发送
	for file in $@ 
	do
		#4. 判断文件是否存在
		if [ -e $file ] 
			then
				#5. 获取父目录
				pdir=$(cd -P $(dirname $file); pwd)
			
				#6. 获取当前文件的名称
				fname=$(basename $file) 
				ssh $host "mkdir -p $pdir" 
				rsync -av $pdir/$fname $host:$pd
			else
				echo $file does not exists!
		fi
	done
done

• 修改执行权限

chmod 777 xsync

• 使用方法

xsync aaa.txt bbb/

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至此，虚拟机集群便全部搭建完成啦！
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