使用Vagrant部署虚拟分布式开发和测试环境

同步更新到笔者个人博客，可以访问我的博客查看原文：https://www.rockysky.tech

创建自动化配置开发环境

最近由于最近研究和学习的关系，需要经常配置和搭建多个虚拟机组成的分布式系统。原来只是用虚拟机程序，比如说用Virtual box直接建立虚拟机。如果只是偶尔创建虚拟机研究的话，我觉得直接使用Hyper-V或者Virtual box还是没问题的。但是这段时间需要经常批量创建虚拟机，然后有可能会在开发或者测试完成后销毁这些虚拟机。而且完成的虚拟机配置有时需要固定下来以后再使用。其实大家可以发现，这些需求，不是能够用容器技术来实现吗？但是容器技术并不能创建完整的VM，而且容器技术通常是无状态的，用于运行微服务应用。对于数据库和存储类的分布式应用，或者本身就需要模拟机器集群工作状态的情况下，容器技术就不太合适了。

安装和配置Vagrant

Vagrant是用Ruby语言开发的多虚拟机（Multiple Hypervisors）自动化管理工具。Vagrant的最新版本是2.2.7。这个工具的安装非常简单，安装包可以在下面的页面下载：https://www.vagrantup.com/downloads.html 我是在自己的Windows操作系统上安装的。运行安装程序，然后选择好安装目录就可以开始了。Vagrant是一个命令行工具，没有UI界面。所以安装完成后我们打开PowerShell，或者安装的操作系统的shell程序，输入以下命令：

vagrant -v

我们就可以看到会显示版本号，我安装的是最新的2.2.7。如果正常那就应该没啥问题了。然后是安装虚拟机程序，在windows操作系统上我们可以选择Virtualbox，VMware workstation和Hyper-V。Hyper-V是windows自带的虚拟机程序，性能最好，不过我还是不推荐使用。主要还是因为Hyper-V本身功能和设计还不太成熟，如果删除一台虚拟机，相关的硬盘等资源不会同步删除，还需要手工清理。而且在默认设置下对CPU和内存的消耗比较大。当然最重要的因素还是Vagrant的Box库中提供的支持HyperV的box还是比较少，更新也不及时。VMWare Workstation在Windows的兼容性不太好，使用起来总感觉不是特别顺手，而且还老是提示升级到付费的Pro版本，反正就是用户体验不大好。因此，综合起来，我比较推荐单机VM开发测试环境采用Virtualbox。

接下来就是从Oracle的网站上下载VirtualBox和安装了，这个过程也很简单和直观，就不详细描述了。安装完Virtual Box后，windows系统的用户请一定要关闭HyperV功能，如下图所示：

也可以在Powershell命令行输入下面的命令（需要管理员权限）

Disable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V-All 

安装Vagrant插件vagrant share

如果希望能够把配置好的虚拟机环境共享给其他人演示，或者和其他人合作。需要安装vagrant share插件，可以使用下面的命令：

vagrant plugin install vagrant-share

需要连接Vagrant在国外的服务器，所以安装会需要一段时间，等待一会儿后就会完成了。这个功能需要和ngrok.com内网穿透服务一起使用。

Vagrant的基本使用和操作

首先运行Vagrant帮助命令，查看大致有哪些命令和功能：

Vagrant会把一个虚拟机打包成box，这个有点类似docker的image概念。就是用来生成一个完整的虚拟机的。按照官网的说明创建一个标准的Ubuntu或者Centos非常容易。直接从官方的box库就可以下载并运行。下面的命令会在当前文件夹生成一个Vagrantfile配置文件。然后运行vagrant up就能够创建并运行一个Ubuntu18.4的虚拟机了，默认状态是使用的VirtualBox作为虚拟机Provider。

vagrant init hashicorp/bionic64 

vagrant up

不过由于众所周知的原因，国内的下载速度是非常非常缓慢的。慢到怀疑是在上个世纪90年代的网速。

各种镜像源

http://www.vagrantbox.es/, 当然也可以到官方主页上去查找和下载。清华和科大有Centos和Ubuntu的Box镜像。下载下来以后如何载入。

vagrant box add https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-cloud-images/vagrant/trusty/current/trusty-server-cloudimg-amd64-vagrant-disk1.box --name ubuntu/trusty

上面是下载清华的源

vagrant box add C:\test.box --name unbuntu1804

上面的是通过本地box加载

box被加载到本地以后我们可以通过box list命令查看, 我们可以看到本地现在已经有了两个box了。

PS D:\vagrant\example2> vagrant box list
ubuntu1804 (virtualbox, 0)
ubuntuNew  (virtualbox, 0)

重载，挂起，暂停和销毁虚拟机

vagrant suspend #这个命令是暂停虚拟机
vagrant halt #关闭虚拟机
vagrant destroy #彻底销毁虚拟机
vagrant reload #配置文件修改过后，可以重新加载配置

ssh登录虚拟机

vagrant ssh

我们通过vagrant status可以查看所有虚拟机的运行状态，如果有多个虚拟机在运行，需要加上机器名称

vagrant ssh node1

从新打包Box

当我们修改了原始的虚拟机配置，需要把现在的虚拟机作为标准开发环境的box时，我们应该用package命令：

vagrant package [name|id]

详细用法：https://www.vagrantup.com/docs/cli/package.html

Vagrant的配置文件

直接运行 vagrant init，然后打开这个文件。我们可以看到各个配置项。最基本的配置文件如下, 这个是用名称是hashicorp/bionic64的box创建一个虚拟机。

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "hashicorp/bionic64"
end

可以加入box的版本信息

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "hashicorp/bionic64"
  config.vm.box_version = "1.1.0"
  config.vm.hostname = "myhost"
end

配置私有网络，

这个是用虚拟网关作为dhcp服务器自动分配IP地址

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "private_network", type: "dhcp"
end

配置IPV4静态地址

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "private_network", ip: "192.168.50.4"
end

配置IPV6静态地址

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "private_network", ip: "fde4:8dba:82e1::c4"
end

配置公有网络

这个是用和主机物理网卡桥接的模式连接到外部的路由器的模式。外部网络可以访问到这台虚拟机

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "public_network"
end

同时配置多台虚拟机

通过下面的方式可以配置多台虚拟机

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.provision "shell", inline: "echo Hello"

  config.vm.define "node1" do |n1|
    n1.vm.box = "mybox"
  end
  config.vm.define "node2" do |n2|
    n2.vm.box = "mybox2"
  end
end