使用Vagrant和Virtualbox建立虛擬機器

簡單地說，Vagrant讓我們可以通過程式碼的方式快速地、可重複地建立針對不同虛擬環境的虛擬機器，包括Virtualbox、AWS、Docker等。它使得我們可以一次性地、自動建立多個環境相同的虛擬機器，對於軟體開發和測試尤其有用。本文我們將以Virtualbox為例，看看Vagrant的基本使用。

（一）快速入門

首先需要建立一個目錄用於存放Vagrantfile檔案以及Vagrant在工作中的資料:

mkdir my-vagrant-project
cd my-vagrant-project

然後初始化Vagrant工程：

vagrant init Ubuntu/trusty64

該命令會在當前目錄下建立Vagrantfile，並且指定所使用的box為ubuntu/trusty64，該box由Hashicorp官網提供。此時，Vagrant發現box的名字的格式為“使用者名稱/box名”，則會使用“https://atlas.hashicorp.com/使用者名稱/box名”來下載該box。對於非官網提供的box，可以通過以下命令建立：

vagrant init my-box https://boxes.company.com/my.box

其中，my-box為該box的名字，後面的URL為該box的下載地址。接下來就可以啟動虛擬機器了：

vagrant up

此時Vagrant會先從Hashicorp下載ubuntu/trusty64這個box（如果先前下載過了則跳過），然後啟動虛擬機器。在預設情況下，Virtualbox將作為provider，當然你也可以使用其他provider，比如以下命令將啟動一個hyperv虛擬機器：

vagrant up --provider hyperv

登入到虛擬機器：

vagrant ssh

此時vagrant將使用預設的使用者vagrant以及預設的SSH公鑰金鑰鍵值對直接登入虛擬機器。

關閉虛擬機器：

vagrant halt

刪除虛擬機器：

vagrant destroy

請注意，vagrant destroy只會刪除虛擬機器本身，也即你在Virtualbox將看不到該虛擬機器，但是不會刪除該虛擬機器所使用的box。

Vagrant還會在Vagrantfile所在同級目錄下建立一個.vagrant隱藏資料夾，該資料夾包含了在本地執行虛擬機器的一些資訊。如果使用了程式碼庫管理（比如Git），這個.vagrant資料夾應該被ignore掉。

（二）新增和檢視所下載的box

 Vagrant會將所下載的box儲存到~/.vagrant.d/boxes目錄下，除了在執行“vagrant up”時Vagrant會下載box外，你也可以單獨下載box到本地：

vagrant box add ubuntu/trusty64

這將從Hashicorp官網上下載ubuntu/trusty64這個box，你也可以指定一個另外的URL：

vagrant box add --name mybox http://someurl.com/ubuntu.box

這裡的mybox是一個邏輯名字，你可以用該名字來設定Vangrantfile的“config.vm.box”。

你可以在任何時候向Vagrant中新增新的box以備後用，在執行vagrant up時，Vagrant首先檢查本地是有存在所需要的box，如果有則直接使用，如果沒有則下載。

列出本地所有的box：

vagrant box list

刪除某個box：

vagrant box remove box-name

(三)埠轉發（Port Forwarding）

在預設情況下，Vagrant所建立的Virtualbox虛擬機器使用的是NAT網路型別，即外界是不能直接存取你的虛擬機器的，就連Host機器也存取不了。此時，如果你在虛擬機器中啟動的一個Tomcat來部署網站的測試環境，而又想外界能夠存取的話，你需要使用埠轉發：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "forwarded_port", guest: 8080, host: 8888
end

以上程式碼將Host機的8888埠轉發到了虛擬機器的8080埠，這樣你便可以通過在Host機上存取http://localhost:8888來存取虛擬機器的Tomcat了。對於Virtualbox來說，只有NAT型別的網路型別支援埠轉發，這也是為什麼Vagrant建立的Virtualbox虛擬機器預設都有一個支援NAT的虛擬網絡卡，原因就是要能夠支援Vagrant級別的埠轉發。另外，Vagrant在第一次嘗試連線虛擬機器時使用的也是NAT。

（四）共用資料夾

在預設情況下，Vagrant所建立的虛擬機器已經為我們建立了一個共用資料夾，在虛擬機器上是/home/vagrant目錄，在Host機上則為Vagrantfile所在目錄，當然你也可以額外新增另外的共用資料夾：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.synced_folder "src/", "/srv/website"
end

第一個引數為Host機器上的目錄，第二個引數為虛擬機器上的目錄。

 （五）Provision

簡單地說，Provision即通過使用某些工具自動地、批次地為機器安裝軟體以及設定系統，它省去了人工安裝和設定系統時的重複性和易錯性，當然還享受了計算機與生俱來的速度。Vagrant提供多種方式對虛擬機器進行Provision，包括Shell、Chef、Puppet和Ansible等。以Shell為例，既可以通過直接在Vagrantfile中編寫Shell指令碼的方式，也可以通過參照外部Shell檔案的方式。

直接在Vagrantfile中編寫Shell指令碼，可以通過“inline”指定指令碼內容：

Vagrant.configure("2") do |config|
  # ... other configuration

  config.vm.provision "shell", inline: "echo hello"
end

 通過參照外部指令碼檔案的方式：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.provision "shell", path: "script.sh"
end

在使用Ansible時，有兩種方式：（1）在Host機器上安裝Ansible，（2）採用Ansible Local的方式，即在虛擬機器自身上安裝Ansible。對於第（1）種方法，我們需要保證Host機器上已經安裝了Ansible，然後進行設定：

Vagrant.configure("2") do |config|

  #
  # Run Ansible from the Vagrant Host
  #
  config.vm.provision "ansible" do |ansible|
    ansible.playbook = "playbook.yml"
  end

end

在使用第（2）種方法時，Vagrant會首先檢查box中是否已經安裝了Ansible，如果沒有，則會自動安裝到虛擬機器上，然後再執行provision：

Vagrant.configure("2") do |config|
  # Run Ansible from the Vagrant VM
  config.vm.provision "ansible_local" do |ansible|
    ansible.playbook = "playbook.yml"
  end
end

當我們多次執行“vagrant up”啟動虛擬機器時，provison並不會每次都執行，只有在這三種情況下provision才會執行：
1.首次執行vagrant up
2.執行vagrant provision
3.執行vagrant reload --provision

當然，你也可以在Vagrantfile中設定成每次執行vagrant up時都執行provision：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.provision "shell", inline: "echo hello",
    run: "always"
end

（六）網路設定

在預設情況下，對於Virtualbox而言，Vagrant將使用Virtualbox的NAT網路方式，這種方式允許虛擬機器存取外部網路，但是不允許外界存取虛擬機器，就連Host機器也存取不了。另外，我們可以為虛擬機器設定private network和public network。在設定private network時，相當於虛擬機器和Host機共同組成了一個單獨的區域網，外界無法存取該區域網，但是虛擬機器可以存取外界，Host機和虛擬機器之間也可以互訪。請注意，這裡說的外界是指原本和Host處於同一區域網的其他機器。

使用private network時，我們可以給虛擬機器指定固定的私有IP：

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

當然也可以使用DHCP的方式動態分配IP：

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

對於Virtualbox而言，此時虛擬機器其實有兩張網絡卡在工作，一種是Vagrant預設建立的NAT網絡卡，另一種是Host only型別的網絡卡提供private network。

在使用public network時，虛擬機器和Host在網路中具有同等的地位（共同使用Host機的物理網絡卡與外界通訊），就相當於在Host所在網路中又多了一台計算機一樣，此時虛擬機器可以使用網路中的DHCP伺服器獲得與Host處於同一個網段的IP地址，以下設定預設採用DHCP方式設定public network：

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

如果Host機器有多張網絡卡，此時執行vagrant up， Vagrant會詢問需要使用那張網絡卡連線到網路，如果不想要這種互動，則可以在Vagrantfile中進行設定：

config.vm.network "public_network", bridge: [
  "en1: Wi-Fi (AirPort)",
]

這裡的 Wi-Fi(AirPort)表示使用了Mac筆電的Airport連線到Wi-Fi。

除了DHCP，也可以使用靜態IP：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "public_network", ip: "192.168.0.5"
end

（七）Provider特定設定

不同的Provider有不同的特性，也存在不同的設定方式。以Virtualbox為例，Vagrant預設會給虛擬機器指定一個不具備可讀性的名字，比如my-vagrant-project_default_1471685053487_94837，我們可以對此進行設定予以更改：

config.vm.provider "virtualbox" do |v|
  v.name = "my_vm"
end

Provider的特定設定也可以覆蓋Vagrant原來的設定：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "precise64"

  config.vm.provider "vmware_fusion" do |v, override|
    override.vm.box = "precise64_fusion"
  end
end

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