一、Vagrant 介紹

Vagrant 是一個(gè)軟件，可以自動化虛擬機(jī)的安裝和配置流程，用來管理虛擬機(jī)，如 VirtualBox、VMware、AWS 等目前市面上個(gè)人 PC 的主流操作系統(tǒng)不是Windows 就是 MacOS。對于這些用戶，如果需要用 Linux 環(huán)境進(jìn)行開發(fā)或?qū)W習(xí)，使用虛擬機(jī)無疑是最方便的選擇。主要好處是可以提供一個(gè)可配置、可移植和復(fù)用的軟件環(huán)境，可以使用 shell、chef、puppet 等工具部署。所以 vagrant 不能單獨(dú)使用，如果你用它來管理自己的開發(fā)環(huán)境的話，必須在自己的電腦里安裝了虛擬機(jī)軟件，如 virtualbox。

更進(jìn)一步，Vagrant 提供一個(gè)命令行工具 vagrant，通過這個(gè)命令行工具可以直接啟動一個(gè)虛擬機(jī)，當(dāng)然你需要提前定義一個(gè) Vagrantfile 文件，這有點(diǎn)類似Dockerfile 之于 docker了?？梢酝ㄟ^編寫一個(gè) Vagrantfile 來控制虛擬機(jī)的啟動、虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的配置、虛擬機(jī)與主機(jī)間的文件共享，以及啟動后自動執(zhí)行一些配置腳本，比如自動執(zhí)行一個(gè) shell script 來安裝一些必備的開發(fā)工具，如Mysql。這意味著，當(dāng)你需要在多臺機(jī)器間同步開發(fā)進(jìn)度時(shí)，只需要同步Vagrantfile，就可以保證各臺機(jī)器擁有一致的開發(fā)環(huán)境。另外，即便對于計(jì)算機(jī)小白用戶，Vagrant也是一個(gè)利器。以前我們?yōu)榱藢W(xué)習(xí)一門語言，必須先手動安裝這門語言的編譯環(huán)境。有了 Vagrant后，我們可以下載別人寫好的 Vagrantfile，然后運(yùn)行 vagrant up，vagrant 就會自動下載虛擬機(jī)鏡像，自動加載鏡像并配置虛擬機(jī)，然后交給我們一個(gè)即開即用的學(xué)習(xí)環(huán)境。

二、 安裝與使用

Vagrant 既然是配置虛擬機(jī)，那么自然需要虛擬機(jī)程序和被虛擬的操作系統(tǒng)鏡像（Image）。前者常用的選擇有 VirtualBox 和 VMWare，后者則包括 Ubuntu、FreeBSD 等等。Vagrant 稱前者為 provider，稱后者為 box。原則上，我們可以自由搭配 provider 和 box，但由于 VirtualBox 開源且免費(fèi)，Vagrant將其作為默認(rèn)的 provider。所以，一般會先安裝 VirtualBox，再安裝Vagrant。

我這里在 mac 上做測試，直接使用官方的安裝包來安裝 Vagrant
https://www.vagrantup.com/downloads.html

使用 VirtualBox

本文將使用 VirtualBox 作為虛擬機(jī)管理器（providers）,因?yàn)樗敲赓M(fèi)的、適用于各大平臺，且在 Vagrant 已集成。
可以通過下面的命令啟動運(yùn)行一個(gè)虛擬機(jī)

$ vagrant init hashicorp/precise32
$ vagrant up

在執(zhí)行以上兩條命令后, 將擁有一臺運(yùn)行在 VirtualBox 下的 Ubuntu 12.04 LTS 32位 虛擬機(jī)。 我們可以通過 vagrant ssh 命令來 SSH 登錄到這臺虛擬機(jī)上，當(dāng)用完以后，可以通過 vagrant destroy 命令來銷毀所有的使用痕跡。

項(xiàng)目建立

在創(chuàng)建使用 Vagrant 的第一步，就是對 Vagrantfile 配置文件進(jìn)行配置。Vagrantfile 配置文件的作用有兩個(gè)方面：

1. 設(shè)置項(xiàng)目的根目錄，很多 Vagrant 的配置都是與根目錄有緊密關(guān)系。

2. 指定在項(xiàng)目中所需的虛擬機(jī)類型及資源，例如需要安裝哪些軟件以及在哪里可以訪問到這些資源。

Vagrant 有一個(gè)內(nèi)置的命令來初始化一個(gè)目錄作為 Vagrant 項(xiàng)目的根目錄： vagrant init

$ mkdir vagrant
$ cd vagrant
$ vagrant init

上面這些命令會創(chuàng)建一個(gè) Vagrantfile 文件在當(dāng)前的目錄，可以打開 Vagrantfile 配置文件查看一下，內(nèi)容包含了注釋說明及實(shí)例。

image.png

也可以在已存在的項(xiàng)目目錄中執(zhí)行 vagrant init 命令，來設(shè)置一個(gè)已存在的項(xiàng)目

Boxes

Vagrant 是通過基礎(chǔ)鏡像包來實(shí)現(xiàn)快速克隆創(chuàng)建虛擬機(jī)的。這些基礎(chǔ)鏡像包在 Vagrant 中被稱為 boxes ， 而在創(chuàng)建 Vagrantfile 文件后的第一件事情就是指定 Vagrant 環(huán)境使用哪一個(gè) Box。

$ vagrant box add hashicorp/precise32

Boxes 是通過 vagrant box add 命令來添加到 Vagrant 中的。這將從 HashiCorp's Atlas box catalog 這個(gè)專門用來存放 boxes 的地方下載一個(gè)名叫 "hashicorp/precise32" 的 box。不但可以從 HashiCorp's Atlas 下載 boxes，其外還可以從本地文件、自定義 URL 等方式添加 boxes。

已經(jīng)添加了的 boxes 可以被多個(gè)項(xiàng)目重復(fù)使用。每個(gè)項(xiàng)目其實(shí)是從 box 克隆并初始化出一個(gè)鏡像，不會對原有的 box 基礎(chǔ)鏡像進(jìn)行任何修改。所以，當(dāng)兩個(gè)項(xiàng)目都使用了 hashicorp/precise32 這個(gè) box，在其中一個(gè)項(xiàng)目虛擬機(jī)中添加了文件，不會對另外一個(gè)項(xiàng)目中的虛擬機(jī)造成任何影響。

image.png

上面可以看到已經(jīng)將 box 添加到了 Vagrant 中，我們需要對我們的項(xiàng)目進(jìn)行配置，才能將這個(gè)項(xiàng)目作為我們今后的基礎(chǔ)環(huán)境。打開 Vagrantfile 文件，對其內(nèi)容依照以下進(jìn)行編輯：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "hashicorp/precise32"
end

"hashicorp/precise32" 這個(gè)名字必須和你前面添加進(jìn)去的 box 名稱相同。 Vagrant 是根據(jù)這個(gè)名字去判斷進(jìn)行哪種操作的。如果你之前沒有添加過 box，當(dāng)你運(yùn)行 Vagrant 時(shí)它會根據(jù)這個(gè)名字自動下載并添加該 box 進(jìn)來。

啟動和登錄

啟動使用如下命令：

$ vagrant up

一分鐘之內(nèi)，這個(gè)命令會執(zhí)行完畢，我們將擁有一個(gè)運(yùn)行 Ubuntu 的虛擬機(jī)。但是我們無法真實(shí)地看到任何變化，因?yàn)?Vagrant 在運(yùn)行時(shí)沒有提供 UI 界面。為了證實(shí) Vagrant 已經(jīng)正確地運(yùn)行，你可以通過 SSH 登錄到虛擬機(jī)中查看：
剛開始啟動我的一直有報(bào)錯(cuò)如下：

image.png

后面查閱資料貌似是一個(gè)bug，我將本地的virtualbox 升級到 5.2.18 之后，重啟reload 解決

$ vagrant ssh

這個(gè)命令會進(jìn)入一個(gè)完整的 SSH 會話，可以繼續(xù)與虛擬機(jī)進(jìn)行交互，也可以進(jìn)行任何你想做的操作。雖然這個(gè)環(huán)境可能是臨時(shí)的，但輕易不要執(zhí)行 rm -rf / 命令，因?yàn)?Vagrant 共享了一個(gè) /vagrant 目錄，這個(gè)目錄是存放在宿主機(jī)上的（具體在宿主機(jī)在哪個(gè)路徑是由 Vagrantfile 文件中設(shè)置的），如果執(zhí)行了這個(gè)命令，也將刪除了宿主機(jī)上的這個(gè)目錄。當(dāng)這臺虛擬機(jī)不想再使用的時(shí)候, 在宿主機(jī)器上執(zhí)行 vagrant destroy 命令，Vagrant 就會刪除所有數(shù)據(jù)及痕跡。
vagrant ssh $name ，如果主機(jī)上就一個(gè)vagrant可以不指定名字。默認(rèn)進(jìn)入的用戶是vagrant。

image.png

與宿主機(jī)同步目錄

默認(rèn)情況下，Vagrant 共享項(xiàng)目根路徑（注意，這個(gè)可在 Vagrantfile 中配置）到你宿主機(jī)的 /vagrant 目錄中。 再次執(zhí)行 vagrant up 命令，SSH 登錄到虛擬機(jī)中查看,發(fā)現(xiàn)與宿主機(jī)的 vagrant 根目錄相同：

image.png

再次 touch 文件 驗(yàn)證：

image.png

Provision 軟件安裝

這一步相當(dāng)于自動執(zhí)行“安裝各類軟件”、“調(diào)整系統(tǒng)設(shè)置”等步驟。其實(shí)，這一步的操作結(jié)果可以被打包到 box 中，從而完全避免 Provision。比如，我們既可以在Provision 中安裝Python，也可以直接將一個(gè)已經(jīng)安裝好 Python 的系統(tǒng)打包為box，然后使用該 box 創(chuàng)建虛擬機(jī)。兩種方式各有優(yōu)劣，顯然前者更靈活、更輕量。畢竟，不是所有打包到box中的功能都為用戶所需。使用 Provision 可以最大限度的“按需定制”。

在這一步，Vagrant會可能需要調(diào)用第三方的 Provision System，比如Chef、Puppet。而最基本的Provision可以通過shell script來指定，反映在Vagrantfile中，便是如下的代碼：

Vagrant.configure("2") do |config|
...
config.vm.provision "shell", inline: "echo Hello, World"
config.vm.provision "shell", path: "script.sh"
...
end
其中，inline表示script直接寫在Vagrantfile中，而path則表示script被寫在指定的文件中。

Provision可以說是自動裝機(jī)的核心步驟，Vagrant則提供了一個(gè)方便的接口。
可以在 Vagrantfile 中定義要安裝的軟件和操作，例如我們安裝 Apache。
在與Vagrantfile同級的目錄下創(chuàng)建一個(gè)bootstrap.sh文件。

#!/usr/bin/env bash

apt-get update
apt-get install -y apache2
if ! [ -L /var/www ]; then
  rm -rf /var/www
  ln -fs /vagrant /var/www
fi

然后在 Vagrantfile 中使用它。

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "hashicorp/precise64"
  config.vm.provision :shell, path: "bootstrap.sh"
end

"provision" 這一行告訴 Vagrant 使用 shell provisioner 去啟動機(jī)器并使用bootstrap.sh。
加入

config.vm.network :forwarded_port, guest: 80, host: 4567

可以做網(wǎng)絡(luò)端口轉(zhuǎn)發(fā)，然后執(zhí)行 vagrant reload 或者 vagrant up 可以生效。如果之前已經(jīng)在 running了，則使用 vagrant reload --provision 可以快速 restart 而跳過 initial。

image.png

image.png

訪問本地的 4567 端口，可以看到之前寫進(jìn)腳本的均已成功顯示：

image.png

Share

我們做的 vagrant 是可以分享給別人的用的，只要有一個(gè) hashicorp 賬號，vagrant login 后就可以執(zhí)行 vagrant share 分享，會生成一個(gè) URL，其它人也可以訪問到你的 vagrant 里的服務(wù)。
如果有了賬號，我們就可以通過 vagrant login 進(jìn)行登錄

$ vagrant login
Username or Email: mitchellh
Password (will be hidden):
You're now logged in!

可以通過 vagrant share 來分享

$ vagrant share
...
==> default: Your Vagrant Share is running!
==> default: URL: http://frosty-weasel-0857.vagrantshare.com
...

可以通過 Ctrl+C 來中止。

中止

vagrant suspend
Vagrant halt
Vagrant destroy

三、網(wǎng)絡(luò)

vagrant 提供了三種網(wǎng)絡(luò)配置方式：端口轉(zhuǎn)發(fā)(默認(rèn))、私有網(wǎng)絡(luò)、公有網(wǎng)絡(luò)，可以在配置文件 Vagrantfile 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，推薦使用私有網(wǎng)絡(luò)。

端口轉(zhuǎn)發(fā)(forwarded ports)

1 .定義
端口轉(zhuǎn)發(fā)指把宿主機(jī)的端口映射到虛擬機(jī)的某一個(gè)端口上，訪問宿主機(jī)端口時(shí)，請求實(shí)際是被轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬機(jī)上指定端口的。
注：宿主機(jī)指運(yùn)行虛擬機(jī)的物理機(jī)。

2 .優(yōu)點(diǎn)

• 容易實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)訪問虛擬機(jī)

3 .缺點(diǎn)

• 如果端口較少需要映射很容易，但是端口比較多時(shí)，就比較麻煩，例如：MySQL，redis，nginx等服務(wù)。
• 不支持在宿主機(jī)使用小于1024的端口來轉(zhuǎn)發(fā)，例如：不能使用SSL的443端口來進(jìn)行https連接。

4 .配置
在配置文件Vagrantfile下做如下編輯

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network  
       "forwarded_port"(必須) //端口轉(zhuǎn)發(fā)標(biāo)識
       , guest(必須): //虛擬機(jī)端口
       , host(必須): //宿主機(jī)端口，值必須大于1024
       ,guest_ip(可選): //虛擬機(jī)端口綁定虛擬機(jī)ip地址
       ,host_ip(可選): //虛擬機(jī)端口綁定宿主機(jī)ip
       ,protocol(可選)://指定通信協(xié)議，可以使用tcp/udp，默認(rèn)tcp
       ,auto_correct(可選)://true/false，若配置為true，則每次開啟虛擬機(jī)的時(shí)候自動檢查是否存在端口沖突
end

注：若guest_ip和host_ip兩項(xiàng)配置為空，則局域網(wǎng)下的所有設(shè)備都可以訪問該虛擬機(jī)。

示例配置，如下：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network "forwarded_port", guest: 80, host: 8080,
    auto_correct: true
end

訪問宿主計(jì)算機(jī)8080端口的請求都轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬機(jī)的80端口上進(jìn)行處理。

私有網(wǎng)絡(luò)(private networks)

1 .定義
私有網(wǎng)絡(luò)是指只有宿主機(jī)可以訪問虛擬機(jī)，如果多個(gè)虛擬機(jī)設(shè)定在同一個(gè)網(wǎng)段也可以互相訪問。
2 .優(yōu)點(diǎn)

• 安全，只有自己可以訪問

3 .缺點(diǎn)

• 團(tuán)隊(duì)成員不能訪問你的虛擬機(jī)

4 .配置
使用私有網(wǎng)絡(luò)的最簡單方法是允許通過DHCP分配IP。

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

這將自動從保留的地址空間分配IP地址。 可以通過使用 vagrant ssh 將 SSH 連接到計(jì)算機(jī)并使用適當(dāng)?shù)拿钚泄ぞ卟檎?IP（例如ifconfig）來確定 IP 地址。

還可以為計(jì)算機(jī)指定靜態(tài)IP地址。 可以使用已知的靜態(tài) IP 訪問 Vagrant 受管計(jì)算機(jī)。 配置如下：

config.vm.network 
                 "private_network"http://必須 ，私有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識
                 , ip: "192.168.33.10"

注：私有ip可以自行指定
如果您想自己手動配置網(wǎng)絡(luò)接口，可以通過指定auto_config來禁用Vagrant的自動配置功能：
Vagrant.configure("2") do |config|
config.vm.network "private_network", ip: "192.168.50.4",
auto_config: false
end

公有網(wǎng)絡(luò)(public networks)

1 .定義
公有網(wǎng)絡(luò)是指設(shè)置虛擬機(jī)和宿主機(jī)有相同的網(wǎng)絡(luò)配置。

2 .優(yōu)點(diǎn)

• 方便團(tuán)隊(duì)協(xié)作，別人可以訪問你的虛擬機(jī)

3 .缺點(diǎn)

• 只有在有網(wǎng)絡(luò)的情況下才能訪問虛擬機(jī)

4 .配置

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.network 
   "public_network" //必須 公有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識
  ,ip(string):  //可選，配置靜態(tài)ip
  ,bridge(string/array): "en1: Wi-Fi (AirPort)"http://可選，設(shè)置橋接的網(wǎng)卡
end

四、分布式環(huán)境

我們可以在 Vagrantfile 里使用 config.vm.define 方法定義多個(gè)主機(jī)：

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

  config.vm.define "web" do |web|
    web.vm.box = "apache"
  end

  config.vm.define "db" do |db|
    db.vm.box = "mysql"
  end
end

如上，config.vm.define 采用定義一個(gè)變量的塊。 此變量（如上面的web）與config 變量完全相同，只是內(nèi)部變量的任何配置僅適用于正在定義的計(jì)算機(jī)。 因此，web 上的任何配置都只會影響 web 計(jì)算機(jī)。也可以繼續(xù)使用 config 對象。 config 對象在特定于機(jī)器的配置之前加載和合并。使用這些范圍時(shí)，配置程序等事務(wù)的執(zhí)行順序變得很重要。 Vagrant 按照 Vagrantfile 中列出的順序強(qiáng)制執(zhí)行從外到內(nèi)的排序。 例如，使用下面的 Vagrantfile，輸出順序?yàn)?"A", "C", "B"

Vagrant.configure("2") do |config|
    config.vm.provision :shell, inline: 'echo A'
    config.vm.define :testing do |test|
        test.vm.provision :shell, inline: 'echo B'
    end
    config.vm.provision :shell, inline: 'echo C'
end

當(dāng)在 Vagrantfile 中定義了多臺計(jì)算機(jī)時(shí)，各種 vagrant 命令的使用會略有變化。
僅針對單個(gè)機(jī)器有意義的命令（例如 vagrant ssh）現(xiàn)在需要控制機(jī)器的名稱。例如上面的例子，需要使用 vagrant ssh web 或 vagrant ssh db。

默認(rèn)情況下，其他命令（例如 vagrant up）在每臺機(jī)器上運(yùn)行。因此，如果vagrant up ，Vagrant 會啟動 web 和 db 機(jī)器。也可以選擇具體啟動 vagrant up web 或 vagrant up db。此外，也可以指定正則表達(dá)式以僅匹配某些計(jì)算機(jī)。

另外，可以使用自動啟動設(shè)置允許告知 Vagrant 不啟動特定計(jì)算機(jī)。 例：

config.vm.define "web"
config.vm.define "db"
config.vm.define "db_follower", autostart: false

當(dāng)使用上述設(shè)置運(yùn)行 vagrant 時(shí)，Vagrant 將自動啟動 "web" 和 "db" 機(jī)器，但不會啟動 "db_follower" 機(jī)器。 可以通過運(yùn)行 vagrant up db_follower 來手動強(qiáng)制 "db_follower" 計(jì)算機(jī)啟動。

可以指定主計(jì)算機(jī)。 主計(jì)算機(jī)將是未指定分布式環(huán)境中的特定計(jì)算機(jī)時(shí)使用的默認(rèn)計(jì)算機(jī)。要指定默認(rèn)計(jì)算機(jī)，只需在定義時(shí)將其標(biāo)記為主計(jì)算機(jī)。 只能指定一臺主機(jī)。

config.vm.define "web", primary: true do |web|
  # ...
end

Push

從版本1.7開始，Vagrant 能夠?qū)⑴c Vagrantfile 相同的目錄中的應(yīng)用程序代碼部署或“推送”到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫（如FTP服務(wù)器或HashiCorp的Atlas）。
推送的定義在應(yīng)用程序的 Vagrantfile 中定義，并使用 vagrant push 子命令調(diào)用。 與 Vagrant 的其他組件非常相似，每個(gè) Vagrant Push 插件都有自己的配置選項(xiàng)。 有關(guān)更多信息，請參閱Vagrant Push插件的文檔。 以下是Vagrantfile中的Vagrant Push配置部分示例：

config.push.define "ftp" do |push|
  push.host = "ftp.company.com"
  push.username = "..."
  # ...
end

當(dāng)應(yīng)用程序準(zhǔn)備好部署到FTP服務(wù)器時(shí)，只需運(yùn)行一個(gè)命令：

vagrant push

與 Vagrant Providers 非常相似，Vagrant Push也支持多個(gè)后端聲明。 考慮staging 和 QA 環(huán)境的常見情況：

config.push.define "staging", strategy: "ftp" do |push|
  # ...
end

config.push.define "qa", strategy: "ftp" do |push|
  # ...
end

在這種情況下，用戶必須將 Vagrant Push 的名稱傳遞給子命令：

vagrant push staging

參考：
https://www.vagrantup.com/docs/
https://jimmysong.io/posts/vagrant-intro/
http://www.itdecent.cn/p/050b0a4468c4