Vagrant—多节点虚拟机集群搭建

一. 前言

在软件开发时，程序的运行环境大部分是自己的电脑，Windows、Mac或者Linux操作系统，在大多数时候能够很好的运行软件。然而，有很多分布式应用在本地不能很好的被模拟。这类应用，在生产环境中由多个节点形成一个集群，每个节点部署在不同的机器上。我们一般也不会为了模拟集群，专门去买几台主机来部署私有云，这样成本太高了。因此，我认为使用虚拟机是性价比最高的选择，而Vagrant + VitualBox的组合是虚拟机中最方便的一种。

二. 单机虚拟机搭建

1.下载和安装Vagrant+ VitualBox

1.Vagrant下载链接
https://www.vagrantup.com/downloads.html
2.VitualBox下载链接
https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
下载安装完成后，在终端运行命令 vagrant -v ，出现类似下面的提示说明安装成功。

Vagrant 2.2.3

2.安装Box

Box在Vagrant中的概念相当于操作系统，在使用Vagrant构建虚拟机之前，我们需要为Vagrant添加系统包，在官方提供的Vagrant Cloud网站下可以找到各种版本的操作系统，以 Ubuntu 16.04 LTS版本的操作系统为例，对应的就是名为ubuntu/xenial64 的Box。

2.1 安装方式一

我们运行下面的命令就能直接添加这个Box，运行命令后，Vagrant会从远程仓库下载对应的Box

~ vagrant box add ubuntu/xenial64

2.2 安装方式二

虽然上面的步骤看起来没什么问题，但在实际执行过程中，Box的下载速度慢到令人发指，可能需要几天才能下载完，所以这里需要换一种安装方式。

1.首先，还是先运行下面的命令

~ vagrant box add ubuntu/xenial64

2.运行后，终端上打印出类似下面的信息

~ vagrant box add ubuntu/xenial64
/opt/vagrant/embedded/gems/2.2.3/gems/vagrant-2.2.3/lib/vagrant/util/which.rb:37: warning: Insecure world writable dir /Users/meetmax/test in PATH, mode 040777
==> box: Loading metadata for box 'ubuntu/xenial64'
    box: URL: https://vagrantcloud.com/ubuntu/xenial64
==> box: Adding box 'ubuntu/xenial64' (v20190724.1.0) for provider: virtualbox
    box: Downloading: https://vagrantcloud.com/ubuntu/boxes/xenial64/versions/20190724.1.0/providers/virtualbox.box

接着，Ctrl + C中断命令，Downloading 后面的就是下载链接，复制链接后，可直接粘贴到浏览器或者迅雷下载，实际测试中速度会快很多，不出意外几分钟就可以下载完。

3.下载完成后运行下面命令，添加本地Box

~ vagrant box add /your/path/virtualbox.box --name YourBoxName

其中把virtualbox.box 路径改成自己的本地路径，--name后面是Box的名字，可自己命名，正常情况下可以和官方保持一致，即ubuntu/xenial64 。

2.3 验证

安装完成后，运行下面命令验证安装是否成功

~ vagrant box list

终端会打印类似下面的信息

laravel/homestead (virtualbox, 5.1.0)
ubuntu/xenial64   (virtualbox, 0)

查看是否有你刚刚安装的Box。

3.初始化Vagrant

Box安装完成后，运行下面命令初始化Vagrant

~ mkdir vagrant_test
~ cd vagrant_test
~ vagrant init ubuntu/xenial64

运行完成后，vagrant_test目录下会出现一个Vagrantfile文件，终端打印类似下面的信息。

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.

Vagrantfile 文件中是虚拟机相关的配置信息，这里我们先使用默认配置，暂时不管它。

4.启动虚拟机 & SSH登录

4.1 构建并启动虚拟机

初始化完成后，在vagrant_test目录下运行下面命令构建并运行虚拟机

~ vagrant up

在出现类似下面信息后说明启动成功

==> default: Machine booted and ready!
==> default: Checking for guest additions in VM...
    default: The guest additions on this VM do not match the installed version of
    default: VirtualBox! In most cases this is fine, but in rare cases it can
    default: prevent things such as shared folders from working properly. If you see
    default: shared folder errors, please make sure the guest additions within the
    default: virtual machine match the version of VirtualBox you have installed on
    default: your host and reload your VM.
    default:
    default: Guest Additions Version: 5.1.38
    default: VirtualBox Version: 6.0
==> default: Mounting shared folders...
    default: /vagrant => /Users/meetmax/vagrant/vagrant_test

4.2 SSH登录

在Vagrant使用SSH非常简单，在vagrant_test目录下运行下面命令

~ vagrant ssh

成功后就进入了虚拟机

三. 多节点虚拟集群搭建

上面使用的是Vagrant的单机模式，Vagrant也支持多机模式，即单个配置启动多个虚拟机，它可以很方便的模拟服务器集群环境。集群和单机模式的区别仅在于Vagrantfile配置文件不同，在Vagrantfile中我们通过循环来创建多个虚拟机。

1. 初始化Vagrant

运行下面命令，初始化集群配置文件

~ mkdir vagrant_cluster
~ cd vagrant_cluster
~ vagrant init ubuntu/xenial64

2. 修改 Vagrantfile

在搭建虚拟机集群时，我们需要对Vagrantfile做相应修改，配置文件如下。

Vagrant.configure("2") do |config|
   (1..4).each do |i|
      
      #定义节点变量
      config.vm.define "node#{i}" do |node|
     
      # box配置
      node.vm.box = "ubuntu/xenial64"

      # 设置虚拟机的主机名
      node.vm.hostname = "node#{i}"

      # 设置虚拟机的IP
      node.vm.network "private_network", ip: "192.168.60.#{10+i}"

      # 设置主机与虚拟机的共享目录
      node.vm.synced_folder "/Users/meetmax", "/home/vagrant/code"
      # VirtaulBox相关配置
      node.vm.provider "virtualbox" do |v|

          # 设置虚拟机的名称
          v.name = "node#{i}"

          # 设置虚拟机的内存大小
          v.memory = 2048

          # 设置虚拟机的CPU个数
          v.cpus = 1
      end
  end
end
end

具体虚拟机的配置请参考文件中的注释，和单虚拟机创建不同的地方是，集群创建通过(1..4).each循环创建了4个虚拟机节点。

3. 构建并启动虚拟机集群

启动集群命令和常规命令一样，运行下面的命令，会启动所有虚拟机节点

~ vagrant up

启动单个节点，可运行下面命令

~ vagrant up node1

其中，node1 为节点名称。启动多个虚拟机

~ vagrant up node1 node2

4. SSH登录

登录虚拟机单个节点

~ vagrant ssh node1

四. 常用虚拟机管理命令

启动虚拟机：vagrant up
登录虚拟机：vagrant ssh
重启虚拟机：vagrant reload
关闭虚拟机：vagrant halt
销毁虚拟机：vagrant destroy

总结

在资源有限的情况下，多节点虚拟机集群可以很好的帮助我们模拟分布式环境，在虚拟机中进行各种测试，即使系统损坏了也很容易恢复，每个虚拟机节点都是隔离的，没有什么负担。以上希望对你有帮助！