1. Vagrant 的介紹
虛擬開發環境
平常我們經常會遇到這樣的問題：在開發機上面開發完畢程序，放到正式環境之后會出現各種奇怪的問題：描述符少了、nginx配置不正確、MySQL編碼不對、php缺少模塊、glibc版本太低等。
所以我們就需要虛擬開發環境，我們虛擬和正式環境一樣的虛擬開發環境，而隨著個人開發機硬件的升級，我們可以很容易的在本機跑虛擬機，例如VMware、VirtualBox等。因此使用虛擬化開發環境，在本機可以運行自己喜歡的OS（Windows、Ubuntu、Mac等），開發的程序運行在虛擬機中，這樣遷移到生產環境可以避免環境不一致導致的莫名錯誤。
虛擬開發環境特別適合團隊中開發環境、測試環境、正式環境不同的場合，這樣就可以使得整個團隊保持一致的環境，我寫這一章的初衷就是為了讓大家和我的開發環境保持一致，讓讀者和我們整個大團隊保持一致的開發環境。
Vagrant
Vagrant就是為了方便的實現虛擬化環境而設計的，使用Ruby開發，基于VirtualBox等虛擬機管理軟件的接口，提供了一個可配置、輕量級的便攜式虛擬開發環境。使用Vagrant可以很方便的就建立起來一個虛擬環境，而且可以模擬多臺虛擬機，這樣我們平時還可以在開發機模擬分布式系統。
Vagrant還會創建一些共享文件夾，用來給你在主機和虛擬機之間共享代碼用。這樣就使得我們可以在主機上寫程序，然后在虛擬機中運行。如此一來團隊之間就可以共享相同的開發環境，就不會再出現類似“只有你的環境才會出現的bug”這樣的事情。
團隊新員工加入，常常會遇到花一天甚至更多時間來從頭搭建完整的開發環境，而有了Vagrant，只需要直接將已經打包好的package（里面包括開發工具，代碼庫，配置好的服務器等）拿過來就可以工作了，這對于提升工作效率非常有幫助。
Vagrant不僅可以用來作為個人的虛擬開發環境工具，而且特別適合團隊使用，它使得我們虛擬化環境變得如此的簡單，只要一個簡單的命令就可以開啟虛擬之路。
2. Vagrant 安裝配置
實際上Vagrant只是一個讓你可以方便設置你想要的虛擬機的便攜式工具，它底層支持VirtualBox、VMware甚至AWS作為虛擬機系統，本書中我們將使用VirtualBox來進行說明，所以第一步需要先安裝Vagrant和VirtualBox。
VirtualBox 安裝
VirtualBox是Oracle開源的虛擬化系統，它支持多個平臺，所以你可以到官方網站：https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads/ 下載適合你平臺的VirtualBox最新版本并安裝，它的安裝過程都很傻瓜化，一步一步執行就可以完成安裝了。
Vagrant 安裝
最新版本的Vagrant已經無法通過 gem 命令來安裝，因為依賴庫太多了，所以目前無法使用 gem 來安裝，目前網絡上面很多教程還是類似這樣的命令，那些都是錯誤的。目前唯一安裝的辦法就是到官方網站下載打包好的安裝包：http://www.vagrantup.com/downloads.html 他的安裝過程和VirtualBox的安裝一樣都是傻瓜化安裝，一步一步執行就可以完成安裝。
盡量下載最新的程序，因為VirtualBox經常升級，升級后有些接口會變化，老的Vagrant可能無法使用。
要想檢測安裝是否成功，可以打開終端命令行工具，輸入 vagrant ，看看程序是不是已經可以運行了。如果不行，請檢查一下$PATH里面是否包含 vagrant 所在的路徑。
Vagrant 配置
當我們安裝好VirtualBox和Vagrant后，我們要開始考慮在VM上使用什么操作系統了，一個打包好的操作系統在Vagrant中稱為Box，即Box是一個打包好的操作系統環境，目前網絡上什么都有，所以你不用自己去制作操作系統或者制作Box：vagrantbox.es上面有大家熟知的大多數操作系統，你只需要下載就可以了，下載主要是為了安裝的時候快速，當然Vagrant也支持在線安裝。
建立開發環境目錄
我的開發機是Mac，所以我建立了如下的開發環境目錄，讀者可以根據自己的系統不同建立一個目錄就可以：
/Users/astaxie/vagrant
下載box
前面講了box是一個操作系統環境，實際上它是一個zip包，包含了Vagrant的配置信息和VirtualBox的虛擬機鏡像文件.我們這一次的實戰使用官方提供了一個box:Ubuntu lucid 64 http://files.vagrantup.com/lucid64.box
當然你也可以選一個自己團隊在用的系統，例如CentOS、Debian等，我們可以通過上面說的地址下載開源愛好者們制作好的box。當然你自己做一個也行，下一節我會講述如何自己制作包。
添加box
添加box的命令如下：
$ vagrant box add base # 遠端的box地址或者本地的box文件名
vagrant box add 是添加box的命令
base是box的名稱，可以是任意的字符串，base是默認名稱，主要用來標識一下你添加的box，后面的命令都是基于這個標識來操作的。
例子：
$ vagrant box add base http://files.vagrantup.com/lucid64.box
$ vagrant box add base https://dl.dropbox.com/u/7225008/Vagrant/CentOS-6.3-x86_64-minimal.box
$ vagrant box add base CentOS-6.3-x86_64-minimal.box
$ vagrant box add "CentOS 6.3 x86_64 minimal" CentOS-6.3-x86_64-minimal.box
我在開發機上面是這樣操作的，首先進入我們的開發環境目錄/Users/astaxie/vagrant，執行如下的命令
$ vagrant box add base lucid64.box
安裝過程的信息：
Downloading or copying the box...
Extracting box...te: 47.5M/s, Estimated time remaining: --:--:--)
Successfully added box 'base' with provider 'virtualbox'!
box中的鏡像文件被放到了：/Users/astaxie/.vagrant.d/boxes/，如果在window系統中應該是放到了：
C:\Users\當前用戶名\.vagrant.d\boxes\目錄下。
通過vagrant box add這樣的方式安裝遠程的box，可能很慢，所以建議大家先下載box到本地再執行這樣的操作。
初始化
初始化的命令如下：
$ vagrant init
如果你添加的box名稱不是base，那么需要在初始化的時候指定名稱，例如
$ vagrant init "CentOS 6.3 x86_64 minimal"
初始化過程的信息：
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.
這樣就會在當前目錄生成一個 Vagrantfile的文件，里面有很多配置信息，后面我們會詳細講解每一項的含義，但是默認的配置就可以開箱即用。
啟動虛擬機
啟動虛擬機的命令如下：
$ vagrant up
啟動過程的信息:
Bringing machine 'default' up with 'virtualbox' provider...
[default] Importing base box 'base'...
[default] Matching MAC address for NAT networking...
[default] Setting the name of the VM...
[default] Clearing any previously set forwarded ports...
[default] Creating shared folders metadata...
[default] Clearing any previously set network interfaces...
[default] Preparing network interfaces based on configuration...
[default] Forwarding ports...
[default] -- 22 => 2222 (adapter 1)
[default] Booting VM...
[default] Waiting for VM to boot. This can take a few minutes.
[default] VM booted and ready for use!
[default] Mounting shared folders...
[default] -- /vagrant
連接到虛擬機
上面已經啟動了虛擬機，之后我們就可以通過ssh來連接到虛擬機了。比如在我的開發機中可以像這樣來連接：
$ vagrant ssh
連接到虛擬機后的信息如下：
Linux lucid64 2.6.32-38-server #83-Ubuntu SMP Wed Jan 4 11:26:59 UTC 2012 x86_64 GNU/Linux
Ubuntu 10.04.4 LTS
Welcome to the Ubuntu Server!
* Documentation: http://www.ubuntu.com/server/doc
New release 'precise' available.
Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it.
Welcome to your Vagrant-built virtual machine.
Last login: Fri Sep 14 07:31:39 2012 from 10.0.2.2
這樣我們就可以像連接到一臺服務器一樣進行操作了。
window機器不支持這樣的命令，必須使用第三方客戶端來進行連接，例如putty、Xshell4等.
putty為例：
主機地址: 127.0.0.1
端口: 2222
用戶名: vagrant
密碼: vagrant
系統信息
進入系統之后我們可以看一下系統的基礎信息：
vagrant@lucid64:/vagrant$ df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/lucid64-root
78G 945M 73G 2% /
none 179M 176K 179M 1% /dev
none 184M 0 184M 0% /dev/shm
none 184M 64K 184M 1% /var/run
none 184M 0 184M 0% /var/lock
none 184M 0 184M 0% /lib/init/rw
none 78G 945M 73G 2% /var/lib/ureadahead/debugfs
/dev/sda1 228M 17M 199M 8% /boot
/vagrant 298G 76G 222G 26% /vagrant
/vagrant 這個目錄是自動映射的，被映射到 /Users/astaxie/vagrant，這樣就方便我們以后在開發機中進行開發，在虛擬機中進行運行效果測試了。
Vagrantfile配置文件詳解
在我們的開發目錄下有一個文件 Vagrantfile，里面包含有大量的配置信息，主要包括三個方面的配置，虛擬機的配置、SSH配置、Vagrant的一些基礎配置。Vagrant是使用Ruby開發的，所以它的配置語法也是Ruby的，但是我們沒有學過Ruby的人還是可以跟著它的注釋知道怎么配置一些基本項的配置。
- box設置
config.vm.box = "base"
上面這配置展示了Vagrant要去啟用那個box作為系統，也就是上面我們輸入`vagrant init Box名稱`時所指定的box，如果沒有輸入box名稱的話，那么默認就是`base`，VirtualBox提供了VBoxManage這個命令行工具，可以讓我們設定VM，用`modifyvm`這個命令讓我們可以設定VM的名稱和內存大小等等，這里說的名稱指的是在VirtualBox中顯示的名稱，我們也可以在Vagrantfile中進行設定，在Vagrantfile中加入如下這行就可以設定了：
config.vm.provider "virtualbox" do |v|
v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "astaxie", "--memory", "512"]
end
這行設置的意思是調用VBoxManage的`modifyvm`的命令，設置VM的名稱為`astaxie`，內存為512MB。你可以類似的通過定制其它VM屬性來定制你自己的VM。
-
網絡設置
Vagrant有兩種方式來進行網絡連接，一種是host-only(主機模式)，意思是主機和虛擬機之間的網絡互訪，而不是虛擬機訪問internet的技術，也就是只有你一個人自High，其他人訪問不到你的虛擬機。另一種是Bridge(橋接模式)，該模式下的VM就像是局域網中的一臺獨立的主機，也就是說需要VM到你的路由器要IP，這樣的話局域網里面其他機器就可以訪問它了，一般我們設置虛擬機都是自high為主，所以我們的設置一般如下：
config.vm.network :private_network, ip: "11.11.11.11"這里我們虛擬機設置為hostonly，并且指定了一個IP，IP的話建議最好不要用
192.168..這個網段，因為很有可能和你局域網里面的其它機器IP沖突，所以最好使用類似11.11..這樣的IP地址。 -
hostname設置
hostname的設置非常簡單，Vagrantfile中加入下面這行就可以了：config.vm.hostname = "go-app"設置
hostname非常重要，因為當我們有很多臺虛擬服務器的時候，都是依靠hostname來做識別的，例如Puppet或是Chef，都是通過hostname來做識別的，既然設置那么簡單，所以我們就別偷懶，設置一個。 -
同步目錄
我們上面介紹過
/vagrant目錄默認就是當前的開發目錄，這是在虛擬機開啟的時候默認掛載同步的。我們還可以通過配置來設置額外的同步目錄：config.vm.synced_folder "/Users/astaxie/data", "/vagrant_data"上面這個設定，第一個參數是主機的目錄，第二個參數是虛擬機掛載的目錄
-
端口轉發
config.vm.network :forwarded_port, guest: 80, host: 8080上面這句配置可厲害了，這一行的意思是把對host機器上8080端口的訪問請求forward到虛擬機的80端口的服務上，例如你在你的虛擬機上使用nginx跑了一個Go應用，那么你在host機器上的瀏覽器中打開
http://localhost:8080時，Vagrant就會把這個請求轉發到VM里面跑在80端口的nginx服務上，因此我們可以通過這個設置來幫助我們去設定host和VM之間，或是VM和VM之間的信息交互。
修改完Vagrantfile的配置后，記得要用
vagrant reload命令來重啟VM之后才能使用VM更新后的配置
3 Vgrant使用入門
前面我們已經學會了如何安裝并配置Vagrant，而且也已經按照默認的方式開啟了，那么這一小節就給大家介紹一下Vagrant的高級應用。
Vagrant常用命令
前面講了Vagrant的幾個命令：
-
vagrant box add添加box的操作 -
vagrant init初始化box的操作 -
vagrant up啟動虛擬機的操作 -
vagrant ssh登錄虛擬機的操作
Vagrant還包括如下一些操作：
-
vagrant box list顯示當前已經添加的box列表
$ vagrant box list base (virtualbox) -
vagrant box remove刪除相應的box
$ vagrant box remove base virtualbox Removing box 'base' with provider 'virtualbox'... -
vagrant destroy停止當前正在運行的虛擬機并銷毀所有創建的資源
$ vagrant destroy Are you sure you want to destroy the 'default' VM? [y/N] y [default] Destroying VM and associated drives... -
vagrant halt關機
$ vagrant halt [default] Attempting graceful shutdown of VM... -
vagrant package打包命令，可以把當前的運行的虛擬機環境進行打包
$ vagrant package [default] Attempting graceful shutdown of VM... [default] Clearing any previously set forwarded ports... [default] Creating temporary directory for export... [default] Exporting VM... [default] Compressing package to: /Users/astaxie/vagrant/package.box -
vagrant plugin用于安裝卸載插件
-
vagrant provision通常情況下Box只做最基本的設置，而不是設置好所有的環境，因此Vagrant通常使用Chef或者Puppet來做進一步的環境搭建。那么Chef或者Puppet稱為provisioning，而該命令就是指定開啟相應的provisioning。按照Vagrant作者的說法，所謂的provisioning就是"The problem of installing software on a booted system"的意思。除了Chef和Puppet這些主流的配置管理工具之外，我們還可以使用Shell來編寫安裝腳本。
例如：
vagrant provision --provision-with chef -
vagrant reload重新啟動虛擬機，主要用于重新載入配置文件
$ vagrant reload [default] Attempting graceful shutdown of VM... [default] Setting the name of the VM... [default] Clearing any previously set forwarded ports... [default] Creating shared folders metadata... [default] Clearing any previously set network interfaces... [default] Preparing network interfaces based on configuration... [default] Forwarding ports... [default] -- 22 => 2222 (adapter 1) [default] Booting VM... [default] Waiting for VM to boot. This can take a few minutes. [default] VM booted and ready for use! [default] Setting hostname... [default] Mounting shared folders... [default] -- /vagrant -
vagrant resume恢復前面被掛起的狀態
$ vagrant resume [default] Resuming suspended VM... [default] Booting VM... [default] Waiting for VM to boot. This can take a few minutes. [default] VM booted and ready for use! -
vagrant ssh-config輸出用于ssh連接的一些信息
$ vagrant ssh-config Host default HostName 127.0.0.1 User vagrant Port 2222 UserKnownHostsFile /dev/null StrictHostKeyChecking no PasswordAuthentication no IdentityFile "/Users/astaxie/.vagrant.d/insecure_private_key" IdentitiesOnly yes LogLevel FATAL -
vagrant status獲取當前虛擬機的狀態
$vagrant status Current machine states: default running (virtualbox) The VM is running. To stop this VM, you can run `vagrant halt` to shut it down forcefully, or you can run `vagrant suspend` to simply suspend the virtual machine. In either case, to restart it again, simply run `vagrant up`. -
vagrant suspend掛起當前的虛擬機
$ vagrant suspend [default] Saving VM state and suspending execution...
模擬打造多機器的分布式系統
前面這些單主機單虛擬機主要是用來自己做開發機，從這部分開始的內容主要將向大家介紹如何在單機上通過虛擬機來打造分布式造集群系統。這種多機器模式特別適合以下幾種人：
- 快速建立產品網絡的多機器環境，例如web服務器、db服務器
- 建立一個分布式系統，學習他們是如何交互的
- 測試API和其他組件的通信
- 容災模擬，網絡斷網、機器死機、連接超時等情況
Vagrant支持單機模擬多臺機器，而且支持一個配置文件Vagrntfile就可以跑分布式系統。
現在我們來建立多臺VM跑起來，並且讓他們之間能夠相通信，假設一臺是應用服務器、一臺是DB服務器，那么這個結構在Vagrant中非常簡單，其實和單臺的配置差不多，你只需要通過config.vm.define來定義不同的角色就可以了，現在我們打開配置文件進行如下設置：
Vagrant.configure("2") do |config|
config.vm.define :web do |web|
web.vm.provider "virtualbox" do |v|
v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "web", "--memory", "512"]
end
web.vm.box = "base"
web.vm.hostname = "web"
web.vm.network :private_network, ip: "11.11.1.1"
end
config.vm.define :db do |db|
db.vm.provider "virtualbox" do |v|
v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "db", "--memory", "512"]
end
db.vm.box = "base"
db.vm.hostname = "db"
db.vm.network :private_network, ip: "11.11.1.2"
end
end
這里的設置和前面我們單機設置配置類似，只是我們使用了:web以及:db分別做了兩個VM的設置，并且給每個VM設置了不同的hostname和IP，設置好之后再使用vagrant up將虛擬機跑起來：
$ vagrant up
Bringing machine 'web' up with 'virtualbox' provider...
Bringing machine 'db' up with 'virtualbox' provider...
[web] Setting the name of the VM...
[web] Clearing any previously set forwarded ports...
[web] Creating shared folders metadata...
[web] Clearing any previously set network interfaces...
[web] Preparing network interfaces based on configuration...
[web] Forwarding ports...
[web] -- 22 => 2222 (adapter 1)
[web] Running any VM customizations...
[web] Booting VM...
[web] Waiting for VM to boot. This can take a few minutes.
[web] VM booted and ready for use!
[web] Setting hostname...
[web] Configuring and enabling network interfaces...
[web] Mounting shared folders...
[web] -- /vagrant
[db] Setting the name of the VM...
[db] Clearing any previously set forwarded ports...
[db] Fixed port collision for 22 => 2222. Now on port 2200.
[db] Creating shared folders metadata...
[db] Clearing any previously set network interfaces...
[db] Preparing network interfaces based on configuration...
[db] Forwarding ports...
[db] -- 22 => 2200 (adapter 1)
[db] Running any VM customizations...
[db] Booting VM...
[db] Waiting for VM to boot. This can take a few minutes.
[db] VM booted and ready for use!
[db] Setting hostname...
[db] Configuring and enabling network interfaces...
[db] Mounting shared folders...
[db] -- /vagrant
看到上面的信息輸出后，我們就可以通過vagrant ssh登錄虛擬機了，但是這次和上次使用的不一樣了，這次我們需要指定相應的角色，用來告訴ssh你期望連接的是哪一臺：
$ vagrant ssh web
vagrant@web:~$
$ vagrant ssh db
vagrant@db:~$
是不是很酷！現在接下來我們再來驗證一下虛擬機之間的通信，讓我們先使用ssh登錄web虛擬機，然后在web虛擬機上使用ssh登錄db虛擬機(默認密碼是vagrant)：
$ vagrant ssh web
Linux web 2.6.32-38-server #83-Ubuntu SMP Wed Jan 4 11:26:59 UTC 2012 x86_64 GNU/Linux
Ubuntu 10.04.4 LTS
Welcome to the Ubuntu Server!
* Documentation: http://www.ubuntu.com/server/doc
New release 'precise' available.
Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it.
Welcome to your Vagrant-built virtual machine.
Last login: Thu Aug 8 18:55:44 2013 from 10.0.2.2
vagrant@web:~$ ssh 11.11.1.2
The authenticity of host '11.11.1.2 (11.11.1.2)' can't be established.
RSA key fingerprint is e7:8f:07:57:69:08:6e:fa:82:bc:1c:f6:53:3f:12:9e.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '11.11.1.2' (RSA) to the list of known hosts.
vagrant@11.11.1.2's password:
Linux db 2.6.32-38-server #83-Ubuntu SMP Wed Jan 4 11:26:59 UTC 2012 x86_64 GNU/Linux
Ubuntu 10.04.4 LTS
Welcome to the Ubuntu Server!
* Documentation: http://www.ubuntu.com/server/doc
New release 'precise' available.
Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it.
Welcome to your Vagrant-built virtual machine.
Last login: Thu Aug 8 18:58:50 2013 from 10.0.2.2
vagrant@db:~$
通過上面的信息我們可以看到虛擬機之間通信是暢通的，所以現在開始你偉大的架構設計吧，你想設計怎么樣的架構都可以，唯一限制你的就是你主機的硬件配置了。
