快速部署虚拟机集群（vagrant）
快速部署虚拟机集群是开发与测试团队面临的重要任务，常见的工具是 vagrant 与 docker machine。使用 vagrant 下载网上做好的虚拟机，速度“感人”！本文介绍 vagrant 在 VirtualBox 环境下创建 CentOS 虚拟机基础 Box 的方法，以及部署 docker 集群环境的应用。
highlights:
- 创建 CentOS Vagrant 基础 Box （CentOS 7 + docker engine + docker compose）
- Vagrant 配置文件
- Vagrant 管理虚拟机命令
- 创建管理 docker 虚拟机集群
环境准备
目标：建立一个 CentOS 7 + docker engine + docker compose 虚拟机，配置成 manager1，worker1，worker2 的虚拟机集群，一键启动。
1、Vagrant 简介
Vagrant（VM a Grant Up）一键启动虚拟机。
Vagrant 的原始动机：将 VirtualBox （包括 VMWare，AWS）等建的虚拟机打一个包（box），配合Vagrantfile 配置文件，定义项目中虚拟机的 box 、主机名、网络、挂载、虚拟机启动脚本等，用一个 vagrant up 命令自动完成虚拟机软件运行环境（应用上云）。
Vagrant 原理
- 定义项目配置文件，Vagrantfile；
- vagrant up 按配置获取 box，导入虚拟机。如果本地仓库没有，到市场下载；
- 设置虚拟机主机名，网络，外部文件系统挂载，执行启动脚本；
- 通过 vagrant 管理虚拟机的启动、挂起、ssh 进入虚拟机等。
按环境准备安装，比较简单。
2、准备创建 CentOS Vagrant Base Box
虚拟机镜像大小众人皆知阿，如果没有镜像站点，下载慢不说，你需要的系统有没有合适镜像也是问题。第一步就是自己动手，建立虚拟机的 box。好在网上也有不少资料！
原版：How to Create a CentOS Vagrant Base Box
中文整理后：Vagrant之创建一个基于CentOS的Vagrant Base Box
适应范围 CentOS，Ubuntu，这里以 CentOS7 Minimal 为例。
第一步：使用 ISO 镜像安装虚拟机
第二步：升级 CentOS
ssh 连接虚拟机
打开 Git Bush，ssh 到虚拟机，方便 copy-paste 命令。(CentOS7 内置 ssh 并启动 sshd 了！)
$ ssh -p 2222 root@127.0.0.1
如果出现 ECDSA key fingerprint 错误，删除 ~/.ssh/known_hosts 文件中对应内容即可。
升级系统
$ yum update
$ reboot
$ yum update kernel
$ reboot
第三步：安装 virtualbox guest additions
这一步的任务是 Virtualbox 要重新构内核，以支持挂载主机的文件系统。
详细原文：CentOS 7 VirtualBox Guest Additions Installation
安装重构内核开发工具
$ yum install gcc make kernel-devel bzip2 wget
安装 VirtualBox Guest Additions
- 用VirtualBox 在虚拟机挂载 Guest Additions CDROM
- 然后执行以下命令
$ cd /mnt
$ mkdir cdrom && mount /dev/cdrom /mnt/cdrom
$ cd cdrom && ./VBoxLinuxAdditions.run
执行结果如下：
[root@localhost mnt]# mkdir cdrom && mount /dev/cdrom /mnt/cdrom
mount: /dev/sr0 写保护，将以只读方式挂载
[root@localhost mnt]# cd cdrom && ./VBoxLinuxAdditions.run
Verifying archive integrity... All good.
Uncompressing VirtualBox 5.1.12 Guest Additions for Linux...........
VirtualBox Guest Additions installer
Copying additional installer modules ...
Installing additional modules ...
vboxadd.sh: Building Guest Additions kernel modules.
vboxadd.sh: Starting the VirtualBox Guest Additions.
Could not find the X.Org or XFree86 Window System, skipping.
看到这个结果即成功拉！现在重启
$ reboot
第四步：创建 vagrant 并授权
- 修改主机名为：centos7-docker-vagrant
nmtui
这个文本ui还是很给力的。
- 添加用户组 admin 与用户 vagrant 并授权
$ useradd vagrant
$ passwd vagrant
密码每次都输入： vagrant
$ groupadd admin
$ usermod -G admin vagrant
这个步骤是 vagrant 登陆后，执行 sudo 命令不用输入密码，修改结果：
$ visudo
# 在 Defaults env_keep += "HOME" 下添加
Defaults env_keep += SSH_AUTH_SOCK
# 在root ALL=(ALL) ALL下添加
%admin ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL
Defaults:vagrant !requiretty
更改完成后退出root，vagrant用户 ssh 登陆，并执行 sudo ls，查看是否能执行
$ ssh -p 2222 vagrant@127.0.0.1
vagrant@127.0.0.1's password:
Last login: Wed Dec 28 13:15:20 2016 from 10.0.2.2
[vagrant@centos7-docker-vagrant ~]$ sudo ls
[vagrant@centos7-docker-vagrant ~]$
如上所示,则表示配置正确.
第五步：让 vagrant ssh 无密码 ssh 连接虚拟机
$ mkdir .ssh
$ wget https://raw.github.com/mitchellh/vagrant/master/keys/vagrant.pub
$ mv vagrant.pub .ssh/authorized_keys
$ chmod 0700 .ssh
$ chmod 0600 .ssh/authorized_keys
$ ls .ssh -l
-rw-------. 1 vagrant vagrant 409 12月 28 13:24 authorized_keys
要点 authorized_keys 有 409 个字节。
第六步：安装虚拟机上软件，如 docker 引擎等
安装 docker 引擎
$ ssh -p 2222 vagrant@127.0.0.1
vagrant@127.0.0.1's password:
Last login: Wed Dec 28 13:16:42 2016 from 10.0.2.2
务必使用 vagrant 安装测试 docker。详细参考：CentOS 7 安装 Docker。一般不需要配阿里云加速。
安装 compose
wget https://bootstrap./get-pip.py
详细参考：docker 集群（单主机）部署web 应用入门（Nginx）
第七步：收尾工作
$ yum clean all
最后，关闭虚拟机 shutdown -h now
3、vagrant 使用
3.1 创建 CentOS Vagrant Base Box 并放入本地仓库
在主机上输入：
$ mkdir vagrant_getting_started
$ cd vagrant_getting_started
$ vagrant package --output centos7-docker.box --base centos7-docker-vagrant
其中 –base 参数表示虚拟机名称， –output 表述虚拟机Box文件。
构建 box 过程输出如下：
==> centos7-docker-vagrant: Clearing any previously set forwarded ports...
==> centos7-docker-vagrant: Exporting VM...
==> centos7-docker-vagrant: Compressing package to: C:/Users/pmlpml/vagrant_getting_started/centos7-docker.box
最后，我们把 box 放进本地仓库：
$ vagrant box add centos7-docker centos7-docker.box
$ vagrant box list
3.2 配置虚拟机
centos7-docker 可以看作为虚拟机的原型，下一步就是用 Vagrantfile 定制软件环境。
创建 Vagrantfile 描述模板
$ vagrant init centos7-docker
得到虚拟机描述 Vagrantfile
Vagrant.configure("2") do |config|
#虚拟机 box
config.vm.box = "centos7-docker"
end
配置虚拟机
修改 Vagrantfile
# -*- mode: ruby -*-
# vi: set ft=ruby :
$vm_name = "vm1"
Vagrant.configure("2") do |config|
# box 名称
config.vm.box = "centos7-docker"
# 虚拟机名（virtualbox 的专用配置）
config.vm.provider "virtualbox" do |v|
v.name = $vm_name
end
# 主机名
config.vm.hostname = $vm_name
# 网络
config.vm.network "private_network", ip: "192.168.50.4", auto_config: false
# 启动脚本
config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
echo hello world
echo ...
SHELL
end
这个脚本非常简介，ruby 风格。先定义一些全集变量，然后建立一个 Vagrant 配置变量 |config|，然后定义你需要的内容，其中网络是私有网络，vagrant 会为虚拟机自动配一块 host-only 网卡，配地址 “192.168.50.4/24”。具体见官方手册。
更多重要内容包括（见官方手册）：
- ssh 配置
- 虚拟机目录与主机目录同步配置
- 网络配置
- provision 配置
3.3 管理虚拟机
在 Vagrantfile 文件所在的目录，执行以下目录：
$ vagrant up ## 启动虚拟机
$ vagrant ssh ## 不需要带任何参数，直接进入虚拟机
$ vagrant reload ##用新配置加载启动虚拟机
$ vagrant halt ## 关机
$ vagrant destroy ## 清除机器
3.4 创建 docker 虚拟机集群
- 在项目目录下，创建三个子目录 vm1、vm2、vm3
- 将前面建好的 Vagrantfile 拷贝到这些目录
- 修改不同目录中的 Vagrantfile 的主机，ip地址配置
- 在各目录中执行管理命令
vagrant up
事实上，用三个配置管理三台虚拟机是不必要的。一个 Vagrantfile 也可搞定。在开发阶段，简单的配置和独立的控制是绝对有价值的。如果喜欢一条命令，写个脚本就是了。
小结
vagrant 可方便实现虚拟机部署自动化与管理。使用管理非常简单，基本配置也不难，在基础的 box 上创建新 box 也容易。建立基础 box 有一定难度，要完成大规模节点的部署（包括安全）需要更好深入 Vagrant 的配置与各种插件（plugin）和应用环境（provider）。
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