使用Vagrant和Virtualbox创建虚拟机

简单地说，Vagrant让我们可以通过代码的方式快速地、可重复地创建针对不同虚拟环境的虚拟机，包括Virtualbox、AWS、Docker等。它使得我们可以一次性地、自动创建多个环境相同的虚拟机，对于软件开发和测试尤其有用。本文我们将以Virtualbox为例，看看Vagrant的基本使用。

（一）快速入门

首先需要创建一个目录用于存放Vagrantfile文件以及Vagrant在工作中的数据:

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

然后初始化Vagrant工程：

vagrant init Ubuntu/trusty64

该命令会在当前目录下创建Vagrantfile，并且指定所使用的box为ubuntu/trusty64，该box由Hashicorp官网提供。此时，Vagrant发现box的名字的格式为“用户名/box名”，则会使用“https://atlas.hashicorp.com/用户名/box名”来下载该box。对于非官网提供的box，可以通过以下命令创建：

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

其中，my-box为该box的名字，后面的URL为该box的下载地址。接下来就可以启动虚拟机了：

vagrant up

此时Vagrant会先从Hashicorp下载ubuntu/trusty64这个box（如果先前下载过了则跳过），然后启动虚拟机。在默认情况下，Virtualbox将作为provider，当然你也可以使用其他provider，比如以下命令将启动一个hyperv虚拟机：

vagrant up --provider hyperv

登录到虚拟机：

vagrant ssh

此时vagrant将使用默认的用户vagrant以及预设的SSH公钥密钥键值对直接登录虚拟机。

关闭虚拟机：

vagrant halt

删除虚拟机：

vagrant destroy

请注意，vagrant destroy只会删除虚拟机本身，也即你在Virtualbox将看不到该虚拟机，但是不会删除该虚拟机所使用的box。

Vagrant还会在Vagrantfile所在同级目录下创建一个.vagrant隐藏文件夹，该文件夹包含了在本地运行虚拟机的一些信息。如果使用了代码库管理（比如Git），这个.vagrant文件夹应该被ignore掉。

（二）添加和查看所下载的box

 Vagrant会将所下载的box保存到~/.vagrant.d/boxes目录下，除了在执行“vagrant up”时Vagrant会下载box外，你也可以单独下载box到本地：

vagrant box add ubuntu/trusty64

这将从Hashicorp官网上下载ubuntu/trusty64这个box，你也可以指定一个另外的URL：

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

这里的mybox是一个逻辑名字，你可以用该名字来设置Vangrantfile的“config.vm.box”。

你可以在任何时候向Vagrant中添加新的box以备后用，在执行vagrant up时，Vagrant首先检查本地是有存在所需要的box，如果有则直接使用，如果没有则下载。

列出本地所有的box：

vagrant box list

删除某个box：

vagrant box remove box-name

(三)端口转发（Port Forwarding）

在默认情况下，Vagrant所创建的Virtualbox虚拟机使用的是NAT网络类型，即外界是不能直接访问你的虚拟机的，就连Host机器也访问不了。此时，如果你在虚拟机中启动的一个Tomcat来部署网站的测试环境，而又想外界能够访问的话，你需要使用端口转发：

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

以上代码将Host机的8888端口转发到了虚拟机的8080端口，这样你便可以通过在Host机上访问http://localhost:8888来访问虚拟机的Tomcat了。对于Virtualbox来说，只有NAT类型的网络类型支持端口转发，这也是为什么Vagrant创建的Virtualbox虚拟机默认都有一个支持NAT的虚拟网卡，原因就是要能够支持Vagrant级别的端口转发。另外，Vagrant在第一次尝试连接虚拟机时使用的也是NAT。

（四）共享文件夹

在默认情况下，Vagrant所创建的虚拟机已经为我们创建了一个共享文件夹，在虚拟机上是/home/vagrant目录，在Host机上则为Vagrantfile所在目录，当然你也可以额外添加另外的共享文件夹：

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

第一个参数为Host机器上的目录，第二个参数为虚拟机上的目录。

 （五）Provision

简单地说，Provision即通过使用某些工具自动地、批量地为机器安装软件以及配置系统，它省去了人工安装和配置系统时的重复性和易错性，当然还享受了计算机与生俱来的速度。Vagrant提供多种方式对虚拟机进行Provision，包括Shell、Chef、Puppet和Ansible等。以Shell为例，既可以通过直接在Vagrantfile中编写Shell脚本的方式，也可以通过引用外部Shell文件的方式。

直接在Vagrantfile中编写Shell脚本，可以通过“inline”指定脚本内容：

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

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

 通过引用外部脚本文件的方式：

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

在使用Ansible时，有两种方式：（1）在Host机器上安装Ansible，（2）采用Ansible Local的方式，即在虚拟机自身上安装Ansible。对于第（1）种方法，我们需要保证Host机器上已经安装了Ansible，然后进行配置：

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）种方法时，Vagrant会首先检查box中是否已经安装了Ansible，如果没有，则会自动安装到虚拟机上，然后再运行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

当我们多次执行“vagrant up”启动虚拟机时，provison并不会每次都执行，只有在这三种情况下provision才会运行：
1.首次执行vagrant up
2.执行vagrant provision
3.执行vagrant reload --provision

当然，你也可以在Vagrantfile中配置成每次执行vagrant up时都运行provision：

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

（六）网络配置

在默认情况下，对于Virtualbox而言，Vagrant将使用Virtualbox的NAT网络方式，这种方式允许虚拟机访问外部网络，但是不允许外界访问虚拟机，就连Host机器也访问不了。另外，我们可以为虚拟机配置private network和public network。在配置private network时，相当于虚拟机和Host机共同组成了一个单独的局域网，外界无法访问该局域网，但是虚拟机可以访问外界，Host机和虚拟机之间也可以互访。请注意，这里说的外界是指原本和Host处于同一局域网的其他机器。

使用private network时，我们可以给虚拟机指定固定的私有IP：

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

当然也可以使用DHCP的方式动态分配IP：

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

对于Virtualbox而言，此时虚拟机其实有两张网卡在工作，一种是Vagrant默认创建的NAT网卡，另一种是Host only类型的网卡提供private network。

在使用public network时，虚拟机和Host在网络中具有同等的地位（共同使用Host机的物理网卡与外界通信），就相当于在Host所在网络中又多了一台计算机一样，此时虚拟机可以使用网络中的DHCP服务器获得与Host处于同一个网段的IP地址，以下配置默认采用DHCP方式配置public network：

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

如果Host机器有多张网卡，此时运行vagrant up， Vagrant会询问需要使用那张网卡连接到网络，如果不想要这种交互，则可以在Vagrantfile中进行配置：

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

这里的 Wi-Fi(AirPort)表示使用了Mac笔记本的Airport连接到Wi-Fi。

除了DHCP，也可以使用静态IP：

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

（七）Provider特定配置

不同的Provider有不同的特性，也存在不同的配置方式。以Virtualbox为例，Vagrant默认会给虚拟机指定一个不具备可读性的名字，比如my-vagrant-project_default_1471685053487_94837，我们可以对此进行配置予以更改：

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

Provider的特定配置也可以覆盖Vagrant原来的配置：

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

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