VirtualBox+Vagrant使用

一、介绍

1. VirtualBox简介

VirtualBox是一个开源的虚拟机管理软件，由 Oracle 开发。它的核心功能是允许你在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以装不同的操作系统。

特点：

跨平台：支持 Windows、Linux、macOS 主机上安装。
支持多种客操作系统：常见的 Linux 发行版（CentOS、Ubuntu）、Windows Server、BSD 等。
虚拟化功能：
- 配置虚拟 CPU、内存、磁盘、网卡等。
- 支持桥接网络、NAT、仅主机网络等多种网络模式。
GUI + CLI 管理：既可以用图形界面管理虚拟机，也可以用命令行 VBoxManage 控制。
适合个人和开发使用：开源免费，功能较全。

2. Vagrant简介

Vagrant 是一个虚拟机自动化管理工具，它本身不提供虚拟化功能，而是调用 VirtualBox、VMware、Hyper-V、Docker 等“虚拟化提供者”（provider）来创建和管理虚拟机。

特点：

开发环境自动化：
通过 Vagrantfile 描述一台（或多台）虚拟机的配置，比如操作系统镜像、CPU/内存、网络、共享目录等。
跨平台一致性：
不同开发者只要用相同的 Vagrantfile，就能快速得到一模一样的开发环境，避免“在我机器上没问题”。
支持多种 Provider：
默认支持 VirtualBox，也可以配合 VMware、Hyper-V、Libvirt、Docker。
Provisioning（自动化配置）：
可以在虚拟机启动时自动执行脚本（Shell、Ansible、Puppet、Chef）来安装软件和配置环境。
命令行简单：
- vagrant init → 生成配置文件
- vagrant up → 启动虚拟机
- vagrant ssh → 进入虚拟机
- vagrant halt → 关闭虚拟机
- vagrant destroy → 删除虚拟机

3. VirtualBox 和 Vagrant 的关系

VirtualBox 是虚拟机运行环境（相当于“底层引擎”）。
Vagrant 是管理工具（相当于“遥控器”），它需要依赖 VirtualBox 来运行虚拟机。比如：
如果只装 VirtualBox，你需要手动点 GUI，自己装系统、分配 CPU/内存、配网络。
如果用 Vagrant + VirtualBox，只需写个 Vagrantfile，执行 vagrant up，Vagrant 会调用 VirtualBox 自动完成虚拟机创建和配置。

二、安装VirtualBox

1. 下载安装包：

去 VirtualBox 官网下载 Windows 版本的安装程序。
去 Vagrant 官网下载 Windows 版本的安装程序。

2. 运行安装程序：

双击下载的 VirtualBox-X.X.X-XXXXXX-Win.exe 文件。基本上一直点击 “Next” （下一步）即可，所有默认选项都不需要改动。可能会短暂中断网络。(这里如果自定义非系统盘路径会出现一系列问题，建议默认路径直接安装)
双击下载的 vagrant_X.X.X_windows_amd64.msi 文件。同样，全程点击 “Next” （下一步），使用默认设置安装即可。

3. 验证安装：

安装完成后，打开你的 PowerShell 或 CMD 命令行。
输入 vagrant --version 并回车。
如果显示出版本号（如 Vagrant 2.3.7），说明安装成功。

4. 修改VirtualBox默认虚拟机存储位置

默认情况下，你创建的虚拟机（包括其磁盘镜像、配置文件等）确实通常会存放在C盘，具体位置一般在C:\Users[你的用户名]\VirtualBox VMs目录下。虚拟机镜像文件（.vdi、.vmdk等）通常体积庞大，很容易占用大量C盘空间。

修改默认虚拟机存储位置,是预防未来C盘空间告急的最佳做法。修改后，新创建的虚拟机就会自动存放到你指定的新位置。

打开VirtualBox：运行Oracle VM VirtualBox管理器。
进入全局设置：点击菜单栏的 “管理” (Manager)，然后选择 “全局设定” (Global Settings)2 4 6。
更改默认路径：
- 在弹出的窗口中，切换到 “常规” (General) 选项卡。
- 你会看到 “默认虚拟电脑位置” (Default Machine Folder) 的选项。
- 点击右侧的文件夹图标，选择一个空间充裕的非系统盘分区（如D盘、E盘）下的文件夹，或直接输入路径（例如D:\VirtualBox VMs）2 3 6。
确认保存：点击 “确定” (OK) 保存设置。

5. 修改Vagrant默认存储路径

Vagrant 本身通过一个名为 VAGRANT_HOME 的环境变量来确定它的“家”目录（包括下载的盒子文件、全局配置等）。修改它的步骤如下：

确定新的存储路径：首先在D盘（或其他非系统盘）创建一个你喜欢的目录，例如 D:\Vagrant\.vagrant.d。
设置系统环境变量：
- 在Windows搜索框输入“编辑系统环境变量”并打开。
- 在打开的“系统属性”窗口中，点击下方的“环境变量”按钮。
- 在“系统变量”区域，点击“新建”。
- 变量名设置为 VAGRANT_HOME。
- 变量值设置为新路径，例如 D:\Vagrant\.vagrant.d。
- 依次点击确定保存所有窗口1 5。
移动现有文件（如果已有盒子）：如果之前使用Vagrant下载过盒子，需要将原目录（通常是 C:\Users\[你的用户名]\.vagrant.d）下的所有文件和文件夹复制或移动到新设置的 D:\Vagrant\.vagrant.d 。
验证设置：打开一个新的命令行窗口（重要，这样才能让新的环境变量生效），输入以下命令，检查输出是否为你的新路径：
```
echo %VAGRANT_HOME%
```

三、使用 Vagrant 来模拟 Docker Swarm 部署

1. 主要流程

创建一个任意目录（例如 D:\D:\Vagrant\vagrant-docker-swarm），用于存放Vagrantfile和后续项目文件。

创建Vagrantfile, 内容如：

Vagrant.configure("2") do |config|
# 1. 定义一个通用的 CentOS 盒子
#    使用一个轻量且常见的 CentOS 7 镜像。Vagrant 会自动从互联网下载。
config.vm.box = "generic/centos7"

# 2. 配置宿主机和虚拟机之间的共享目录（可选，按需启用）
# config.vm.synced_folder "./data", "/vagrant_data"

# 3. 配置主机管理器插件（可选但推荐）
#    如果你安装了 'vagrant-hostmanager' 插件，它可以自动更新所有虚拟机的 /etc/hosts 文件
#    使用命令安装: `vagrant plugin install vagrant-hostmanager`
# config.hostmanager.enabled = true
# config.hostmanager.manage_host = true
# config.hostmanager.ignore_private_ip = false
# config.hostmanager.include_offline = true

# 4. 定义 Master 节点
config.vm.define "master" do |master|
    master.vm.hostname = "master" # 设置主机名，在集群中很重要
    master.vm.network "private_network", ip: "192.168.56.10" # 设置私有静态IP，用于节点间通信

    # 配置虚拟机资源（根据你的电脑配置调整）
    master.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.memory = 2048   # 分配 2GB 内存
    vb.cpus = 2        # 分配 2 个 CPU 核心
    vb.name = "vagrant-master" # 在VirtualBox中显示的名称
    end

    # （可选）Provisioning: 在首次启动时自动执行的脚本
    # master.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    #   echo "Hello from Master!"
    # SHELL
end

# 5. 定义 Node (Worker) 节点
config.vm.define "node" do |node|
    node.vm.hostname = "node1"    # 设置主机名
    node.vm.network "private_network", ip: "192.168.56.11" # 设置私有静态IP，与Master在同一网段

    # 配置虚拟机资源（Node节点可以稍弱一些）
    node.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.memory = 1024   # 分配 1GB 内存
    vb.cpus = 1        # 分配 1 个 CPU 核心
    vb.name = "vagrant-node1"
    end

    # （可选）Provisioning
    # node.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    #   echo "Hello from Node!"
    # SHELL
end
end

确保Vagrantfile中定义了一台master（如master）和一台node（如node1），并配置了私有网络（如192.168.56.10和.11）。

启动虚拟机在当前Vagrantfile所在目录执行： vagrant up 如果出现下载失败问题可以尝试set VAGRANT_SERVER_URL=https://vagrantcloud.com/api/v2/vagrant

查看状态

# 输出如
Current machine states:

master                    running (virtualbox)
node                      running (virtualbox)

在虚拟机里安装 Docker,vagrant ssh master vagrant ssh node 进入两台虚拟机（master 和 node1）都执行以下命令：

# 更新 yum 源并安装依赖
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

# 添加 Docker 官方仓库
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 安装 Docker
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 启动并开机自启
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

登录Master节点： Vagrantfile所在目录执行 vagrant ssh master master为上面定义的hostname。如果出现 Bad owner or permissions on C:\Users\xx/.ssh/config 可以绕过检查vagrant ssh master -- -F NUL
初始化Swarm集群:在Master（192.168.56.10）节点上执行初始化命令，指定其为主管理节点。sudo docker swarm init --advertise-addr 192.168.56.10
获取加入令牌: 初始化成功后，记录输出中给出的docker swarm join …命令。类似：docker swarm join –token 192.168.56.10:2377
加入Worker节点: 打开另一个终端，SSH登录到Node节点 $ vagrant ssh node，执行上一步获取的join命令。 sudo docker swarm join --token <token> 192.168.56.10:2377 成功输出如 This node joined a swarm as a worker.

验证集群: 回到Master节点的终端，查看节点列表。sudo docker node ls 正常输入类似如：

1.  ID                            HOSTNAME     STATUS    AVAILABILITY   MANAGER STATUS
abc123...                     k8s-master   Ready     Active         Leader
def456...                     k8s-node1    Ready     Active

说明集群成功。

2. 在Swarm集群中部署服务

Swarm集群搭建成功后，你就可以在Master节点上使用 docker service 命令来部署和管理跨节点的容器服务了。例如，部署一个Nginx服务：

# 在 Swarm 集群中创建一个名为 "web" 的 Nginx 服务，并映射端口 8080
# --replicas 2 表示运行两个实例，Swarm 会自动调度到可用节点上（包括 Master 和 Node1）
sudo docker service create --name web -p 8080:80 --replicas 2 nginx:alpine

查看服务运行情况：

sudo docker service ps web

测试访问: 在宿主机（Windows）上访问：

# master
http://192.168.56.10:8080
# node1
http://192.168.56.11:8080

都能访问到 nginx 欢迎页，说明 Swarm 负载均衡已经生效。

四、Vagrantfile 的写法

Vagrantfile 是 Vagrant 的核心配置文件，里面用 Ruby DSL 来描述虚拟机的配置。

基本结构如：

Vagrant.configure("2") do |config|
  # 1. 指定 box（基础镜像）
  config.vm.box = "generic/centos7"

  # 2. 设置主机名
  config.vm.hostname = "k8s-master"

  # 3. 网络配置
  # NAT 模式（默认）
  # config.vm.network "forwarded_port", guest: 80, host: 8080
  # 私有网络（常用于集群通信）
  config.vm.network "private_network", ip: "192.168.56.10"
  # 公有网络（桥接）
  # config.vm.network "public_network"

  # 4. 共享目录
  # 将宿主机目录映射到虚拟机中
  config.vm.synced_folder "./data", "/vagrant_data"

  # 5. Provider 配置（这里是 VirtualBox）
  config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.name   = "vagrant-master" # VirtualBox 中显示的名字
    vb.memory = 2048             # 内存
    vb.cpus   = 2                # CPU 核心
  end

  # 6. Provision（自动化配置）
  config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    yum install -y epel-release
    yum install -y nginx
    echo "Hello Vagrant" > /usr/share/nginx/html/index.html
  SHELL
end

常见配置项

config.vm.box → 指定基础镜像（box）
config.vm.hostname → 设置虚拟机主机名
config.vm.network → 设置网络（NAT/私有/公有/端口转发）
config.vm.synced_folder → 设置共享目录
config.vm.provider → 设置虚拟化提供者参数（CPU、内存等）
config.vm.provision → 定义自动执行的配置脚本

五、 Vagrant 的常用命令

初始化项目
```
vagrant init generic/centos7
```
会生成一个 Vagrantfile。
启动虚拟机

vagrant up

第一次启动会下载 box 镜像并创建虚拟机。
之后再 up 就会直接启动已有的虚拟机。

登录虚拟机

vagrant ssh
# 或者指定虚拟机名（多虚拟机场景）
vagrant ssh master

停止虚拟机

vagrant halt
# 或指定
vagrant halt master

重启虚拟机

vagrant reload
# 修改了 Vagrantfile 后常用，重新应用配置

删除虚拟机

vagrant destroy

查看虚拟机状态

vagrant status

查看虚拟机列表（全局）

vagrant global-status

运行自动化配置

vagrant provision
# 会重新执行 config.vm.provision 脚本。

打包当前虚拟机为 box

vagrant package --output mybox.box

VirtualBox+Vagrant使用#

一、 介绍#

1. VirtualBox简介#

特点：#

2. Vagrant简介#

特点：#

3. VirtualBox 和 Vagrant 的关系#

二、 安装VirtualBox#

1. 下载安装包：#

2. 运行安装程序：#

3. 验证安装：#

4. 修改VirtualBox默认虚拟机存储位置#

5. 修改Vagrant默认存储路径#

三、 使用 Vagrant 来模拟 Docker Swarm 部署#

1. 主要流程#

2. 在Swarm集群中部署服务#

四、Vagrantfile 的写法#

基本结构如：#

常见配置项#

五、 Vagrant 的常用命令#