基于VirtualBox和Ubuntu的虚拟环境搭建

VirtualBox简介

VirtualBox 是一款开源虚拟机软件。 是由德国 Innotek 公司开发，由Sun Microsystems公司出品的软件，使用Qt编写，在 Sun 被 Oracle 收购后正式更名成 Oracle VM VirtualBox。简单易用，可虚拟的系统包括Windows（从Windows 3.1到Windows 10、Windows Server 2012，所有的Windows系统都支持）、Mac OS X、Linux、OpenBSD、Solaris、IBM OS2甚至Android等操作系统。

 VirtualBox的安装与配置

本实验使用VirtualBox-7.0.10 进行演示。对于安装包，大家可以前往 VirtualBox官网下载页面https :/ / www. virtualbox.org/wiki/Downloads下载其7.0版本安装包进行安装。

安装的过程中，为了避免C盘空间不足，请选择D盘或者其他盘的一个空文件夹作为安装路径（必须是空文件夹），其它直接默认就可以了。

 安装完成以后，进入VirtualBox-7.0.10主页面，如图所示

 配置虚拟机的默认位置

首选在D盘（或在安装时选择的其他盘处）建一个空文件夹VirtualBox VMs，然后在VirtualBox的首页，点击“管理”→“全局设定”进入全局设定界面，设置虚拟机的默认存放位置为“D:\VirtualBox VMs”，最后点击“确定”按钮保存修改。

 配置虚拟网络

为了实现多台虚拟机之间的网络联通,在VirtualBox安装完成后首先创建一个主机网络(Host-Only Ethernet Adapter)。选择菜单栏中的“管理”→“工具”→“主机网络管理器”打开主机网络管理器

然后单击“创建”按钮可以新建一个VirtualBoxHost-Only Ethernet Adapter。在创建过程中可能会遇到系统权限请求,允许即可，VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter创建好之后,在主机网络管理器下方的网卡选项中选择手动配置网卡,将IPv4地址设置为192.168.56.1,IPv4网络掩码设置为255.255.255.0 , IPv6地址及网络掩码长度不需要修改。在VirtualBox 7.0版本中，系统已经自动为我们创建好了一个VirtualBoxHost-Only Ethernet Adapter。

同时，注意建议保持DHCP服务器开启

 Ubuntu虚拟主机的创建和配置

在VirtualBox主界面，单击“控制“→“新建”按钮创建3台虚拟主机。

这里需要设置虚拟机的名称,在本实验中建议将3台虚拟主机分别命名为master,slave1,slave2,以便识别。类型选择“Linux”,版本选择“Ubuntu(64-bit)”或“Other Linux(64-bit)”,单击“下一步”按钮可以进行虚拟机配置的设置。

 接着，将虚拟主机内存至少设置为2GB（即2048MB）,以保证运行流畅。

接着，为虚拟主机机创建足够大小的虚拟硬盘,至少30G。 

在如图所示的界面为虚拟机的配置，点击完成即可。 

在创建完成后，选中虚拟机,打开右侧的虚拟机设置，点击“设置”按钮，进行网络设置

其中网卡1默认为“网络地址转换(NAT)”,不需要更改

选择网卡2,选中“启用网络连接”复选框,连接方式选择“仅主机(Host-Only)网络”,界面名称选择前面建立的VirtualBox Host-OnlyEthernet Adapter。

在高级选项中设置混杂模式为“全部允许”,其他选项保持默认。

 

 Ubuntu的安装

在如图所示的界面中，点击“启动”按钮，启动虚拟主机.接着，启动界面的光驱弹窗中，选择加载Ubuntu的ISO镜像文件位置，即可在虚拟主机上进行ubuntu的安装。本实验选用的是ubuntu-20.04-desktop-amd64的64位版本﹐可以前往ubuntu-官网或各镜像站自己进行ISO镜像文件下载：https://old-releases.ubuntu.com/releases/focal/ubuntu-20.04-desktop-amd64.iso

 

选择好ISO镜像文件后，单击“挂载并尝试启动”，然后在ubuntu的安装引导页面，默认第一个选项，按ENTER键进入下一步。接着在ubuntu的语言选择页面，选择安装语言，并点击“安装Ubuntu”

另外，如果在操作的过程，系统弹窗提示是否进入鼠标和键盘的独占模式，请选择取消，具体如图，如果不小心进入了鼠标和键盘的独占模式，可以按下右Ctrl键来退出独占模式 

 后续步骤直接点击“继续”即可

 

默认所在城市，点击“继续”进入下一步

设置用户名和密码，点击“继续”进入下一步 

来到该界面，需要下载一些组件，所以有点慢，请耐心等待。同时，为了避免出现奇怪的问题，请保持网络畅通。在安装完毕之后，会提示喊重启，按提示进入下一步重启就可。

 

 如果此步出现异常，那么请强行退出，在virtual Box中手动重新启动（或者在重启时等待太长时间，也可这样）

 

重启后，输入密码，就可以进入ubuntu了 （欢迎程序可以跳过）点击鼠标右键，选中“打开终端”进入Shell。（另外，如果系统提示更新，请拒绝更新）

首先、如下图所示，点击“安装增强功能”选项安装增强功能 。然后、在该图的中“共享粘贴板”中，将粘贴板共享设置为“双向”，关闭虚拟机，重启生效。最后，在重新启动后，为了获得更好的视觉效果，建议在“视图”中，将视图设置为“无缝模式”。

我们可以使用命令：ip addr show查看主机所有IP ，同时，我们也可以使用ifconfig -a 查看当前主机所有的额IP。只是在ubuntu 20.4中,我需要先使用以下命令安装网络相关工具

sudo apt install net-tools

然后输入ifconfig -a命令查看当前网卡状态。可以看到enpos3网卡与enp0s8网卡, enp0s3网卡是虚拟机网络设置中的网卡1，负责通过主机连接互联网;enp0s8为Host-Only网络,负责虚拟局域网内互通。不同机器的网卡名称可能不同,且 Host-Only 网卡默认为关闭状态。

 SSH配置

为了方便通过SSH协议远程连接ubuntu主机，需要安装SSH服务端,命令如下:

sudo apt install openssh-server -y

如果SSH服务端,，使用ssh无法登录该主机，遇到类似的问题

ssh Connection reset by 192.168.56.103 port 22

重装SSH服务成为唯一的解决方法

#卸载ssh服务

sudo apt remove --purge openssh-server -y

#参数说明

--purge #软件和配置文件也一起卸载#安装ssh服务

 

Windows中Git安装和远程连接

Git是一个开源的分布式版本控制系统，可以有效、高速地处理从很小到非常大的项目版本管理件，它本身支持SSH1, SSH2。因此，它有和XShell类似的功能，我们也可以通过它非常方便的连接我们的Ubuntu主机。（虽然Git和XShell部分功能类似，但是Git更简洁,功能更强大。因此，在本实验，主要使用Git进行演示）

Git的安装包，可以通过其官网git-scm.com或者gitforwindows.org进行下载。下载后，一路使用默认安装就可以完成安装了。安装完成后，我们可以通过win菜单“所有应用”→“Git”→“Git Bash”或者鼠标右键弹窗的“显示更多选项”→“Git Bash Here”进入Git的命令行。

我们可以直接使用“ssh master@192.168.56.17”远程连接我们的ubuntu主机 

如果使用ssh进行远程连接的时候，出现了类似的以下错误：

no matching key exchange method found. Their offer: diffie-hellman-group-exchange-sha1,diffie-hellman-group1-sha1

那么请使用以下命令进行清理，然后再重试

ssh-keygen -R 192.168.56.27

安装vim软件包

Vim是一个类似于Vi的高度可定制的文本编辑器，在Vi的基础上改进和增加了很多特性。

（以下操作在Git中执行）在命令行执行该命令来安装vim

sudo apt install vim

开启root用户

ubuntu中，默认没有开启root用户，不过可先通过以下命令来设置root的密码，启动root用户

sudo passwd root

 

启动root用户后，我们可以通过su命令从当前用户切换到root用户 （注意当切换到root用户后，$变成了#.切换到root用户后，就不会再因为权限不足,而使用sudo）

 在SSH中，允许root用户直接登录

对于SSH，编辑 /etc/ssh/sshd_config 文件（在命令行敲出该段命令）：

sudo vim /etc/ssh/sshd_config

找到 PermitRootLogin 这一行，（按‘ i ’进入插入模式）并将其修改为：

PermitRootLogin yes

保存（按‘：’并输入qw退出插入模式）再关闭文件,并重新启动。

这样就可以远程使用SSH直接进行root用户的登录。

比如，ssh root@192.168.56.200

静态IP配置

我们安装的master主机属于ubuntu 20.04，需要通过以下指令更改配置文件，实现第二网卡enp0s8的静态IP配置:

sudo vim /etc/netplan/01-network-manager-all.yaml

在文件中添加如下信息（格式必须一致）:

  ethernets:enp0s8:dhcp4: falseaddresses: [192.168.56.200/24]gateway4: 192.168.56.1

若要改ip，则在addresses那一行进行ip修改 

格式如图所示：

注意1：如果第一次执行vim,会出现vim命令找不到的提示，请执行该命令来安装vim。

sudo apt install vim

注意2：enp0s8需要替换为自己的对应的网卡名称。修改完成后保存文件﹐输入以下指令启动网卡:

sudo netplan apply

至此，master虚拟机的安装完成，slave1和slave2的安装与配置同master一致，可参考master的配置。

同时建议将slave1和slave2这三台主机设置为静态IP：192.168.56.3，192.168.56.4。

即master、slave1和slave2这三台主机的静态IP分别为：192.168.56.200，192.168.56.3，192.168.56.4