Виртуальные машины

Паравиртуализация требует, чтобы гостевая операционная система была изменена для гипервизора, и это является недостатком метода. Но зато паравиртуализация предлагает производительность почти как у реальной не виртуализированной системы. Как и при полной виртуализации, одновременно могут поддерживаться многочисленные различные операционные системы.

Примеры проектов, выполненных по технологии полной паравиртуализации:

• Продукт Xen - «паравиртуальный» монитор виртуальных машин (VMM), или гипервизор. Xen способен поддерживать одновременную работу большого числа виртуальных машин на одной физической, при этом не тратя значительных вычислительных ресурсов.
• Продукт MicrosoftHyper-V представляет - решение для виртуализации серверов в корпоративных средах.

Преимущество такого метода виртуализации - отличная совместимость и возможность многоплатформенного использования при сохранении хорошей скорости работы. Недостатком является необходимость модифицирования гостевой операционной системы для гипервизора.

 

1.5 Преимущества и недостатки виртуальных машин

 

Преимущества виртуальных машин.

Приведу вам несколько преимуществ использования виртуальных машин:

1. Приведу самый просто пример. Нынче, как мы знаем, вышли новые операционные системы. Windows Vista и Windows 7. И как многие из вас убедились, некоторые приложения, в частности игры, на них не работают. Так в чём проблема? Когда можно установить виртуальную машину с, допустим, операционной системой Windows XP. И всё прекрасно будет работать.
2. Второй пункт можно отнести к злобным хакерам или просто к компьютерным хулиганам. Имеется в виду, что на виртуальной машине вы можете спокойно написать вирус или вредоносное программное обеспечение, которое сможет повредить вам лишь гостевую операционную систему виртуальной машины.
3. Третий пункт можно было отнести ко второму. А именно то, что на виртуальную машину вы можете ставить любое ПО, не опасаясь чего-либо. Вы можете экспериментировать с различными настройками и прочее.
4. Ну и одно из самых главных это то, что вы можете легко изучать новые операционные системы, не стирая свою старую.

Это конечно далеко не все преимущества виртуальных машин. Каждый пользователь может сам придумать, для чего ему нужна виртуальная машина.

Перед возможностью установки нескольких хостовых операционных систем на один компьютер с их раздельной загрузкой, виртуальные машины имеют следующие неоспоримые преимущества:

1. Возможность работать одновременно в нескольких системах, осуществлять сетевое взаимодействие между ними.
2. Возможность сделать «снимок» текущего состояния системы и содержимого дисков одним кликом мыши, а затем в течение очень короткого промежутка времени вернуться в исходное состояние.
3. Простота создания резервной копии операционной системы (не надо создавать никаких образов диска, всего лишь требуется скопировать папку с файлами виртуальной машины).
4. Возможность иметь на одном компьютере неограниченное число виртуальных машин с совершенно разными операционными системами и их состояниями.
5. Отсутствие необходимости перезагрузки для переключения в другую операционную систему.

Недостатки виртуальных машин.

Тем не менее, несмотря на все преимущества, виртуальные машины также имеют и свои недостатки:

• Потребность в наличии достаточных аппаратных ресурсов для функционирования нескольких операционных систем одновременно.
• Операционная система работает несколько медленнее в виртуальной машине, нежели на «голом железе». Однако, в последнее время показатели производительности гостевых систем значительно приблизились к показателям физических ОС (в пределах одних и тех же ресурсов), и вскоре, за счет улучшения технологий реализации виртуальных машин, производительность гостевых систем практически будет равна реальным.
• Существуют методы определения того, что программа запущена в виртуальной машине (в большинстве случаев, производители систем виртуализации сами предоставляют такую возможность). Вирусописатели и распространители вредоносного программного обеспечения, конечно же, в курсе этих методов и в последнее время включают в свои программы функции обнаружения факта запуска в виртуальной машине, при этом никакого ущерба вредоносное ПО гостевой системе не причиняет.
• Различные платформы виртуализации пока не поддерживают полную виртуализацию всего аппаратного обеспечения и интерфейсов. В последнее время количество поддерживаемого аппаратного обеспечения стремительно растет у всех производителей платформ виртуализации. Помимо основных устройств компьютера, уже поддерживаются сетевые адаптеры, аудиоконтроллеры, интерфейс USB 2.0, котроллеры портов COM и LPT и приводы CD-ROM. Но хуже всего обстоят дела с виртуализацией видеоадаптеров и поддержкой функций аппаратного ускорения трехмерной графики.

Все недостатки в принципе можно решить, да и преимущества виртуальных машин перевешивают их недостатки. Именно поэтому виртуализация сейчас продвигается семимильными шагами вперёд. А пользователи находят всё больше и больше причин их использовать.

 

1.6 Обзор виртуальной машины VirtualBox

 

VirtualBox — программный продукт  виртуализации для операционных  систем MicrosoftWindows, DOS, GNU/Linux, Mac OS X и SUN Solaris/OpenSolaris. Программа была создана компанией Innotek с использованием исходного кода Qemu. Первая публично доступная версия VirtualBox появилась 15 января 2007 года. Существует две версии — свободная (OSE, англ. OpenSourceEdition), выпущенная под GNU GPL, и проприетарная (PUEL), различающиеся по функциональности; полнофункциональная проприетарная версия для личного использования распространяется бесплатно.Если продукт будет использоваться в производственной среде необходимо приобретение лицензий, условия которых можно узнать у компании InnoTek.

В VirtualBox есть возможность выбора языка интерфейса (поддерживается и русскоязычный интерфейс).

В феврале 2008 Innotek был приобретён компанией SunMicrosystems, модель распространения VirtualBox при этом не изменилась.

В дальнейшем повествовании виртуальная машина VirtualBox будет рассмотрена более подробно.

1.6.1. Общая характеристика.

 

Каждая виртуальная машина, созданная с помощью VirtualBox, представляет собой автономный компьютер с собственными аппаратными ресурсами, часть которых эмулируется программно, а часть заимствуется у хост-компьютера, как и в случае использования виртуальной машины VMwareServer и MicrosoftVirtualPC.

VirtualBox имеет большой список поддерживаемых операционных систем, по разнообразию  сравнимый с VMware.

В этот список входят операционные системы семейства Windows, Linux, Unix, NovellNetWare и другие.

К возможностям VirtualBox по работе с виртуальными жесткими дисками следует отнеси:

• Подключения к каждой ВМ множества жестких дисков.
• Поддержка диска фиксированного и  динамического размера.

Платформа VirtualBox исполняет код гостевой системы нативно (прямой передачей инструкций процессору хоста). Этот подход работает хорошо для кода, исполняющегося в кольце третьей гостевой системы, для кода гостевой системы, исполняющегося в нулевом кольце, требующего привилегированных инструкций, необходим его перехват платформой виртуализации. Для этой цели VirtualBox использует оригинальный подход: код, исполняющийся в нулевом кольце гостевой системы, исполняется в первом кольце хостовой системы, которое не используется в архитектуре Intel.

К возможностям VirtualBOX в плане поддержки переферии можно отнести:

1. Эмуляцию видеоадаптера как стандартного VESA с 8 Мб видеопамяти, при этом установка Guest VM Additions (только для Windows и Linux хостов) позволяет увеличить производительность виртуального видеоадаптера и динамически менять размер окна виртуальной машины
2. Аудио контроллер на базе Intel ICH AC'97
3. В издании с закрытым исходным кодом эмулируются также контроллеры USB, при этом USB-устройства, вставленные в разъемы хоста, автоматически подхватываются в гостевой системе. Также если виртуальная машина действует как RDP (RemoteDesktopProtocol) сервер, то в клиенте также будут видны USB-устройства.
4. Сетевой адаптер эмулируется как интерфейс AMD PCNet

Сетевое взаимодействие между виртуальными машинами в VirtualBox может быть трех типов:

1. NAT - Виртуальная машина "прячется" за NAT-сервером хоста и может инициировать соединения во внешнюю по отношению к нему сеть, но из внешней сети инициировать соединение с такой виртуальной машиной нельзя.
2. HostInterfaceNetworking - в этом случае виртуальная машина разделяет ресурсы физического адаптера с хостовой операционной системой и доступна из внешней сети как независимый компьютер.
3. InternalNetworking - тип сетевого взаимодействия для построения виртуальной сети в пределах хоста, когда не требуется выход из виртуальной машины во внешнюю сеть и доступ к ней извне.

Кроме стандартных функций, присущих большинству настольных систем виртуализации, платформа VirtualBox обладает также набором уникальных возможностей, присущих только ей:

• Ярко выраженная модульность системы.

Платформа VirtualBox имеет модульную архитектуру с хорошо описанными компонентами и предоставляет удобные интерфейсы доступа к виртуальным машинам, которые позволяют контролировать гостевые системы как через GUI, так и через командную строку и удаленно. К тому же, компания InnoTek предоставляет отличный SoftwareDevelopmentKit, и поскольку код платформы открыт, не требуется дополнительных усилий, чтобы написать расширение к системе.

• Виртуальная машина может действовать как RDP-сервер.

В отличие от других платформ виртуализации, VirtualBox может действовать как RDP-сервер и управляться любым клиентом, поддерживающим протокол RDP. Также поддерживается функция USB over RDP.

• iSCSIinitiator

Компонент iSCSIinitiator является одной из закрытых частей платформы VirtualBox. Он позволяет использовать внешние устройства по протоколу iSCSI в качестве виртуальных дисков в гостевой системе без дополнительной поддержки со стороны гостевой ОС.

1.6.2 Системные требования

 

1. Процессор с тактовой частотой 3000 MHz или более мощный. 
2. Оперативная память 1024 Мб или больше. 
3. Видеокарта с видеопамятью объемом не менее 64 Мб или более мощный.
4. Свободное место на жёстком диске от 140 Мб. 
5. Оптический дисковод для записи DVD/CD дисков. 
6. Архитектура с разрядностью 32 бит или 64 бит (x86 или x64). 
7. Операционная система Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8.

 

2 Специальная часть

2.1 Установка виртуальной  машины VirtualBox

 

Неоднократно слышали об операционных системах разных версий, хотите установить и просмотреть что это такое, но не рискуете инсталлировать на аппаратно физический компьютер, боясь удалить важные данные или сбить настройки программы, тогда оптимальный выход для вас это виртуальная машина VirtualVox.

Необходимо взять на заметку, что такой подход к делу не сверхсложный механизм и доступен каждому желающему. На сегодняшний день виртуальные машины довольно активно применяются не только в организациях, но и простыми пользователями. VirtualBox дает вам возможность работать с широким спектром операционных систем, таких как Solaris, Linux. Важный момент они должны поддерживать архитектуру процессоров х86. Виртуальные платформы, смоделированные в среде VirtualBox многофункциональны, как и реальные компьютеры: поддерживают работу с сетевыми картами, usb устройствами, звуковыми картами, также имеется возможность поддержки механизка трехмерных игр.

Как установить VirtualBox на Windows 7 :

1. Заходим на главную страницу сайта и нажимаем «Загрузить». Произойдет перенаправление на страницу загрузки, в котором выбираем какие версию хотим скачать: Windows, Linux (рисунок 1):

 

 

Рисунок 1 – Страница загрузки

 

Запускаем процесс скачивания версии для windows, кликнув по ссылке «VirtualBox 4.1.16 for Windows hosts x86/amd64». Размер дистрибутива занимает 90 Мб.

Вашему вниманию откроется окно мастера установки виртуальной машины virtualbox, который будет сопровождать нас на всех этапах и поможет с настройками приложения (рисунок 2):

 

Рисунок 2 – Окно мастера установки

 

На следующем этапе мы можем определить пусть установки, но лучше все оставить по умолчанию, тем более что объем дискового пространства уменьшится не на много, по сравнению с другими именитыми аналогами (рисунок 3):

 

 

Рисунок 3 – Настройки установки

 

Оставим размещения ярлыка на рабочем столе. В панели быстрого запуска можно убрать – на ваш выбор (рисунок 4):

 

Рисунок 4 – Окно мастера установки

 

Нас предупреждают, что сетевые настройки установятся на первоначальные и временно отключится сетевая активность. Ничего страшно, соглашаемся и приступаем к дальнейшей установке (рисунок 5):

 

 

Рисунок 5 – Окно мастера установки

 

Нам говорят, что все настройки произведены и подготовлено к инсталляции, если что-то хотим изменить, можно вернуться назад и переконфигурировать (рисунок 6):