Виртуальные машины для Linux

Если вам нужно иметь несколько операционных систем на своем компьютере, но вы не хотите использовать двойную загрузку, то остается единственный вариант — это виртуализация и виртуальные машины для Linux. При использовании двойной загрузки на медленных системах перезагрузка из одной системы в другую может занимать до нескольких минут, а это очень неудобно.

Поэтому, виртуализация — это отличное решение, потому что при достаточном количестве оперативной памяти и мощности процессора вы сможете запустить несколько систем одновременно и даже полноценно с ними работать.Но какое программное обеспечение лучше использовать? Что выбрать и как все это работает, все это — тема нашей сегодняшней статьи.

Что такое виртуальная машина?

Виртуальные машины — это программы, которые создают программную среду, имитирующую нужное аппаратное оборудование. В эту среду может быть установлена операционная система и затем ее можно будет полноценно использовать. Мы называем такие системы гостевыми, в то время как основная система, установленная на компьютере, называется хостом.

Раньше виртуальные машины выполняли всю работу сами, на программном уровне, и понятно, что все это работало очень медленно. Но потом процессоры начали поддерживать аппаратную виртуализацию, это в разы ускоряет работу гостевой операционной системы. Это такие технологии, как AMD-V от AMD или Intel VT-x от Intel. Правда, эти технологии могут быть по умолчанию отключены в BIOS.

Кроме виртуальных машин, которые полностью эмулируют работу компьютера к виртуализации под linux можно отнести контейнеры, например, LXC или OpenVZ. Дальше мы рассмотрим виртуальны машины для Linux, которые вы можете использовать для установки своих систем.

1. VirtualBox

VirtualBox — это универсальное программное обеспечение для виртуализации в Linux, которое поддерживает и другие операционные системы, в том числе Windows и MacOS. Вы можете установить сюда практически любую систему, кроме, конечно, систем, предназначенных для устройств на чипе ARM. Все установленные виртуальные машины хранятся в файлах, которые содержат образы дисков. Это позволяет их очень просто выполнить их резервное копирование или перенос на другой компьютер просто скопировав файл машины.

VirtualBox поддерживает как 32, так и 64 битные системы и вы можете установить не только Linux дистрибутив, но и Windows или даже MacOS. Все системы будут отлично работать. Во время создания виртуальной машины вы можете выбрать профиль гостевой ОС, для которого автоматически выставятся правильные параметры памяти, процессора и видеокарты.

Кроме непосредственно виртуализации, VirtualBox поддерживает и дополнительные функции, например, запись видео с экрана виртуальной машины, и создание снимков системы для быстрого восстановления и создание виртуальной сети между несколькими машинами. Кроме того, если установить дополнения гостевой ОС, то можно настроить общий буфер обмена между хостовой и гостевой системой, передавать между ними файлы или даже интегрировать окна программ гостевой системы в основную.

Можно сказать, что это лучшая виртуальная машина для Linux, она предлагает все необходимые возможности, и в то же время достаточно проста в использовании.

2. VMware

В отличие от VirtualBox, которая распространяется с открытым исходным кодом, это коммерческий продукт, полная версия которого стоит денег. Но для домашнего использования есть упрощенная версия, которую можно использовать полностью бесплатно.

VMWare имеет почти все те же возможности, что и VirtualBox, в некоторых тестах она показывает себя лучше чем первый вариант, но в целом их производительность одинакова. Тоже есть возможность организовывать сеть между виртуальными машинами, объединять буфер обмена и передавать файлы, но нет записи видео.

Примечательной особенностью VMWare есть то, что для некоторых систем разработаны и уже готовы сценарии автоматической установки, которые позволяют установить систему в автоматическом режиме и не указывать слишком много параметров. Это может быть очень удобным в некоторых ситуациях.

3. Qemu

Если вы хотите запустить не привычную операционную систему x86, а систему для устройств ARM, например, Android, Raspbian или RISC OS, то тут вам не помогут две предыдущие виртуальные машины Linux. С такой задачей может справиться только Qemu.

Qemu — это сокращение от Quick Emulator. Это очень простая в настройке консольная утилита, но позволяет делать многие интересные вещи на уровне VirtualBox, вы можете запускать любые операционные системы, в том числе и ARM, можете установить ОС на реальный жесткий диск или в файл, использовать аппаратное ускорение и даже автоматически скачивать некоторые дистрибутивы через интернет.

Несмотря на свое название, это очень мощный инструмент для работы с виртуализацией в Linux, для установки Qemu в Ubuntu выполните:

sudo apt install qemu qemu-kvm libvirt-bin

Подробнее про использование Qemu можно почитать в этой статье.

4. Gnome Boxes

Если вам не нравится управлять вашими виртуальными машинами с помощью командной строки, можно воспользоваться графическим интерфейсом для Qemu под названием Gnome Boxes. Эта утилита позволяет в несколько кликов создать новую виртуальную машину. При чём вам не нужно иметь установочный образ, программа может сама загрузить его из сети. Кроме создания виртуальных машин можно подключаться к удалённым виртуальным машинам по протоколу RDP или VNC. Для установки программы в Ubuntu используйте такую команду:

sudo apt install gnome-boxes

5. KVM

KVM или полностью Kernel-based Virtual Machine (виртуальная машина на основе ядра) — это реализация платформы виртуализации на уровне ядра, которая предоставляет дополнительные возможности для Qemu и очень высокую скорость работы благодаря работе непосредственно в ядре.

Все это означает что KVM быстрее и стабильнее VirtualBox, но KVM намного сложнее в настройке и обслуживании. Технология KVM — это очень популярное решение для размещения виртуальных машин, в том числе на множестве серверов в интернете.

Чтобы начать использовать KVM сначала нужно проверить, поддерживает ли ваше оборудование аппаратное ускорение, для этого используйте утилиту cpu-checker. Если все поддерживается то вы можете перейти к установке KVM:

sudo apt install qemu qemu-kvm libvirt-daemon libvirt-clients bridge-utils virt-manager

После установки вы сможете получить доступ к виртуальным машинам KVM с помощью менеджера виртуальных машин, который появится в меню. С помощью этого менеджера управляются и другие системы виртуализации Linux, например, XEN.

6. XEN

Это еще одна платформа виртуализации для Linux, которая очень похожа на KVM. Но тут есть некоторые отличия. Как и KVM здесь поддерживается аппаратное ускорение, множество архитектур, в том числе и ARM, а также запуск различных гостевых систем, включая Windows. Но главное отличие заключается в том, что KVM по умолчанию встроен в ядро Linux, а для работы Xen вам понадобиться специально собранное ядро с его поддержкой.

Из других особенностей Xen можно отметить, что система будет работать достаточно быстро даже без аппаратного ускорения, если вы будете запускать Linux.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели лучшие виртуальные машины для Linux. Как видите виртуализация на linux развивается очень быстро и есть достаточно много решений, которые вы могли бы использовать в своей системе. Какую виртуальную машину или систему виртуализации используете вы? Напишите в комментариях!

Виртуальные машины. Как сделать компьютер в компьютере

Содержание

Содержание

В одном обычном компьютере можно создать сразу несколько виртуальных, чтобы познакомиться с возможностями Linux или другими экзотическими ОС, запустить очень старую и сегодня неподдерживаемую программу, пройти заново игру детства на современном железе. Или же запустить Windows Vista внутри Windows 7 внутри Windows 8 внутри Windows 10. Просто потому, что захотелось.

Что такое виртуальные машины

Виртуальная машина — это эмулятор компьютера в самом широком смысле. Это почти как эмулятор игровой приставки или Android-устройства, только настраивается гораздо гибче.

Например, на эмуляторе Sony PlayStation не получится запустить игру под Nintendo GameBoy. А эмулятор DOSbox — это очень условный, специализированный виртуальный компьютер с эмуляцией определенного списка старого оборудования и со встроенной системой DOS, так что запустить там Windows 10 не получится.

Виртуальная машина же — это эмулятор персонального компьютера с практически любым железом. И на этот компьютер можно устанавливать любую операционную систему и программы, которые нужны.

Зачем нужны виртуальные машины

В деловых процессах виртуальные машины используются активно — там это нужно. Центры обработки данных, облачные вычисления, виртуальные серверы, разграничение доступа и все такое. На одном и том же железе может работать отдельный файловый архив, отдельный веб-сервер, отдельный сервер авторизации — и все на разных системах, полностью изолированных друг от друга. Но зачем нужна технология виртуальных машин обычному домашнему пользователю?

Вот простой пример: у вас есть компьютер и на нем, скорее всего, установлена операционная система Windows. Для изучения программирования вам требуется linux, но вы не хотите экспериментировать со своим компьютером, разбивать личный диск на несколько разделов и рисковать потерей данных. Виртуальная машина позволит работать в другой системе, при этом родная Windows никак не пострадает.

Или, например, есть очень важная и нужная программа, которая запускается только под WindowsXP конкретной версии и сборки. Причем эта программа откажется запускаться, если оперативной памяти больше 128 мегабайт. Можно отпилить часть микросхем от современного модуля на 16 гигабайт, но что-то вам подсказывает, что так делать не нужно. А вот виртуальная машина поможет запустить капризный софт, эмулируя компьютер с нужным объемом памяти.

А вот, допустим, игра двадцатилетней давности, которую вы нашли на антресолях и пытаетесь установить в приступе ностальгии. Игра отказывается верить в существование восьмиядерного процессора и вылетает с ошибкой «так не бывает». Виртуальная машина с нужными характеристиками поможет вспомнить былые времена и запустить игру.

Часто виртуальная машина используется в качестве «песочницы» — маленькой игровой площадки для программы, которая вызывает у вас подозрения. Чтобы не рисковать, вы запускаете сомнительную программу внутри виртуальной машины, а не на настоящем компьютере: софт честно делает свою работу, потом шифрует все файлы и требует денег, например. Но в виртуальной системе, в той самой «песочнице» не было никаких ценных данных, поэтому вы можете спокойно удалить виртуальную машину с наглой программой внутри. Здорово же!

Наконец, приверженцы техники Apple или убежденные Linux-пользователи тоже могут использовать виртуальную машину, чтобы запустить какой-то специфический софт, который работает только под Windows.

Как видите, даже для домашнего пользования виртуальные машины могут пригодиться. Поэтому разберемся с основными характеристиками и научимся создавать компьютер в компьютере.

Основные термины и их понимание

Гость (guest, гест, гостевая система, таргет) — это виртуальный компьютер, один или несколько, который запускается на хосте.

Хост — это основной компьютер, на котором запускаются виртуальные машины. Производительность хоста должна быть достаточной, чтобы тянуть и собственную систему, и гостевую. Для запуска одной виртуальной машины вполне достаточно возможностей любого современного компьютера. Но для нормальной работы нескольких систем одновременно лучше иметь не меньше шестнадцати гигабайт оперативной памяти, а образы компьютеров создавать на скоростном SSD-накопителе. По очевидным причинам, у вас не получится создать виртуальную машину с характеристиками выше, чем у самого хоста — если на основном компьютере всего 8 гигабайт оперативной памяти, то создать таргет с 16 ГБ не выйдет.

Гипервизор — специализированная программа для создания виртуальных машин и управления ими. Для домашнего пользования есть бесплатные программы-гипервизоры с минимальным количеством настроек и функций. В бизнес-сфере используются более продвинутые решения, а некоторые гипервизоры и вовсе устанавливаются вместо операционной системы, чтобы сразу несколько мощных компьютеров можно было объединить в большой виртуальный хост. Это называется «консолидация серверов». Дорогое удовольствие, как по затратам на железо, так и на гипервизор.

Образ — термин достаточно известный, обозначает файл с полной цифровой копией какого-либо носителя внутри. Обычно применяется в отношении оптических дисков, но в нашем случае в образе может храниться и дискета, и виртуальный жесткий диск.

Установка

Чтобы начать знакомство с виртуальной машиной потребуется установить гипервизор. Таковых существует множество: платных и не очень, для тонкой настройки всего и вся или базового «нажал — заработало». Virtualbox — один из наиболее популярных гипервизоров, потому что бесплатный, доступен под Windows, Mac OS и Linux, активно развивается и поддерживается сообществом разработчиков и энтузиастов. Скачать VirtualBox можно с официального сайта, но учтите, он на английском.

Начиная с шестой версии в VirtualBox убрали поддержку 32-битных хост-систем, но пятая версия до сих пор доступна для скачивания. В любом случае, можно скачать обе версии. Для более комфортной работы потребуется еще и набор расширений — ExtensionPack.

Устанавливается VirtualBox довольно просто, достаточно последовательно соглашаться со всеми предложениями. Перед установкой появится большое предупреждение о том, что компьютер будет отключен от сети, на время установки виртуальных сетевых карт — это нормально. А в ходе установки появится несколько подтверждающих окон — это устанавливается эмулятор USB, сетевых карт и других устройств.

Ну а после установки появится основное окно гипервизора на родном русском языке.

Первым же делом желательно установить пакет расширений — он добавляет поддержку USB 2.0, подключение по протоколу RDP, поддержку накопителей с NVMe и прочие полезные вещи. В стандартной установке все эти возможности отсутствуют из-за различных лицензий: сам гипервизор бесплатный во все стороны, а расширения бесплатны только для личного пользования и ознакомления.

Чтобы установить расширения достаточно запустить файл Extensionpack дабл-кликом, но делать это нужно после установки самого Virtualbox — потому что установщик расширений запускается внутри гипервизора.

Как работает виртуальная машина

Гипервизор создает файл образа жесткого диска, резервирует определенное количество оперативной памяти и занимает процессорное время — это необходимо для работы «контейнера», в котором будет работать виртуальная машина. Изнутри же «контейнер» выглядит как полноценный компьютер с жестким диском, оптическим приводом, дисководом, сетевой картой, видеоадаптером, звуковой картой и прочим оборудованием. Причем заменить видеокарту обычно нельзя — она эмулируется как встроенная в материнскую плату. А вот в оптический привод можно либо загрузить образ из файла, либо использовать существующий привод хоста.

Процессор виртуализируется как минимум одним ядром. Для старых систем лучше не использовать многоядерность — не поймут, испугаются и будут глючить. А новым больше двух ядер нужно выдавать только при реальной необходимости.

Подключенные к хосту USB-устройства можно пробросить внутрь виртуальной машины. Достаточно выбрать для конкретной машины нужный пункт из меню «Устройства — USB». При этом, например, флэшка исчезнет из списка накопителей в хост-системе и станет видна в виртуальной машине. Также можно поступить с любым другим USB-устройством, но не забудьте сначала установить Extensionpack, иначе скорость USB 1.1 вас огорчит.

Чтобы файлы на основной системе были доступны в виртуальной ОС можно воспользоваться общими папками: они монтируются как сетевые пути, но удобнее автоматически их монтировать как сетевой диск — он будет подключаться при загрузке системы. Подробности разберем на этапе настройки.

Создаем виртуальный компьютер

Создать новую виртуальную машину в VirtualBox поможет встроенный мастер настройки. Достаточно ввести название виртуального компьютера, а гипервизор на его основе попытается определить нужную операционную систему и выдаст рекомендуемые параметры. Если название слишком оригинальное, то потребуется указать тип гостевой операционной системы вручную.

Несмотря на то, что в списке поддерживаемых систем есть даже Windows 3.1, лучше всего виртуализируются относительно свежие системы, начиная хотя бы с Windows 2000. С win9x немного сложнее: сначала нужно загрузить DOS из образа дискеты, а уже потом запускать установщик — в те времена загрузочные CD не делали, потому что оптические носители только-только появлялись.

Следующим шагом будет выбор объема оперативной памяти и виртуального жесткого диска — если нет специальных требований, то автоматически предложенные значения можно не менять.

После создания виртуальной машины необходимо открыть ее настройки и подключить образ загрузочного компакт-диска на вкладке «носители». И теперь можно запускать виртуальный компьютер.

Установка системы у многих пользователей не вызовет лишних вопросов, поэтому подробно описывать этот процесс не будем. А последующая установка драйверов — другое дело. В VirtualBox есть специальный «диск с драйверами», который называется «Дополнения гостевой ОС» — его можно подключить через пункт меню.

Дополнения — это диск с драйверами, который загружается в виртуальный привод оптических дисков. В Windows-системах достаточно запустить файл autorun с диска, а под Linux — соответствующий скрипт. Главная выгода от установки гостевых драйверов — возможность произвольно менять размеры окна виртуальной машины, а разрешение экрана автоматически подстроится. А, ну и цвета станут повеселее: не 16 базовых, а 32 миллиона оттенков.

Настраиваем взаимодействие с хостом и сеть

Виртуальная машина с настройками «по умолчанию» получает доступ в интернет, но не имеет никакой связи с основным компьютером. А иногда эта связь нужна…

В настройках можно включить двусторонний буфер обмена. Он, правда, работает только с текстовой информацией, но упрощает ввод интернет-адресов и консольных команд. Для приема-передачи файлов можно настроить сетевые папки. Любая папка на хосте может быть подключена в виде сетевой папки в гостевой системе. Дополнительно можно выдать права гостевой системе на запись в эту папку и автоматически подключать папку в качестве диска при загрузке системы. Так, например, папка Downloads на хост-системе может быть доступна из гостевой системы через сетевое окружение по адресу //vboxsvr/Downloads или автоматически подключаться как сетевой диск.

Для экспериментов с Linux-системами и виртуальными серверами часто требуется доступ из хоста к веб-серверу, который запускается на гостевой ОС. Для этого нужно переключить режим сетевой карты с «NAT» на «виртуальный адаптер хоста» или же «Virtualbox Host-only Ethernet Adapter». В последнем случае у гостевой системы не будет личного доступа в интернет, но она сможет общаться с основным компьютером. Так, например, с хоста можно постучаться на файловый сервер, который работает на виртуальной машине.

В данном случае это специализированный linux-дистрибутив openmediavault для создания сетевого хранилища, который запущен в виртуальной машине с типом сетевого адаптера «только хост».

Проблемы с виртуализацией

Главная проблема — отсутствие вменяемой поддержки видеоадаптера и 3D-ускорения. На обычной хост-системе вы можете пользоваться новейшей видеокартой, но все ее преимущества в виртуальной машине будут недоступны. Впрочем, старые игры не особо требовательны к видео — в большинстве случаев справится и встроенный видеоадаптер процессора.

Второй момент — поддержка современного интернета старыми системами. Открыть любой сайт в системе, которая устарела лет на 10–20, может быть проблематично. Либо страница загрузится не полностью, либо не загрузится вовсе.

Виртуализируй это!

Виртуальные машины позволят вам изучить экзотические ОС на современном компьютере. Помимо множества современных Linux-дистрибутивов, это может быть:

• ReactOS — система с открытым кодом, которая пытается быть совместимой с WinXP
• BeOS (нынче HaikuOS) — самая дружелюбная к пользователю система из 90х
• OS/2 — нерушимая и надежная система от IBM, которая использовалась в 90х
• MacOSX — самая капризная в плане виртуализации система, которая хорошо работает только на компьютерах от Apple.

Также можно установить старую версию Windows и попробовать покорить современный интернет. Во времена технологии Active Desktop в windows98 интернет был очень другим.

В конце концов, виртуальная машина позволит экспериментировать с сомнительными программами, запуская их в изолированной песочнице. Virtualbox, как и многие другие бесплатные гипервизоры, это лишь инструмент, а как использовать виртуальную машину — решайте сами.