Для чего используются виртуальные машины

Виртуальная машина (VM, от англ. virtual machine ) — программная и/или аппаратная система, эмулирующая аппаратное обеспечение некоторой платформы (target — целевая, или гостевая платформа) и исполняющая программы для target-платформы на host-платформе (host — хост-платформа, платформа-хозяин) или виртуализирующая некоторую платформу и создающая на ней среды, изолирующие друг от друга программы и даже операционные системы (см.: песочница); также спецификация некоторой вычислительной среды (например: «виртуальная машина языка программирования Си»).

Виртуальная машина исполняет некоторый машинно-независимый код (например, байт-код, шитый код, p-код) или машинный код реального процессора. Помимо процессора, ВМ может эмулировать работу как отдельных компонентов аппаратного обеспечения, так и целого реального компьютера (включая BIOS, оперативную память, жёсткий диск и другие периферийные устройства). В последнем случае в ВМ, как и на реальный компьютер, можно устанавливать операционные системы (например, Windows можно запускать в виртуальной машине под Linux или наоборот). На одном компьютере может функционировать несколько виртуальных машин (это может использоваться для имитации нескольких серверов на одном реальном сервере с целью оптимизации использования ресурсов сервера).

Содержание

Теория [ править | править код ]

Концепция виртуальной машины как совокупности ресурсов, которые симулируют поведение реальной машины, появилась в Кембридже в конце 1960-х годов в виде расширения концепции виртуальной памяти манчестерской вычислительной машины Atlas [1] . В целом вычислительный процесс определяется в рамках этой концепции содержимым того рабочего пространства памяти, к которому он имеет доступ. При условии, что конкретная ситуация в этом рабочем пространстве соответствует ожидаемой, процесс не имеет никаких средств для определения того, является ли представленный ему ресурс действительно физическим ресурсом этого типа, или же он имитируется действиями других ресурсов, которые приводят к аналогичным изменениям содержимого рабочего пространства процесса.

Например, процесс не может определить, монопольно ли он использует процессор или же в режиме мультипрограммирования вместе с другими процессами. В виртуальной машине ни один процесс не может монопольно использовать никакой ресурс, и все системные ресурсы считаются ресурсами потенциально совместного использования. Кроме того, использование виртуальных машин обеспечивает развязку между несколькими пользователями, работающими в одной вычислительной системе, обеспечивая определённый уровень защиты данных.

Идея виртуальной машины лежит в основе целого ряда операционных систем, в частности, IBM VM/CMS (и её советского клона СВМ) и DEC VAX/VMS.

Применение [ править | править код ]

Виртуальные машины могут использоваться для:

  • защиты информации и ограничения возможностей программ (см.: песочница);
  • исследования производительности ПО или новой компьютерной архитектуры;
  • эмуляции различных архитектур (например, эмулятор игровой приставки);
  • оптимизации использования ресурсов мейнфреймов и прочих мощных компьютеров (см., например: IBM eServer);
  • запуска вредоносного кода с целью перехвата управления инфицированной системой: вирус PMBS, обнаруженный в 1993 году, а также руткитSubVirt, созданный в 2006 году в Microsoft Research, создавали виртуальную систему, которой ограничивался пользователь и все защитные программы (антивирусы и прочие). [2]
  • моделирования информационных систем с клиент-серверной архитектурой на одной ЭВМ (эмуляция компьютерной сети с помощью нескольких виртуальных машин).
  • упрощения управления кластерами — виртуальные машины могут просто мигрировать с одной физической машины на другую во время работы.
  • тестирования и отладки системного программного обеспечения;
  • проверки программ на содержание вредоносного ПО.

Здравствуйте, дорогие друзья!
В сегодняшней статье мы поговорим с вами о том, что такое виртуальная машина и зачем она нужна. Иногда возникает необходимость получить второй компьютер, на котором можно установить другую операционную систему или безопасно протестировать программы. С этой задачей вам как раз поможет справиться виртуальная машина. И в этой статье я расскажу вам о том, что такое виртуальная машина, зачем она нужна, а также как установить и настроить виртуальную машину.

Что такое виртуальная машина?

Виртуальная машина – это программа, которая эмулирует реальный (физический) компьютер со всеми его компонентами (жёсткий диск, привод, BIOS, сетевые адаптеры и т.д.). На такой виртуальный компьютер можно установить, например, операционную систему, драйверы, программы и т.д. Таким образом, вы можете запустить на своем реальном компьютере еще несколько виртуальных компьютеров, с такой же или другой операционной системой. Вы можете без проблем осуществить обмен данными между вашим реальным и виртуальным компьютером.

Читайте также:  Opengl или vulkan api в чем разница

Зачем нужна виртуальная машина?

Не каждому пользователя ПК нужна виртуальная машина, но продвинутые пользователи довольно часто используют ее. Виртуальную машину используют для различных целей и задач:

  • Установка второй/другой операционной системы;
  • Тестирование программного обеспечения;
  • Безопасный запуск подозрительных программ;
  • Эмуляция компьютерной сети;
  • Запуск приложений, которые нельзя запустить из вашей операционной системы.

Например, на вашем реальном компьютер может быть установлена операционная система Windows 7, а на виртуальную машину можно поставить и протестировать другие операционные системы, такие как Windows XP/8/10 или Linux, а также устанавливать и тестировать различные программы и утилиты.

Виртуальная машина — это очень удобно, т.е. можно тестировать различные незнакомые программы в виртуальной среде, чтобы не подвергать опасности и не захламлять основной физический компьютер.

Существует большое количество различных программ для создания и управления виртуальными компьютерами. В этой статье я расскажу вам о трех самых популярных программах.

Виртуальная машина VirtualBox.

VirtualBox – это бесплатная виртуальная машина, на которую можно установить все самые популярные операционные системы. VirtualBox поддерживает работу с Windows, Linux, FreeBSD, Mac OS.

VirtualBox поддерживает как 32-х, так и 64-разрядные версии операционных систем. VirtualBox поддерживает работу с виртуальными компьютерами, созданными в платной программе VMware Workstation.

Настройка и работа с VirtualBox очень удобная и простая. Программа довольна производительна и стабильна. Она обладает широким функционалом, удельным интерфейсом и совершенно бесплатна.

VirtualBox — это лучшая виртуальная машина для домашнего использования.

Виртуальная машина VMware.

VMware – это наиболее известная и распространенная виртуальная машина. VMware, как правило, используют для работы крупные площадки или корпорации.

Виртуальная машина VMware поставляется в двух видах: Workstation и Player. VMware Workstation отличная и мощная машина, но платная. VMware Player – бесплатная урезанная версия VMware Workstation.

VMware Workstation поддерживает работу с 32 и 64-битными системами, USB 3.0, установку различных операционных систем.

VMware Workstation безусловно лучшая виртуальная машина, которой пользуются крупные компании, но ее стоимость снижает популярность среди рядовых пользователей.

Виртуальная машина Microsoft Virtual PC.

Microsoft Virtual PC – это еще одна бесплатная виртуальная машина. Она обладает широким функционалом и удобным интерфейсом, но у нее есть один большой недостаток – она работает только с операционными системами Windows. На ней нельзя запустить Linux или Mac OS.

Подведя итог, хотелось бы отметить, что все-таки для домашнего использования лучше всего подходит VirtualBox. И далее я расскажу вам, как установить и настроить эту виртуальную машину.

Установка виртуальной машины VirtualBox.

Для начала скачиваем «свежую» версию программы VirtualBox с официального сайта (скачать программу).

Запускаем инсталлятор и видим приветственное окно.

На втором этапе установки можно увидеть все компоненты программы, которые будут установлены и директория, в которую будет установлена программа. Директорию для установки вы можете поменять, а вот компоненты я рекомендую устанавливать все. Может не все компоненты будут нужны вам сейчас, но если в будущем они вам понадобится, то нужно будет снова устанавливать виртуальную машину.

Далее нужно отметить, куда вы хотите поместить ярлыки программы.

На следующем этапе появится предупреждение, что во время установки произойдет временное отключение вашего компьютера от сети. Если вы скачиваете что-то важное из интернета, то дождитесь окончания загрузки и только потом нажмите кнопку «Yes» в окне установки.

Далее вам скажут, что если вы готовы начать установку, то нажмите кнопку «Install», а если хотите изменить какие-либо параметры, то вернитесь назад. Жмем на кнопку «Install» и ждем, когда завершится установка.

В процессе установки могут появляться всплывающие окна, с надписью «Установить программное обеспечение для данного устройства?», жмем на кнопку «Установить».

Все! Установка окончена. Нажимаем кнопку «Finish». Виртуальная машина автоматически запустится после окончания установки.

Теперь переходим к созданию и настройке.

Создание виртуальной машины VirtualBox.

Чтобы создать виртуальную машину нужно в окне программы VirtualBox нажать на кнопку «Создать» (в левом верхнем углу).

На первом этапе нужно ввести имя создаваемой машины и выбрать тип операционной системы. Для примера создадим виртуальную машину с операционной системой Windows 7.

На втором этапе необходимо установить количество оперативной памяти, которая будет выделена для виртуальной машины. Выбирать нужно исходя из потребностей операционной системы. В системных требованиях к Windows 7 указано, что нужно не менее одного гигабайта оперативной памяти. В моем случае указано 1,5 ГБ.

Для Windows XP потребуется меньше оперативной памяти. В общем, берем минимум, который указан в системных требованиях к операционной системе + небольшой запас.

При этом учтите, что нельзя давать виртуальной машине более половины оперативной памяти компьютера, если у вас не очень мощный компьютер, у которого менее 8 ГБ оперативной памяти.

Читайте также:  1С предопределенный элемент отсутствует в данных

К виртуальной машине можно подключить виртуальный жесткий диск. Для его создания отмечаем пункт «Создать новый виртуальный жесткий диск» и нажимаем на кнопку «Создать».

Далее нужно указать тип жесткого диска. Если вы не знаете форматов, которые там описаны, оставляем как есть и нажимаем на кнопку «Next».

Далее нужно указать формат хранения данных на виртуальном жестком диске. Динамический виртуальный жесткий диск может расширятся, а фиксированный имеет строго определенный размер. Смотрите, как вам будет удобнее.

Указываем имя виртуального жесткого диска и его размер. Нажимаем на кнопку «Создать».

Настройка виртуальной машины VirtualBox.

Теперь познакомимся с настройками виртуальной машины. Для этого нажмите кнопку «Настроить» в левом верхнем углу программы.

Далее появится окно настроек. С помощью изменения настроек можно изменить различные параметры виртуальной машины (например, количество оперативной памяти, порядок загрузки устройств, включение 2D-ускорения и т.д.).

Все настройки разделены на несколько разделов. В текущей версии программы 9 разделов. Я не буду рассматривать подробно каждый раздел, расскажу о них лишь вкратце. Вы и сами разберетесь с этими настройками. При этом, наведя на любой пункт настроек появится окошко, в котором будет описано, зачем нужен тот или иной параметр.

Основные настройки по разделам:

  • Общее – имя машины, тип ОС, буфер обмена, сменные носители;
  • Система – основные настройки аппаратного обеспечения виртуальной машины: оперативная память, чипсет, процессор, ускорение, порядок загрузки устройств;
  • Дисплей – настройки видеопамяти, количество мониторов, 2D и 3D ускорение, подключение к удаленному дисплею, захват видео;
  • Носители – контроллеры жестких дисков и их настройка;
  • Аудио – аудиодрайвер и контроллер;
  • Сеть – настройка сетевых адаптеров;
  • Com-порты – включение и настройка COM-портов;
  • USB – включение контроллера USB и настройка USB-фильтров;
  • Общие папки – создание и управление общими папками.

Если вдруг вы ошибетесь в настройках, то программа проинформирует вас об этом. В низу окна настроек появится надпись «Обнаружены неправильные настройки». Наведя курсор на знак восклицания, вы увидите всплывающую панель, в которой узнаете, что сделали не так и как это можно исправить.

Обычному пользователю достаточно первых 3-х разделов настроек. Если виртуальная машина будет работать медленно, то можно увеличить объем оперативной памяти или задействовать большую мощь процессора.

Завершив все настройки, нажимаем на кнопку «ОК». Чтобы запустить (включить) созданную виртуальную машину нужно нажать на кнопку «Запустить».

Теперь вставляем в DVD-привод установочный диск с операционной системой, устанавливаем и настраиваем операционную систему. После этого ваш виртуальный компьютер готов к использованию.

На этом пока все! Надеюсь, что вы нашли в этой заметке что-то полезное и интересное для себя. Если у вас имеются какие-то мысли или соображения по этому поводу, то, пожалуйста, высказывайте их в своих комментариях. До встречи в следующих заметках! Удачи! 😎

Что такое виртуальные машины?

Здорово, но зачем?

И как всё это работает?

Постойте. Получается, нужен очень мощный компьютер?

Хорошо, а какие виртуальные машины есть?

С чего начать и как это всё настраивается?

Как создать виртуальную машину?

И как установить ОС на виртуальный компьютер?

Как теперь всем этим пользоваться?

Окей. А как установить приложение?

А флешку подключить можно?

Как передать файл из основной ОС?

Узнайте, как на одном компьютере запускать сразу несколько ОС и чем это может быть полезно.

Что такое виртуальные машины?

Это специальное ПО для запуска операционной системы внутри операционной системы. Вторая ОС устанавливается на ПК, но работает в нём как обычная программа. Компьютер в компьютере, если хотите.

Здорово, но зачем?

Для самых разных целей. Чаще всего виртуальные машины используют для запуска программ, не поддерживающихся основной ОС. Реже они служат для тестирования ПО и самих операционных систем, подключения несовместимого оборудования, а также безопасного запуска подозрительных приложений.

Среди обычных пользователей самый распространённый сценарий — это применение Windows-программ на Mac и Linux.

И как всё это работает?

Для пользователя всё просто. Виртуальная машина работает в отдельном окне как обычное приложение: можно свернуть или, наоборот, развернуть на весь экран. На самом же деле виртуальный компьютер имеет свой процессор, память, диск, сетевой адаптер и другое оборудование. Всё это эмулируется силами реального ПК, который делится своими ресурсами с виртуальным.

Гостевая ОС считает несуществующее железо реальным. Оно отображается в свойствах системы, а установленные приложения взаимодействуют с ним как с настоящим. При этом сама виртуальная машина полностью изолирована от реального компьютера, хотя и может иметь доступ к его диску и периферийным устройствам.

Постойте. Получается, нужен очень мощный компьютер?

Не обязательно. Всё зависит от того, что вы собираетесь запускать в виртуальной ОС. Подойдёт любой компьютер, даже десятилетней давности. Важно помнить, что он будет делиться своими ресурсами с гостевой операционной системой, а значит, их должно хватать на двоих.

Читайте также:  Истек срок лицензии windows

Например, если вы собираетесь установить на ПК с Windows 10 гостевую ОС Ubuntu 18.04, то понадобится как минимум 4 ГБ оперативной памяти, двухъядерный процессор, совместимый видеоадаптер и свободное место на диске. Для сложных задач вроде игр или использования профессионального ПО должен быть приличный запас производительности, чтобы обе системы быстро работали.

Хорошо, а какие виртуальные машины есть?

Их очень много, причём как бесплатных, так и коммерческих. Если не брать в расчёт узкоспециализированные системы, которые разработчики используют для тестирования, наиболее популярны три программы.

  • VirtualBox — полностью бесплатный инструмент от Oracle с поддержкой многих гостевых ОС, которые можно запустить на Windows, macOS и Linux.
  • VMware Fusion и Workstation — продвинутые виртуальные машины для всех платформ. Позволяют запускать любые ОС и поддерживают расширенную эмуляцию 3D-графики. Есть бесплатные версии для личного использования и коммерческие — для корпоративного.
  • Parallels Desktop — лучшее коммерческое решение для виртуализации на Mac. Обеспечивает высокую производительность и тесную интеграцию гостевой операционной системы с фирменными функциями macOS.

С чего начать и как это всё настраивается?

Первым делом на компьютере создаётся одна из виртуальных машин. Затем уже на неё устанавливается нужная операционная система. Далее в гостевую ОС инсталлируются необходимые программы, после чего ими можно пользоваться.

Как создать виртуальную машину?

Всё предельно просто. Воспользуемся для примера бесплатной машиной VirtualBox. В других программах процесс может немного отличаться, но в целом настройка практически идентична.

  1. Скачайте утилиту по ссылке, выбрав версию для своей ОС.
  2. Откройте инсталляционный файл и с помощью подсказок мастера установите VirtualBox.
  3. Запустите программу и нажмите кнопку «Создать».
  4. Задайте имя виртуальной машины, а также тип и версию ОС, которую планируете установить. Позже эти параметры можно сменить.
  5. Укажите, сколько оперативной памяти выделить. Оставьте объём по умолчанию или задайте другой в пределах рекомендуемого.
  6. Нажмите «Создать новый виртуальный диск» и укажите его формат. Если не собираетесь использовать этот диск с другим ПО для виртуализации, вам нужен тип VDI.
  7. Далее выберите «Фиксированный виртуальный жёсткий диск» — он работает быстрее динамического и занимает строго отведённое место.
  8. Задайте имя диска и укажите его объём. Для 64-битной Windows 10 нужно минимум 32 ГБ плюс дополнительное место для установки необходимых программ.
  9. Готово!

После создания диска виртуальная машина появится в списке доступных. Её можно запустить. Больше ничего сделать не получится, поскольку на ней нет операционной системы.

И как установить ОС на виртуальный компьютер?

Как и на обычный. Понадобится образ системы или установочная флешка. В остальном процедура полностью аналогична. Для примера установим Windows 10.

  1. Скачайте образ диска с сайта Microsft.
  2. Выделите в VirtualBox нужную виртуальную машину и нажмите «Настроить».
  3. Перейдите на вкладку «Носители» и выделите оптический привод.
  4. Кликните на иконку диска и выберите образ Windows 10.
  5. Нажмите кнопку «Запустить» и следуйте подсказкам мастера установки.
  6. По окончании процесса виртуальная машина перезагрузится и будет готова к работе.

Как теперь всем этим пользоваться?

Почти так же, как и обычным ПК. Запускается виртуальная машина с помощью одноимённой кнопки, а отключается или перезагружается через системное меню завершения работы или просто закрытием окна. Все настройки и функции ОС работают так же, как и на реальном компьютере.

Окей. А как установить приложение?

По тому же принципу, что и всегда. Скачать установочный файл, запустить его и следовать подсказкам мастера. После этого открывать программу через ярлык, с панели инструментов или другим способом. В этом плане виртуальная машина ничем не отличается от обычного ПК.

А флешку подключить можно?

Да, конечно. Только придётся сначала отмонтировать её из основной системы, поскольку одновременное использование накопителей невозможно. Делается это так.

  1. Подключите флешку к компьютеру.
  2. Зайдите в Finder или «Проводник» и отмонтируйте накопитель.
  3. Перейдите в виртуальную машину и нажмите иконку USB на нижней панели.
  4. Выберите нужное устройство из списка.
  5. Накопитель сразу же появится в системе. Можно работать.

Как передать файл из основной ОС?

Через функцию общих папок, которая позволяет расшарить любые папки из основной ОС в гостевую и избавит от возни с флешками. Вот как её включить:

  1. Откройте VirtualBox.
  2. Перейдите в настройки виртуальной машины и переключитесь на вкладку «Общие папки».
  3. Нажмите иконку добавления и укажите путь к нужной папке.
  4. Поставьте галочку «Автоподключение» и нажмите ОК.
  5. После запуска виртуальной машины общая папка появится в меню «Мой компьютер».