Иногда в процессе работы необходимо использовать 2 и более операционные системы сразу. Например, чтобы протестировать приложения на различных версиях Windows и Linux. Для этого необязательно переустанавливать ОС или устанавливать дополнительные компьютеры. Достаточно просто знать, что такое виртуальная машина (ВМ).
Что такое постоянная виртуальная машина
Виртуальная машина – это, простыми словами, эмулятор компьютера. Она представляет собой программу, которую открывают через панель управления. Для функционирования ей нужны ресурсы физического устройства. При этом хранятся они в облаке, что позволяет работать автономно.
Процесс создания виртуальных машин называется виртуализация. То есть построение вычислительной среды, в которой функционируют изолированные друг от друга машины на базе ресурсов одного физического устройства. А главный компьютер, на базе которого создаются ВМ – это хост-машина. В организациях хост-машиной обычно становится сервер, который в отличие от персонального компьютера имеет повышенный запас ресурсов.
Таким образом, создав ВМ, вы получаете дополнительный компьютер с подходящей операционной системой и конфигурацией внутри своего компьютера. Его также называют гость или гостевой компьютер.
Таких программ может быть много для различных целей и задач, однако их количество ограничено. Дело в том, что они создаются на базе программного обеспечения. Соответственно, мощность хост-машины распределяется между всеми ВМ. Если на хост-машине не будет хватать оперативной памяти или закончится место на диске, поставить её не получится.
Чтобы управлять ресурсами виртуальной машины, предусмотрена специальная программа – гипервизор. Для домашнего использования есть бесплатные варианты с базовым набором настроек и функций. Для бизнеса необходимы расширенные версии.
Иногда несколько мощных ВМ объединяют в единый виртуальный хост, то есть выполняют консолидацию серверов. В этом случае целесообразно установить гипервизоры вместо привычной операционной системы.
Файл с цифровой копией ВМ называется образ. Он может храниться на диске, флешке или другом носителе. При желании возможно открыть его на другом устройстве без потери данных.
Зачем нужна виртуальная машина
Итак, на хост-машине можно создать множество компьютеров с разнообразными параметрами. Поэтому возможности виртуальной машины достаточно широкие.
- Тестирование IT-продуктов
Разработчики и пользователи могут проверить, как работают программы и сервисы в различных графических средах, операционных системах. Это позволяет своевременно выявить ошибки, доработать продукт.
- Обеспечение информационной безопасности
Есть ситуации, когда разрабатывать программу на хосте слишком рискованно. Например, приложения могут конфликтовать между собой, а код поведёт себя не так, как предполагал разработчик. Или может произойти утечка данных. Чтобы избежать подобных проблем, виртуальную машину можно изолировать или ограничить к ней доступ.
- Хранение резервных копий
Поскольку представлена ОС как виртуальная машина, при любых сбоях и проблемах пользователь всегда сможет воспользоваться копией, что исключает потерю или повреждение важных данных.
- Использование эксклюзивных IT-продуктов
Некоторые программы или приложения запускаются не на всех операционных системах. Чтобы ими воспользоваться, нужно установить виртуальную машину с Windows, Linux или MacOS соответственно.
- Запуск нескольких копий одного приложения
Такое действие актуально на этапе тестирования или после выхода нового продукта на рынок.
- Размещение программного обеспечения на удалённых серверах
VDS (VPS) – это виртуальный сервер, который имитирует реальное аппаратное обеспечение. Его можно арендовать для размещения отдельных компьютеров, что позволяет экономить ресурсы собственного устройства.
- Эмуляция нестандартной компьютерной среды
Пользователь имеет возможность сохранить настройки и в следующий раз начать с того места, где остановился. Постоянно проходить всю процедуру сначала не нужно.
Как работает виртуальная машина
Гипервизор формирует образ жесткого диска, резервируя на нём часть оперативной памяти. Здесь создаётся имитация компьютера наподобие настоящего. То есть пользователь видит его собственный жесткий диск, дисковод, сетевую карту и другое оборудование, для которого задаются индивидуальные настройки.
В результате часть физического компьютера будет работать под управлением одной ОС, а вторая – под другой. То есть можно переключаться между ними, выбирая нужную конфигурацию.
Гипервизоры защищают ВМ, ограничивая к ней доступ. Например, если на хост-машину попал вирус, он не затронет файлы на виртуальном компьютере.
Какие бывают виртуальные машины
Существуют 2 вида гипервизоров.
- Аппаратные – устанавливаются напрямую на физическое оборудование.
- Программные – их ставят на операционную систему. Они работают чуть медленнее, зато просты в установке и эксплуатации.
Рассмотрим наиболее распространённые и известные примеры виртуальных машин.
- VirtualBox. Программа с открытым исходным кодом и простым интерфейсом на русском языке, благодаря которому пользоваться ей удобно даже новичкам. Управлять ей можно через графическую оболочку или командную строку. Есть возможность подключать USB-устройства и подключаться к ней через Интернет. Дополнительно предусмотрен комплект SDK. Однако максимальный объём видеопамяти составляет всего 256 МБ, для большей части задач этого недостаточно. Соответственно, для 3D-графики это решение не подходит.
- Microsoft Hyper-V. Продукт от компании Microsoft со стандартным для неё интерфейсом. Эту виртуальную машину нельзя поставить на MacOS. Кроме того, она не запускается на Windows с версией ниже 10.
- VMware Workstation. Отличный вариант для профессионалов, но также доступна бесплатная версия для новичков, правда, её возможности сильно ограничены. Предусмотрены готовые шаблоны для установки, возможна детальная настройка. Решение характеризуется стабильной работой, поддерживает 3D-графику, DirectX 10, EFI. Но записывать видео с экрана не получится.
- Parallels Desktop. Работает изобильно на MacOS, зато позволяет запустить разнообразные ОС.
- QEMU. Кроссплатформенный эмулятор, позволяющий пользоваться одновременно несколькими ОС. Он актуален для развёртывания большого количества VDS на одном сервере, гарантируя при этом высокую производительность.
Преимущества использования виртуальных машин
Исходя из особенностей различных ВМ, можно сделать вывод, что их можно использоваться на любом компьютере. Это позволяет экономить системные ресурсы и деньги, так как не нужно покупать дополнительное устройство.
На ВМ можно устанавливать даже устаревшие операционки и ПО с целью тестирования различных продуктов или для личного использования, в том числе для ностальгии по старым играм. При этом не требуется перезагружать компьютер.
Возможно делать снапшоты, то есть копии данных или состояния системы. Это позволяет откатываться до использованных ранее конфигураций. Такой процесс актуален, если после внесения изменений обнаружена критическая ошибка.
В случае форс-мажора её легче перезапустить, чем обычный компьютер. Кроме того, можно заново установить её со всеми прежними параметрами и файлами, вот для чего нужен образ виртуальной машины.
К недостаткам ВМ можно отнести снижение производительности из-за повышенной нагрузки на хост. Чтобы обеспечить нормальную скорость и стабильность, он должен соответствовать заданным системным требованиям.
Установка и настройка виртуальной машины
Рассмотрим этот процесс на примере Oracle VirtualBox.
Скачайте дистрибутив с сайта разработчика. Затем откройте панель управления Oracle, нажмите на значок «создать».
Откроется окно, где нужно ввести имя машины, выбрать путь к ней, задать тип и версию.
Далее все настройки выполняются в аналогичных окнах.
Так следующим шагом определите объем памяти. Оптимальное решение – 4 ГБ, но если компьютер слабый, лучше остановиться на 2-3 ГБ.
Затем выбираем пункт «Создать новый виртуальный жесткий диск», тип файла «VDI», в качестве формата хранения должен быть «Динамический виртуальный жесткий диск». А для его размера достаточно выделить 20 ГБ.
Когда ВМ готова, нужно установить на нее операционную систему. Например, Ubuntu 20.04. Скачайте дистрибутив и откройте панель управления Oracle, раздел «Система».
Откройте вкладку «Материнская плата». Поставьте галку напротив пункта «Гибкий диск». Нажмите «ОК». В следующей вкладке «Процессор» выбирайте 2 ядра, а предел загрузки оставьте на 100%.
Затем откройте следующую вкладку в вертикальном меню – «Дисплей».
Доведите ползунок объема видеопамяти до максимума, а ниже поставьте галку в пункте «Включить 3D-ускорение». Откройте подраздел «Носители» в вертикальном меню.
Нужно выбрать «Пусто», после чего нажать на иконку Диск, а потом «Выбрать образ оптического диска». Осталось загрузить дистрибутив, который ранее уже скачали на свой компьютер. Для завершения кликните на кнопку «ОК».
Откройте главную страницу и нажмите зеленую кнопку в виде стрелки «Запустить».
Для загрузки потребуется некоторое время, после чего откроется окно приветствия. Здесь нужно выбрать язык и нажать кнопку «установить Ubuntu».
Далее будет еще несколько окон, где нужно выбрать подходящие параметры.
Сначала кликните на русскую раскладку. В следующем окне выбирайте «Обычная установка», а чуть ниже ставьте галку напротив пункта «Загрузить обновления во время установки Ubuntu». Тип установки должен быть «Стереть диск и установить Ubuntu».
Система выдаст сообщение, нужно нажать кнопку «Продолжить».
Далее укажите свой регион и зарегистрируйтесь. Перезагрузите систему и нажмите «Enter». Введите логин и пароль, примите настройки. Можете пользоваться виртуальной машиной. Другие гипервизоры работают по тому же принципу, просто следуйте инструкции.
Заключение
Виртуальная машина нужна для работы с разными операционными системами. Это полезная функция для разработчиков, тестировщиков, а также обычных пользователей. Установить и настроить ВМ довольно легко. А работа на ней происходит по аналогии с обычным компьютером.