Виртуальные машины, какую выбрать и где скачать

Как работает виртуализация приложений?

Самый распространенный способ виртуализации приложений связан с использованием серверов. Это означает, что ИТ-администратор устанавливает удаленно используемые приложения на сервере в центре обработки данных организации или с помощью сервисов хостинга. Затем ИТ-администратор использует ПО виртуализации приложений для доставки приложений на десктоп пользователя или другое подключенное устройство. Теперь пользователь может осуществлять доступ к приложению и использовать его, как если бы оно было установлено локально на его машине, а действия пользователя передаются на сервер для исполнения.

Виртуализация приложений является важной частью цифровых рабочих мест и виртуализации десктопов

Настройка виртуальной машины в VirtualBox

Щелкните правой кнопкой мыши по значку виртуальной машины и выберите пункт «Настроить». Для включения некоторых настроек необходимо, чтобы был установлен пакет расширений Oracle VM VirtualBox Extension Pack.

В разделе «Общие», на вкладке «Disk Encryption» вы можете настроить шифрование диска и защитить его паролем. Для этого необходимо ввести новый пароль и подтвердить его во втором поле. Созданный пароль нужно запомнить, чтобы сохранить доступ. Здесь и в дальнейшем подтверждение изменений настроек виртуальной машины производится нажатием экранной кнопки «OK».

В разделе «Система» на вкладке «Материнская плата» вы можете поменять объем оперативной памяти и определить порядок загрузки.

Загрузку с гибкого диска (то есть устаревшей дискеты) можно отключить, если вы не собираетесь его использовать.

На вкладке «Процессор» вы можете определить число ядер центрального процессора вашего компьютера, которые могут использоваться виртуальной машиной, а также предельную допустимую нагрузку на процессор. Рекомендую выделять не менее двух ядер. Решение о том, позволять ли виртуальной машине загружать процессор на 100% вы принимаете исходя из его производительности. На слабых и старых машинах лучше оставить предлагаемую по умолчанию настройку.

На вкладке «Ускорение» оставьте предлагаемые по умолчанию параметры. Их изменение необходимо вам лишь при полной уверенности, что они нужны для корректной работы устанавливаемой вами системы.

В разделе «Дисплей» на вкладке «Экран» вам предстоит указать объем выделяемой виртуальной машине видеопамяти. Для более качественного экранного изображения рекомендую выделять не менее 64 МБ. Здесь же настраиваются количество используемых мониторов и масштабирование. Есть возможность включить 3D-ускорение и 2D-ускорение видео.

На вкладке «Удаленный доступ» производится настройка сервера удаленного доступа. Возможно включение многопользовательского режима.

Для записи видео работы виртуальной машины необходимо включить соответствующую опцию на вкладке «Захват видео».

В разделе «Носители» оставьте все параметры без изменений. Они наилучшим образом автоматически определены VirtualBox.

В разделе «Аудио» вы можете выбрать используемые драйвер и контроллер звука. Как правило, вам достаточно просто убедиться, что программный инструмент правильно определил эти компоненты. При желании или необходимости вы можете отключить поддержку звука виртуальной машиной.

Раздел «Сеть» предназначен для установки параметров используемых в вашей системе сетевых адаптеров.

Включить поддержку виртуальной последовательных COM-портов компьютера вы можете в разделе «COM-порты».

Выбрать стандарт контроллера USB вы сможете в соответствующем разделе. Для этого вам необходимо знать, какие USB-разъемы предусмотрены в вашем компьютере (USB 1.1; 2.0; 3.0).

Вкладка «Общие папки» важна для вас, поскольку здесь вы можете определить те каталоги, которые станут использоваться виртуальной машиной совместно с основной системой вашего компьютера. Для добавления новой общей папки предусмотрена кнопка со стилизованным значком папки и знаком «+». Нажмите на нее.

В поле «Путь» вам будет предложено указать место на жестком диске, где располагается каталог.

Выбранные вами общие папки станут отображаться в списке.

Раздел «Интерфейс пользователя» позволяет вам определить, какие пункты станут отображаться в меню.

Каковы три основные преимущества виртуализации приложений?

1. Управление приложениями. Виртуализация приложений значительно упрощает ИТ-отделам управление приложениями и их поддержку в организации. Виртуализация приложений позволяет ИТ-администраторам вместо установки приложений вручную на машину каждого пользователя установить приложение один раз на центральном сервере, а затем развертывать его по мере необходимости на устройствах пользователей. Помимо экономии времени на установке, это также упрощает обновление и исправление приложений, так как ИТ-администраторам необходимо это делать только на одном сервере.
2. Масштабируемость. Виртуализация приложений дает ИТ-администраторам возможность развертывать приложения на всех типах подключенных устройств, независимо от операционных систем и размера хранилища этих устройств. Это позволяет выполнять провижининг на тонкие клиенты, при котором пользователи осуществляют доступ к приложению с экономичной машины, а центральные серверы производят все необходимые для работы этого приложения вычисления. В результате организации тратят намного меньше средств на вычислительное аппаратное обеспечение, так как сотрудникам требуются только базовые машины для доступа к приложениям, необходимым для работы. Виртуализация приложений также дает пользователям возможность осуществлять доступ к приложениям, которые в обычных условиях не стали бы работать в операционной системе их машин, так как фактически приложение работает на центральном сервере. Такой подход обычно используется для виртуального запуска приложений Windows на операционной системе Linux.
3. Безопасность. ПО виртуализации приложений обеспечивает ИТ-администраторам централизованный контроль над тем, кто из пользователей может осуществлять доступ к определенным приложениям. Если разрешения пользователя на использование приложения внутри организации меняются, ИТ-администратор может просто запретить этому пользователю доступ к приложению. Без виртуализации приложений ИТ-администраторам пришлось бы физически удалять приложение с устройства пользователя. Такой централизованный контроль над доступом к приложениям особенно важен в случае утери или кражи устройств пользователя, так как ИТ-администратор может отменить удаленный доступ к конфиденциальным данным, не имея такое устройство на руках.

Виды виртуализации

Оборудование

Эмуляция — полная виртуализация (виртуализация всей платформы); например, QEMU или эмуляторы игровых консолей.

Операционные системы

Программное обеспечение

• Виртуализация приложений (также виртуализация рабочего окружения): работа отдельных приложений в среде, отделённой от основной ОС. Эта концепция тесно связана с портативными приложениями. Примерами могут быть: Citrix XenApp (англ.)русск., Microsoft App-V (англ.)русск..
• Виртуализация сервисов: эмуляция поведения системных компонентов, необходимых для запуска приложения в целях отладки и тестирования (англ. Application Under Test). Вместо виртуализации компонентов целиком, эта технология виртуализует только необходимые части. Примеры: SoapUI (англ.)русск., Parasoft Virtualize (англ.)русск..

Память

• Виртуализация памяти (memory virtualization) — объединением оперативной памяти из различных ресурсов в единый массив. Реализации: Oracle Coherence (англ.)русск., GigaSpaces XAP (англ.)русск..
• Виртуальная память — изоляция адресного пространства приложения от всего адресного пространства. Применяется во всех современных ОС.

Хранилище данных

• Виртуализация хранения данных, представление набора физических носителей в виде единого физического носителя.
  • Блочная виртуализация
  • Файловая виртуализация
• Распределённая файловая система — любая файловая система, которая позволяет получать доступ к файлам с нескольких устройств, с помощью компьютерной сети.
• Виртуальная файловая система (Virtual File System) — уровень абстракции поверх конкретной реализации файловой системы. Целью VFS является обеспечение единообразного доступа клиентских приложений к различным типам файловых систем.
• Гипервизор хранения данных — любая файловая система, которая позволяет получать доступ к файлам с нескольких устройств, с помощью компьютерной сети.
• Виртуальная файловая система (storage hypervisor) — программа, которая управляет виртуализацией пространства для хранения данных и может объединять различные физические пространства в единый логический массив.
• Виртуализация устройств хранения данных: виртуализация жёсткого (логический диск) или оптического диска (например, DAEMON Tools).

База данных

• Виртуализация данных (data virtualization)— представление данных в абстрактном виде, независимо от нижележащих систем управления и хранения данных, а также их структуры. Это подход к унификации данных из нескольких источников на одном уровне, чтобы приложения, средства отчётности и конечные пользователи могли получать доступ к данным, не нуждаясь в подробных сведениях об исходных источниках, местоположениях и структурах данных.
• Виртуализация баз данных.

Сеть

• Виртуализация сети (network virtualization) — процесс объединения аппаратных и программных сетевых ресурсов в единую виртуальную сеть.
  • Внешняя, соединяющая множество сетей в одну виртуальную.
  • Внутренняя, создающая виртуальную сеть между программными контейнерами внутри одной системы.
• Виртуальная частная сеть (virtual private network) — обеспечение одного или нескольких сетевых соединений поверх другой сети.

Virtualization Technology

Термин звучит, как название какой-нибудь секретной лаборатории, изобретающей адские машины для порабощения человечества, для дальнейшей интеграции его в Матрицу. В случае с процессором, это гораздо скучнее – всего лишь предоставление части вычислительной мощности, под конкретную задачу или несколько сразу.

Из этой статьи вы узнаете:

Особенность в том, что под них создается специальная среда – своего рода «песочница», процессы в которой никак не могут повлиять на систему в целом, но могут обращаться к процессору напрямую, минуя посредников в виде основной ОС и все сопутствующие службы.

Сегодня, область практического применения, это технологии, развиваются по трем направлениям:

Виртуализация представлений

Терминальный сервер предоставляет свои мощности пользователю, и он же выполняет клиентское приложение, а на устройстве юзера отображаются только результаты расчетов. Это удобно тем, что существенно снижаются требования к программно-аппаратному обеспечению клиента и повышается безопасность.

В качестве терминального оборудования, можно использовать даже бюджетный смартфон. Недостаток в том, что существенно возрастают аппаратные требования к серверам, так как им приходится вести больше вычислений. Самый известный пример такого способа использования этой технологии – браузерные многопользовательские игры.

Виртуализация устройств

Так называется имитация аппаратной части компьютера, со строго заданными параметрами. На такой виртуальный компьютер можно установить собственную ОС и запускать с ее помощью приложения.

Технология широко используется для тестовых целей: перед релизом, программу всегда проверяют на разных устройствах, при необходимости оптимизируя и фикся баги.Пример использования – эмулятор Андроида: создается отдельное виртуальное устройство с собственной ОС, которое может быть использовано как для развлечений, так и проверки работоспособности приложений.

Виртуализация приложений

Программа запускается в изолированной среде и никак не контактирует с «внешним миром», поэтому не конфликтует и не наносит вреда другим приложениям. Таким же способом можно запустить разные версии одной и той же программы.

Пример использования технологии – безопасные браузеры, которые часто идут в программном пакете как дополнения к многим антивирусам. Даже при посещении вредоносных сайтов, расплодившаяся там зараза не может попасть в операционную систему.

Настройка виртуальной машины

Как упоминалось, конвертер преобразовывает физический компьютер в виртуальную машину с эмуляцией её оборудования в соответствии с реальным аппаратным обеспечением. Т.е. если у вас на компьютере, к примеру, нет привода, но есть десять сетевых карт, то такой вот дисбаланс унаследует и созданная конвертером виртуальная машина. И если вы не корректировали эмуляцию оборудования перед виртуализацией, то машина унаследует всю оперативную память и все ядра процессора физического компьютера. Благо, всё это легко правится в настройках виртуальной машины. Запускаем в VMware Workstation опцию открытия машины.

В проводнике указываем путь к файлу WMX созданной конвертером машины.

И корректируем настройки машины.

Уменьшаем память, уменьшаем число ядер процессора, добавляем привод (если он не эмулировался), удаляем лишние сетевые адаптеры и т.п. Сетевой адаптер оставляем один и ставим его значение NAT (стандартное значение). В общем, правим в настройках всё, что нужно подправить.

Если вы используете VMware Workstation версии выше 12, желательно обновить машину для лучшей совместимости с используемой версией гипервизора.

Выбираем свою версию программы.

Активируем «Изменить эту виртуальную машину».

Жмём «Готово».

Наконец, запускаем машину и устанавливаем дополнения гостевой системы.

Виртуализация операционных систем

Для виртуализации операционных систем применяется серия подходов, которые по типу реализации подразделяются на программные и аппаратные.

Программная виртуализация

Динамическая трансляция

При динамической (бинарной) трансляции проблемные команды гостевой операционной системы перехватываются гипервизором. После того как эти команды заменяются на безопасные, происходит возврат управления гостевой системе.

Паравиртуализация

Основная статья: Паравиртуализация

Паравиртуализация — техника виртуализации, при которой гостевые операционные системы подготавливаются для исполнения в виртуализированной среде, для чего их ядро незначительно модифицируется. Операционная система взаимодействует с программой гипервизора, который предоставляет ей гостевой API, вместо использования напрямую таких ресурсов, как таблица страниц памяти.

Метод паравиртуализации позволяет добиться более высокой производительности, чем метод динамической трансляции.

Метод паравиртуализации применим лишь в том случае, если гостевые операционные системы имеют открытые исходные коды, которые можно модифицировать согласно лицензии, или же гипервизор и гостевая операционная система разработаны одним производителем с учётом возможности паравиртуализации гостевой системы (хотя при условии того, что под гипервизором может быть запущен гипервизор более низкого уровня, то и паравиртуализации самого гипервизора).

Впервые термин возник в проекте .

Встроенная виртуализация

Преимущества:

• Совместное использование ресурсов несколькими гостевыми операционными системами (каталоги, принтеры и так далее).
• Удобство интерфейса для окон приложений из разных систем (перекрывающиеся окна приложений, одинаковая минимизация окон, как в хост-системе).
• При тонкой настройке на аппаратную платформу производительность мало отличается от оригинальной операционной системы. Быстрое переключение между системами (менее одной секунды).
• Простая процедура обновления гостевой операционной системы.
• Двухсторонняя виртуализация (приложения одной системы запускаются в другой и наоборот).

Реализации:

BlueStacks Multi-OS (MOS).

Аппаратная виртуализация

Основная статья: Аппаратная виртуализация

Преимущества:

• Упрощение разработки программных платформ виртуализации за счет предоставления аппаратных интерфейсов управления и поддержки виртуальных гостевых систем. Это уменьшает трудоемкость и время на разработку систем виртуализации.
• Возможность увеличения быстродействия платформ виртуализации. Управление виртуальными гостевыми системами осуществляет напрямую небольшой промежуточный слой программного обеспечения, гипервизор, что дает увеличение быстродействия.
• Улучшается защищённость, появляется возможность переключения между несколькими запущенными независимыми платформами виртуализации на аппаратном уровне. Каждая из виртуальных машин может работать независимо, в своем пространстве аппаратных ресурсов, полностью изолированно друг от друга. Это позволяет устранить потери быстродействия на поддержание хостовой платформы и увеличить защищенность.
• Гостевая система становится не привязана к архитектуре хостовой платформы и к реализации платформы виртуализации. Технология аппаратной виртуализации делает возможным запуск 64-битных гостевых систем на 32-битных хостовых системах (с 32-битными средами виртуализации на хостах).

Технологии:

• Режим виртуального 8086 (устарела)
• Intel VT (VT-x, Intel Virtualization Technology for x86)
• AMD-V

Платформы, использующие аппаратную виртуализацию:

• IBM LPAR
• VMware
• Hyper-V
• Xen
• KVM
• Bhyve

Контейнерная виртуализация — виртуализация на уровне операционной системы — позволяет запускать изолированные виртуальные системы на одном физическом узле, но не позволяет запускать операционные системы с ядрами, отличными от типа ядра базовой операционной системы. При таком подходе не существует отдельного слоя гипервизора, вместо этого сама хостовая операционная система отвечает за разделение аппаратных ресурсов между несколькими гостевыми системами (контейнерами) и обеспечивает их независимость. Некоторые реализации — FreeBSD Jail (2000), Virtuozzo Containers (2000), Solaris Containers (2005), , OpenVZ (2005), LXC (2008), iCore Virtual Accounts (2008), Docker (2013).

Создание виртуальной машины в VMware Workstation 15 Pro

Итак, на момент написания этой статьи актуальной версией VMware Workstation является версия 15. Собственно, с её участием и будем демонстрировать процесс создания ВМ. На домашней страничке программы жмём функцию создания новой ВМ.

Нам предлагается два типа создания ВМ:

• Обычный — упрощённый вариант с большей частью заданных самой программой параметров;• Выборочный – пошаговый мастер с возможностью выбора многих значимых параметров.

Рассмотрим выборочный тип.

Просто жмём «Далее».

С помощью кнопки обзора указываем путь к установочному образу Windows. В нашем случае это будет Windows 10. После указания файла ISO VMware Workstation вынесет вердикт в плане возможности задействования функции быстрой установки.

Последняя являет собой упрощённый тип установки Windows с автоматическим выбором места установки, созданием пользовательского профиля и постинсталляцией VMware Tools – ПО для гостевой Windows, отвечающее за её взаимодействие с хост-системой. Функция быстрой установки может быть недоступна при использовании кастомных дистрибутивов Windows или вышедших позднее обновлений Workstation Pro версий Windows 10. В таком случае нужно будет пройти полностью процесс установки Windows, как это делается на физическом компьютере. Если эта функция доступна, на следующем этапе создания ВМ необходимо указать редакцию Windows, если их в дистрибутиве несколько, указать имя учётной записи и при необходимости пароль. Гостевую Windows при желании можно сразу же и активировать, введя ключ её лицензии. Но это не обязательно.

Следующий этап – задание имени ВМ и места её расположения. Последнее не должно быть на системном диске С, а в идеале, как упоминалось, лучше, чтобы вообще на жёстком диске, отличном от того, на котором стоит хост-система.

Далее выбираем тип эмуляции BIOS. Это может быть либо обычная BIOS (Legacy), либо UEFI. Тип UEFI можно выбирать для 64-разрядных Windows 7, 8.1 и 10.

Если у процессора компьютера 4 ядра, но программа сама не выбрала для ВМ 2 ядра, делаем это вручную.

Указываем выделяемый ВМ объём оперативной памяти. Минимум – 2 Гб. Больше – лучше, но только не в ущерб оставляемой хост-системе памяти. Ей для фоновой работы также необходимо не менее 2 Гб.

Тип сети оставляем выбранный по умолчанию.

Также по умолчанию оставляем выбранный тип контроллера виртуального диска.

Тип диска, опять же, оставляем указанный по умолчанию — SCSI.

Создаём новый виртуальный диск.

По умолчанию нам предлагается виртуальный диск на 60 Гб, но поскольку мы создаём диск динамического типа, а таковой предполагается изначально, можем увеличить размер, к примеру, до 100 Гб. Если выставить галочку выделения всего места на диске, VMware Workstation создаст виртуальный диск фиксированного типа. Ставим галочку сохранения диска в одном файле.

Здесь при необходимости можно указать отличный от папки с файлами ВМ путь сохранения виртуального диска.

И вот, собственно, всё. На последнем этапе должна стоять галочка включения ВМ сразу же после её создания. Оставляем эту галочку. И жмём «Готово».

Пару секунд VMware Workstation будет создавать виртуальный диск. Потом ВМ запустится, и в окне программы увидим установочный процесс Windows.

История

VirtualBox первоначально предложила Innotek GmbH из Вайнштадт, Германия под проприетарной лицензией, что делает одну версию продукта, предоставляющейся бесплатно для личного или ознакомительного использования. В января 2007 года, на основе адвоката от LiSoG, Innotek GmbH выпустила VirtualBox Open Source Edition (OSE), как свободно распространяемое и с открытым исходным кодом, при условии соблюдения требований лицензии GNU General Public License (GPL) версии 2.Innotek GmbH также внесла свой вклад в развитие поддержки виртуализации OS/2 и Linux, и порты OS/2 продуктов от Connectix, которые впоследствии были приобретены Microsoft. Sun Microsystems приобрела Innotek в феврале 2008 года.Корпорация Oracle приобрела Sun в январе 2010 года, и провела ребрендинг продукта под «Oracle VM VirtualBox».

Области применения виртуализации

Виртуальные машины

VirtualBox

Основная статья: Виртуальная машина

Виртуальная машина — это окружение, которое представляется для «гостевой» операционной системы, как аппаратное. Однако на самом деле это программное окружение, которое эмулируется программным обеспечением хостовой системы. Эта эмуляция должна быть достаточно надёжной, чтобы драйверы гостевой системы могли стабильно работать. При использовании паравиртуализации, виртуальная машина не эмулирует аппаратное обеспечение, а, вместо этого, предлагает использовать специальный API.

Примеры применения:

• Тестовые лаборатории и обучение: тестированию в виртуальных машинах удобно подвергать приложения, влияющие на настройки операционных систем, например инсталляционные приложения. За счёт простоты в развёртывании виртуальных машин, они часто используются для обучения новым продуктам и технологиям.
• Распространение предустановленного программного обеспечения: многие разработчики программных продуктов создают готовые образы виртуальных машин с предустановленными продуктами и предоставляют их на бесплатной или коммерческой основе. Такие услуги предоставляют Vmware VMTN или Parallels PTN.

Виртуализация ресурсов

Виртуализация ресурсов (или разделение ресурсов, англ. partitioning) может быть представлена как разделение одного физического узла на несколько частей, каждая из которых видна для владельца в качестве отдельного сервера. Не является технологией виртуальных машин, осуществляется на уровне ядра операционной системы.

В системах с гипервизором второго типа обе операционные системы (гостевая и гипервизора) отнимают физические ресурсы, и требуют отдельного лицензирования. Виртуальные серверы, работающие на уровне ядра ОС, почти не теряют в быстродействии, что дает возможность запускать на одном физическом сервере сотни виртуальных, не требующих дополнительных лицензий.

Дисковое пространство или пропускной канал сети разделены на некоторое количество меньших составляющих, и потому легче используемых ресурсов того же типа.

Например, к реализации разделения ресурсов можно отнести OpenSolaris Network Virtualization and Resource Control (Проект Crossbow), позволяющий создавать несколько виртуальных сетевых интерфейсов на основе одного физического.

Агрегация, распределение или добавление множества ресурсов в большие ресурсы или объединение ресурсов. Например, симметричные мультипроцессорные системы объединяют множество процессоров; RAID и дисковые менеджеры объединяют множество дисков в один большой логический диск; RAID и сетевое оборудование использует множество каналов, объединённых так, чтобы они представлялись, как единый широкополосный канал. На мета-уровне компьютерные кластеры делают все вышеперечисленное. Иногда сюда же относят сетевые файловые системы абстрагированные от хранилищ данных на которых они построены, например, Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL.

Виртуализация приложений

Виртуализация приложений — процесс использования приложения, преобразованного из требующего установки в операционную систему в не требующее (требуется только запустить). Для виртуализации приложений программное обеспечение виртуализатора определяет при установке виртуализуемого приложения, какие требуются компоненты ОС, и эмулирует их. Таким образом, создаётся необходимая специализированная среда для конкретно этого виртуализируемого приложения и, тем самым, обеспечивается изолированность работы этого приложения. Для создания виртуального приложения виртуализируемое помещается в контейнер, оформленный, как правило, в виде папки. При запуске виртуального приложения запускается виртуализируемое приложение и контейнер, являющийся для него рабочей средой. Рабочая среда запускается и предоставляет локальные ранее созданные ресурсы, которое включает в себя ключи реестра, файлы и другие компоненты, необходимые для запуска и работы приложения. Такая виртуальная среда работает как прослойка между приложением и операционной системой, что позволяет избежать конфликтов между приложениями. Виртуализацию приложений обеспечивают, например, программы Citrix XenApp, SoftGrid и VMware ThinApp.

Достоинства:

• изолированность исполнения приложений: отсутствие несовместимостей и конфликтов;
• каждый раз в первозданном виде: не загромождается реестр, нет конфигурационных файлов — необходимо для сервера;
• меньшие ресурсозатраты по сравнению с эмуляцией всей операционной системы.