Виртуальная машина. Что это такое и зачем она нужна?Блог Ильдара Мухутдинова

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.

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».

Зачем, спросите Вы, нужны такого рода программные продукты? Сейчас попытаемся разобраться в этом, а также научимся устанавливать и настраивать виртуальные машины с помощью программы VirtualBox.

Что такое виртуальная машина и зачем она нужна?

Виртуальная машина (Virtual Machine) – программа, эмулирующая аппаратное обеспечение компьютера, т.е. это некий виртуальный компьютер, на который можно устанавливать операционную систему и все сопутствующее программное обеспечение, при этом никаких изменений в Вашей основной операционной системе не будет.

А зачем же нам нужна эта самая виртуальная машина? Лично я нашел в этом две, но очень значимые причины:

• Всем же когда-нибудь хотелось увидеть, как выглядят другие операционные системы такие как: Linux, Solaris, да и просто другие версии Windows. Но сносить свою систему не охота, так как вдруг Вам новая ОС не понравится и придется переставлять заново. Поэтому есть такое решение как виртуальная машина, с помощью которой Вы легко можете устанавливать в ней другие ОС, а соответственно и протестировать их, без переустановки своей системы.
• Подойдет для тех, кто уже овладел основами компьютера и хочет знать больше, например, как настраивается компьютерная сеть? как настраиваются различные службы сервера и так далее, на помощь Вам придет все та же самая виртуальная машина, с помощью которой Вы можете установить несколько операционных систем (причем разных!) и так сказать проводить опыты, без вреда своей операционной системе. Это отлично помогает в освоение компьютерных технологий, так как виртуальная машина помогает практиковаться, если конечно у Вас дома есть несколько компьютеров (3-4), то это другой разговор.

Теперь перейдем к самим виртуальным машинам. Для домашнего использования я отдаю предпочтения VirtualBox, но, конечно же, программ бывает много таких как: Virtual PC или продукты компании VMware, которые, кстати, подойдут для использования на работе (тем, кто работает сисадминами), например, для создания нескольких серверов на одном компьютере, тем самым Вы сэкономите достаточно много средств на компьютерном железе. VirtualBox является бесплатной, и доступна для скачивания, на официальном сайте virtualbox.org

Установка и настройка виртуальной машины в VirtualBox

Теперь перейдем к установке и настройке VirtualBox. Сама установка программы абсолютно стандартная и Вы ее можете установить без проблем, поэтому я этот процесс описывать не буду.

После того как Вы установили программу, запустите ее и увидите следующие окно.

Далее давайте установим в виртуальную машину первую нашу операционную систему. Нажимаем «Создать» затем «Далее» и увидите вот такое окошко.

В поле «Имя» введите имя Вашей ОС, например Linux Ubuntu, а в поле «ТИП ОС» выберите ту операционную систему, которую будете устанавливать (у меня, например, это Linux версии Ubuntu) с помощью выпадающего списка и жмите «Далее». В следующем окне (рисунок ниже) необходимо указать, сколько будет оперативной памяти на нашем новом компьютере, т.е. виртуальной машине, необходимо переместить ползунок в зелененькую часть, рекомендую оставлять по умолчанию, не обязательно задавать много.

Жмем «Далее» и видим следующее окно.

Выбираем «Создать новый жесткий диск», так как у нас, его еще нету (я имею в виду виртуального) и ставим галочку «Загрузочный жесткий диск». Жмем «Далее» и запустится мастер создания нового виртуального диска, и в этом окне жмем «Далее». В следующем окне, Вам предложат выбрать, каким будет Ваш новый жесткий диск, «Динамически расширяемым», т.е. с увеличением объема данных на нем размер будет увеличиваться или «Фиксированного размера», т.е. постоянный размер, рекомендую выбирать «Динамически расширяемым». Жмем «Далее», появится следующее окно.

Здесь указываем, где будет храниться файл нашего виртуального жесткого диска, рекомендую хранить его не на диске C, также здесь задаем размер нашего диска я, например, указал 8 гигабайт. Жмем «Далее», затем подтверждаем создание нового жесткого диска и жмем «Готово». Осталось только подтвердить создание виртуальной машины.

Мы с Вами проверяем наши параметры создания виртуальной машины и жмем готово.

Теперь можно запустить нашу виртуальную машину, нажав кнопку «Старт» и перед Вами откроется окно настройки выбора носителя, с которого нам необходимо загрузиться в первый раз, так как сейчас нам просто не с чего грузиться. Представьте Вы купили новый компьютер без установленной операционной системы и что с самого начало нужно сделать — это ее установить, а для установки необходимо вставить диск в привод, но в нашем случае можно использовать и образ диска с ОС.

Жмите Далее.

Можете выбрать тот привод, в котором вставлен диск с ОС, а можете нажать на выбор «Образа», с которого можно будет загрузиться, т.е. например ISO, я выбираю образ и нажимаю соответствующую кнопочку, в итоге у Вас запускается «Менеджер виртуальных носителей».

Жмите кнопку добавить и выбирайте свой образ, после того как Вы выбрали образ, жмите кнопку «Выбрать». И уже в поле носитель у Вас появилось название Вашего образа, жмите «Далее» затем готово. И наконец-то пойдет загрузка Вашего образа, т.е. установка ОС. Не забудьте после установки операционной системы демонтировать образ диска, чтобы Ваша ОС уже грузилась с Вашего жесткого диска, т.е. виртуального жесткого диска. Это можно сделать, зайдя в настройки виртуальной машины, а конкретно в меню «Носители». Выберете в окне «Носители информации» свой образ и в поле «Привод» поставьте «Пусто». Вот в принципе и все, что я хотел рассказать о виртуальной машине VirtualBox.

Вот небольшая видео-инструкция, в которой я рассказываю о том, как установить программу VirtualBox на операционную систему Windows 10.

Виртуальные машины представляют собой эмуляцию устройств на другом устройстве или, в контексте этой статьи и упрощенно, позволяют запускать виртуальный компьютер (как обычную программу) с нужной операционной системой на вашем компьютере с той же или отличающейся ОС. Например, имея на своем компьютере Windows, вы можете запустить Linux или другую версию Windows в виртуальной машине и работать с ними как с обычным компьютером.

В этой инструкции для начинающих подробно о том, как создать и настроить виртуальную машину VirtualBox (полностью бесплатное ПО для работы с виртуальными машинами в Windows, MacOS и Linux), а также некоторые нюансы по использованию VirtualBox, которые могут оказаться полезными. Кстати, в Windows 10 Pro и Enterprise есть встроенные средства для работы с виртуальными машинами, см. Виртуальные машины Hyper-V в Windows 10. Примечание: если на компьютере установлены компоненты Hyper-V, то VirtualBox будет сообщать об ошибке Не удалось открыть сессию для виртуальной машины, о том как это обойти: Запуск VirtualBox и Hyper-V на одной системе.

Для чего это может потребоваться? Чаще всего, виртуальные машины используют для запуска серверов или для тестирования работы программ в различных ОС. Для начинающего пользователя такая возможность может быть полезна как для того, чтобы попробовать в работе незнакомую систему или, например, для запуска сомнительных программ без опасности получить вирусы на своем компьютере.

Установка VirtualBox

Вы можете бесплатно скачать ПО для работы с виртуальными машинами VirtualBox с официального сайта https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads где представлены версии для Windows, Mac OS X и Linux. Несмотря на то, что сайт на английском, сама программа будет на русском языке. Запустите загруженный файл и пройдите простой процесс установки (в большинстве случаев достаточно оставить все параметры по умолчанию).

Во время установки VirtualBox, если вы оставите включенным компонент для доступа к Интернету из виртуальных машин, вы увидите предупреждение «Warning: Network Interfaces», которое сообщает о том, что в процессе настройки ваше Интернет-подключение будет временно разорвано (и восстановится автоматически после установки драйверов и настройки подключений).

По завершению установки можете запустить Oracle VM VirtualBox.

Создание виртуальной машины в VirtualBox

Примечание: для работы виртуальных машин требуется, чтобы на компьютере была включена виртуализация VT-x или AMD-V в БИОС. Обычно она включена по умолчанию, но, если что-то пойдет не так, учитывайте этот момент.

Теперь давайте создадим свою первую виртуальную машину. В примере далее используется VirtualBox, запущенная в Windows, в качестве гостевой ОС (той, которая виртуализируется) будет Windows 10.

1. Нажмите «Создать» в окне Oracle VM VirtualBox Менеджер. 
2. В окне «Укажите имя и тип ОС» задайте произвольное имя виртуальной машины, выберите тип ОС, которая будет на нее установлена и версию ОС. В моем случае — Windows 10 x64. Нажмите «Далее». 
3. Укажите объем оперативной памяти, выделяемой для вашей виртуальной машины. В идеале — достаточный для её работы, но не слишком большой (так как память будет «отниматься» от вашей основной системы, когда виртуальная машина будет запущена). Рекомендую ориентироваться на значения в «зелёной» зоне. 
4. В следующем окне выберите «Создать новый виртуальный жесткий диск». 
5. Выберите тип диска. В нашем случае, если этот виртуальный диск не будет использоваться за пределами VirtualBox — VDI (VirtualBox Disk Image).
6. Укажите, динамический или фиксированный размер жесткого диска использовать. Я обычно использую «Фиксированный» и вручную задаю его размер.
7. Укажите размер виртуального жесткого диска и место его хранения на компьютере или внешнем накопителе (размер должен быть достаточным для установки и работы гостевой операционной системы). Нажмите «Создать» и дождитесь завершения создания виртуального диска. 
8. Готово, виртуальная машина создана и отобразится в списке слева в окне VirtualBox. Чтобы увидеть информацию о конфигурации, как на скриншоте, нажмите по стрелке справа от кнопки «Машины» и выберите пункт «Детали». 

Виртуальная машина создана, однако, если её запустить, вы не увидите ничего кроме черного экрана со служебной информацией. Т.е. создан пока только «виртуальный компьютер» и никакая операционной система на нём не установлена.

Установка Windows в VirtualBox

Для того, чтобы установить Windows, в нашем случае Windows 10, в виртуальной машине VirtualBox вам потребуется образ ISO с дистрибутивом системы (см. Как скачать образ ISO Windows 10). Дальнейшие шаги будут выглядеть следующим образом.

1. Вставьте образ ISO в виртуальный привод DVD. Для этого выберите виртуальную машину в списке слева, нажмите кнопку «Настроить», перейдите в пункт «Носители», выберите диск, нажмите по кнопке с диском и стрелкой и выберите пункт «Выбрать образ оптического диска». Укажите путь к образу. Затем в пункте настроек «Система» в разделе «Порядок загрузки» установите «Оптический диск» на первое место в списке. Нажмите «Ок». 
2. В главном окне нажмите «Запустить». Запустится созданная ранее виртуальная машина, при этом загрузка будет выполнена с диска (с образа ISO), можно выполнить установку Windows так, как это делается на обычном физическом компьютере. Все шаги первоначальной установки аналогичны таковым на обычном компьютере, см. Установка Windows 10 с флешки. 
3. После того, как Windows была установлена и запущена, следует установить некоторые драйверы, которые позволят гостевой системе правильно (и без лишних тормозов) работать в виртуальной машине. Для этого выберите в меню «Устройства» — «Подключить образ диска дополнений VirtualBox», откройте компакт-диск внутри виртуальной машины и запустите файл VBoxWindowsAdditions.exe для установки этих драйверов. При ошибке подключения образа, завершите работу виртуальной машины и подключите образ из C: Program Files Oracle VirtualBox VBoxGuestAdditions.iso в настройках носителей (как в первом шаге) и снова запустите виртуальную машину, а затем произведите установку с диска.

По завершении установки и перезагрузки виртуальной машины она полностью будет готова к работе. Однако, возможно, вы захотите выполнить некоторые дополнительные настройки.

Основные настройки виртуальной машины VirtualBox

В настройках виртуальной машины (учтите, что многие настройки недоступны, пока виртуальная машина запущена) вы можете изменить следующие основные параметры:

1. В пункте «Общие» на вкладке «Дополнительно» можно включить общий с основной системой буфер обмена и функцию Drag-n-Drop для перетаскивания файлов в гостевую ОС или из неё.
2. В пункте «Система» — порядок загрузки, режим EFI (для установки на GPT диск), размер оперативной памяти, количество ядер процессора (не следует указывать число более количества физических ядер процессора вашего компьютера) и допустимый процент их использования (низкие значения часто приводят к тому, что гостевая система «тормозит»).
3. На вкладке «дисплей» можно включить 2D и 3D ускорение, задать объем видеопамяти для виртуальной машины.
4. На вкладке «Носители» — добавить дополнительные приводы дисков, виртуальные жесткие диски.
5. На вкладке USB — добавить USB устройства (которые физически подключены к вашему компьютеру), например, флешку, к виртуальной машине (нажмите по значку USB с «плюсом» справа). Для использования контроллеров USB 2.0 и USB 3.0 установите Oracle VM VirtualBox Extension Pack (доступно для скачивания там же, где вы загружали VirtualBox). 
6. В разделе «Общие папки» можно добавить папки, которые будут общими для основной ОС и виртуальной машины.

Некоторые из указанных выше вещей можно выполнить и из запущенной виртуальной машины в главном меню: например, в пункт «Устройства» можно подключить флешку, извлечь или вставить диск (ISO), включить общие папки и т.п.

Дополнительная информация

В завершение — некоторая дополнительная информация, которая может оказаться полезной при использовании виртуальных машин VirtualBox.

• Одна из полезных возможностей при использовании виртуальных машин — создание «снимка» (snapshot) системы в её текущем состоянии (со всеми файлами, установленными программами и прочим) с возможностью отката к этому состоянию в любой момент (и возможностью хранить несколько снимков). Сделать снимок в VirtualBox можно на запущенной виртуальной машине в меню «Машина» — «Сделать снимок состояния». А восстановить в менеджере виртуальных машин, нажав «Машины» — «Снимки» и выбрав вкладку «Снимки». 
• Некоторые комбинации клавиш по умолчанию перехватываются основной операционной системой (например, Ctrl+Alt+Del). Если вам требуется отправить подобное сочетание клавиш в виртуальную машину, используйте пункт меню «Ввод».
• Виртуальная машина может «захватывать» ввод клавиатуры и мышь (так, что нельзя перевести ввод на основную систему). Чтобы «освободить» клавиатуру и мышь, если потребуется, используйте нажатие хост-клавиши (по умолчанию это правый Ctrl).
• На сайте Майкрософт есть готовые бесплатные виртуальные машины Windows для VirtualBox, которые достаточно импортировать и запустить. Подробно о том, как это сделать: Как скачать бесплатные виртуальные машины Windows с сайта Майкрософт.

Используемые источники:

• https://lifehacker.ru/virtualnye-mashiny/
• https://info-comp.ru/softprodobes/145—virtualbox-.html
• https://remontka.pro/virtualbox/