Понятие виртуализации. Установка Oracle VM VirtualBox

Понятие виртуализации. Установка Oracle VM VirtualBox

Сегодня расскажу о том, как настроить свою виртуальную среду для установки различных операционных систем (ОС) на свой компьютер (далее под компьютером буду также подразумевать сервер и ноутбук).

В начале коротко рассмотрим основные понятия виртуализации, такие как хостовая ОС, гипервизор, типы гипервизора, гостевая ОС, виртуальная машина.

1. Хостовая ОС – это основная ОС, которая установлена на вашем компьютере и управляет ее ресурсами (процессор, оперативная память, жесткий диск, сетевая карта и т.д.). На хостовой ОС обычно установлены пользовательские приложения, такие как пакет Microsoft Office, среда разработки Eclipse и т.п. или же настроены различные серверные службы (например, FTP, DHCP, Active Directory, DNS, Proxy и т.п.). В целях обеспечения высокой производительности и безопасности, в промышленной среде не рекомендуется совместно устанавливать дополнительные программы или настраивать серверные службы и программу для виртуализации (гипервизор) на хостовой ОС. Думаю, что для промышленной среды лучше сразу настроить гипервизор типа 1 (ниже описание этого типа гипервизора) или же если вы все-таки решили настроить тип 2, то без дополнительных программ и служб.

2. Гипервизор – это программное обеспечение, которое предоставляет возможность пользователям одновременно (параллельно) запускать на одном компьютере одну или несколько изолированных и независимых ОС, которые называются виртуальными машинами (далее VM). Гипервизоры разделяются на два типа по способу настройки, запуска и эксплуатации.

Первый тип настраивается и запускается непосредственно на аппаратной части компьютера. Данный тип гипервизора работает на вычислительной машине без хостовой ОС (Рис. 1).

Рис-1.

Примерами гипервизоров данного типа являются Oracle VM server, VMware ESX/ESXi, RHEV, HP Virtualization Service Platform.

Второй тип настраивается и запускается на хостовой ОС вычислительной машины (Рис. 2). Другими словами, хостовая ОС устанавливается на компьютер, а далее на нее настраивается программа гипервизора.

Рис-2.

Общеизвестными гипервизорами данного типа являются Oracle VirtualBox, Microsoft Hyper-V, VMware Server and Workstation.

3. Гостевая ОС – это ОС, которая устанавливается, настраивается и работает на виртуальной машине (VM).

4. Виртуальная машина (Virtual Machine) – это специальная среда, куда устанавливается и где работает гостевая ОС. Виртуальная машина включает в себя все ресурсы компьютера, необходимые для правильной и полноценной работы гостевой ОС, такие как процессор, оперативная память, сетевая карта, жесткий диск и т.п.

Компании, ИТ-специалисты и студенты могут получить множество преимуществ от использования технологии виртуализации. Ниже приведу некоторые из них:

 

Для компаний: 

Для компаний важным фактором использования технологий виртуализации является снижение затрат на администрирование информационной инфраструктуры. Кроме того, технология виртуализации значительно снижает затраты на покупку и содержание серверного оборудования, а также на электроэнергию и охлаждение серверной комнаты. В большинстве случаев, серверы используют часть своих ресурсов, т.к. работают с низкой нагрузкой на систему. В связи с этим, компании начали вместо покупки и запуска множества физических серверов, которые используются только частично, использовать виртуализацию. Теперь на сервере создается множество VM и балансируются нагрузки между ними (иногда балансировка нагрузки происходит динамически). На примере рассмотрим, каким образом работает балансировка ресурсов между VM. Представим, что мы  создали две тестовых и независимых виртуальных машин VM1 и VM2 со следующими характеристиками (Рис-3.): по 4 ядра CPU и 16 Гб оперативной памяти для каждой VM (остальные характеристики не указаны для упрощения).

Рис-3.

Через некоторое время мы заметили, что средняя нагрузка CPU и оперативной памяти на VM1 90-95%, а на VM2 – 15-20%. Была поставлена задача сбалансировать нагрузку между этими VM.

Вариант 1. Ручная балансировка нагрузки.

  • Необходимо остановить обе VM (ОС);
  • Вручную расширить ресурсы VM1 (например, увеличить CPU до 6 ядер, а оперативную память до 24 Гб;
  • Запустить обе VM.

Вариант 2. Динамическая балансировка нагрузки.

  • Настроить динамическую балансировку нагрузки между VM;
  • После этого гипервизор сам будет распределять ресурсы между VM без участия системного администратора и не будет необходимости остановить/перезагружать VM (ОС).

 

Для ИТ-специалистов и студентов:

Виртуализация позволяет с наименьшими затратами создать лабораторную (тестовую) среду и обеспечивать ее бесперебойную работу в изолированной среде. В созданной лабораторной среде можно писать и тестировать программы для различных ОС (Windows, Linux, Unix), ознакомиться с сетевыми технологиями на базе созданных VM, а также научиться администрировать различные ОС и системы управления база данных. Также предоставляется возможность быстрого и легкого создания копий (clone) или снимков (snapshot)VM для тестовых целей. В случае если какое то тестовое испытание прошло не успешно и гостевая система будет не доступна, тогда можно оперативно и с наименьшими силами восстановить систему из копии (за считанные минуты).

Установка Oracle VM VirtualBox

Для своей виртуальной среды (виртуальной лаборатории или же тестовой среды) выбираем второй тип гипервизора и программу для виртуализации (гипервизор) Oracle VM VirtualBox (далее VirtualBox). Из вышеперечисленного списка выбираем VirtualBox, потому что она:

  • бесплатная,
  • относится к гипервизору типа 2 (позволит нам в домашних условиях построить виртуальную среду),
  • работает на 32 битных и на 64 битных хостовых ОС,
  • поддерживает загрузку по PXE (PXE – среда для загрузки ОС по сети без жесткого диска). В будущем опишу, как настроить загрузку ОС по PXE,
  • не требует аппаратной поддержки виртуализации (можете установить и настроить виртуальную среду, даже если ваш компьютер не поддерживает Intel VT-X or AMD-V).

Гипервизор VirutalBox совместим со многими ведущими хостовыми ОС. Ниже перечислю некоторые ОС, на которых можете установить VirtualBox:

WindowsWindows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10, Windows Server 2008, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2012, Windows Server 2016.

Mac OS X: 10.10 (Yosemite), 10.11 (El Capitan), 10.12 (Sierra), 10.13 (High Sierra).

Linux:

Ubuntu 16.04 LTS, 16.10, 17.04, and 17.10

Debian GNU/Linux 7 (“Wheezy”), 8 (“Jessie”) and 9 (“Stretch”)

Oracle Enterprise Linux 5, Oracle Linux 6 and 7

Redhat Enterprise Linux 5, 6 and 7

Fedora 25 and 26

Gentoo Linux

openSUSE 13.2

Solaris: Solaris 11, Solaris 10.

В данном примере хостовая ОС будет Windows 7. В следующих публикациях напишу, как установить и настроить VirutalBox на хостовых Oracle Linux, Solaris ОС.

Шаг 1:

Нам необходимо скачать дистрибутив c официального сайта Oracle для Windows ОС (у Вас должна быть учетная запись на портале Oracle).

http://www.oracle.com/technetwork/server-storage/virtualbox/downloads/index.html

В момент написания этой статьи, актуальной версией VirutalBox была 5.2.6. Также есть возможность скачать дистрибутив с этого сайта https://www.virtualbox.org

Шаг 2:

Процесс установки не сложный и в большинстве случаев можно оставить параметры установки по умолчанию. Начнем установку программы с запуском скачанного файла virtualBox-5.2.6-120293-Win.exe. Запускается окно мастера установки, нажимаем Next.

Оставляем по умолчанию все компоненты VirtualBox для установки, такие как поддержка USB и сетевых устройств, а также поддержка Python в Virtual Box. Нажимаем Next.

В следующем шаге можно оставить значения по умолчанию по созданию иконок и ассоциирование файлов VM c VirtualBox.

На этом шаге получите предупреждение о том, что в процессе установки сетевых возможностей VirutalBox, ваше сетевое подключение будет временно отсоединено. Мы выбираем Yes, далее сетевое соединение восстановится автоматически после завершения установки.

Далее нажимаем Install и начнется процесс установки.

В последующих 3 шагах выбираем Install, чтобы установить драйверы USB.

Установка Virtual Box завершена. Оставляем галочку Start Oracle VM VirutalBox 5.2.6 after installation и нажимаем Finish.

Если увидите следующее окно VirutalBox, то это означает, что вы успешно установили программу виртуализации и теперь она готова к работе.

 

P.S. Хотел бы в двух словах сказать, что в последнее время разработчики и тестировщики программного обеспечения начали применять новую ветвь виртуализации – виртуализация на уровне ОС (контейнерная виртуализация). Примерами таких технологий являются Docker. В будущем планирую написать отдельный пост о контейнерной виртуализации.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *