Каковы достоинства и недостатки использования виртуальной машины

Лабораторная работа №1

Тема: Работа с виртуальными машинами.

Цель работы: Изучение основных понятий о виртуальных машинах для их практического применения.

Теоретические сведения:

1. Виртуальные машины в целом

1.1. Определение и понятие

Чтобы построить полный взгляд на виртуальные машины, разберем для начала, а что такое виртуальная машина?

Виртуальная машина — программная или аппаратная среда, исполняющая некоторый код (например, байт-код, шитый код, p-код или машинный код реального процессора), или спецификация такой системы (например: «виртуальная машина языка программирования Си»). [Википедия]

Для сравнения приведем несколько других определенней, а именно: Виртуальная машина — это полностью изолированный программный контейнер, способный выполнять собственную операционную систему и приложения, как физический компьютер. Виртуальная машина работает абсолютно так же, как физический компьютер, и содержит собственные виртуальные (т.е. программные) ЦП, ОЗУ, жесткий диск и сетевую интерфейсную карту (NIC).

Проще говоря, виртуальная машина – это программа, которую вы запускаете из своей операционной системы. Программа эмулирует реальную машину. На виртуальные машины, как и на реальные, можно ставить операционные системы. У неё есть BIOS, отведенное место на вашем жестком диске, сетевые адаптеры для соединения с реальной машиной, сетевыми ресурсами или другими виртуальными машинами.

1.2. Преимущества и недостатки виртуальных машин

1.2.1. Преимущества виртуальных машин

1.2.2. Недостатки виртуальных машин

1.3. Архитектура виртуальных машин

1.3.1. Абстракция и виртуализация

1.3.2. Процессные и системные виртуальные машины

1.3.3. Типы виртуализаций

Рассмотрим основные типы виртуализации различных компонент ИТ — инфраструктуры.

Приведенная выше типология рассматривает виртуализацию, в зависимости от части ИТ — инфраструктуры, в которой она применяется. Подходы к созданию интерфейсов между виртуальными машинами и системами виртуализации ресурсов также можно разделить на следующие типы:

2. Различные виртуальные машины

2.1. ORACLE VirtualBox — универсальная бесплатная виртуальная машина

VirtualBox — очень простой, мощный и бесплатный инструмент для виртуализации, развивающийся благодаря поддержжке знаменитой корпорации ORACLE. Он распространяется бесплатно, с открытым исходным кодом. VirtualBox

позволяет устанавливать в качестве «гостевой» практически любую современную операционную систему, будь то Windows, MacOS или любой из многочисленных представителей семейства Linux.

Преимуществом VirtualBox является простой и понятный пользовательский интерфейс. Хорошо сделан перевод на русский язык. Все основные функции вынесены в виде кнопок под меню. Создание виртуальных машин выполняется с помощью пошагового мастера.

VirtualBox поддерживает работу с сетями, поэтому ваша виртуальная ОС сможет легко выйти в Интернет. Очень полезной является функция «снимков» операционной системы. Виртуальная машина записывает на винчестер «точки восстановления», к которым вы в любой момент можете откатить гостевую систему в случае возникновения ошибок или сбоев.

2.2 Windows Visual PC — виртуальная машина от Microsoft

Windows Virtual PC — виртуальная машина для работы только и исключительно с Windows. Установить на Visual PC операционную систему Linux или MacOS просто невозможно.

Visual PC позволяет запускать несколько разных копий Windows на одном компьютере. Поддерживается работа с операционными системами Microsoft разных поколений, в том числе с 64-битными.

Плюсом Visual PC является возможность задать, какая из запущенных виртуальных машин будет более приоритетной по сравнению с другими. При этом «хостовый» компьютер сможет в автоматическом режиме выделять под ее нужды большее количество ресурсов за счёт других виртуальных систем, если «гостевой» системе это необходимо.

Моноплатформенность виртуальной машины Visual PC является её главным недостатком, впрочем, если требуется тестировать только разные версии Windows, это не актуально. Некоторым недостатком можно считать менее функциональный и менее удобный чем в VirtualBox интерфейс. В остальном Visual PC вполне надёжный инструмент, позволяющий тестировать операцонные системы Microsoft.

2.3 VMware Workstation — для серьёзных задач

VMware Workstation – мощная, платная, максимально-надёжная программа для виртуализации, которая поддерживает работу с Windows и Linux. Для виртуализации MacOS, данная машина не предназначена.

Благодаря высокой надёжности и широчайшей функциональности VMware Workstation часто используется не просто для тестирования, а даже для постоянной работы виртуальных машин в качестве серверов даже для бизнес-приложений, будь то фаервол, отеляющий сеть организации от Интернет или даже сервер какой-либо базы данных.

VMware Workstation можно очень гибко настраивать, включая множество параметров сетевых подключений для работы с интернетом. Система имеет собственный виртуальный 3D-ускоритель, который позволяет получить высокое качество графики.

Интерфейс VMware Workstation достаточно грамотно организован, поэтому освоиться со всем её богатым функционалом довольно легко. В программе полностью поддерживается русский язык.

Необходимо отметить, что у VMware Workstation есть бесплатный «младший брат» — VMWare Player. В отличие от версии Workstation, плеер не умеет создавать виртуальные машины, но позволяет запускать ранее созданные. Эта программа будет полезна в случаях тестирования, когда, к примеру, разработчик какой-либо автоматизированной системы передат её на ознакомление именно в виде образа виртуальной машины. Эта практика получает всё большее распространение, поскольку избавляет пользователя от необходимости разворачивать незнакомую программу самостоятельно.

Практическая часть

Вопросы для самоконтроля

Источник

Что такое виртуальная машина

В статье мы расскажем, что называется виртуальной машиной и для чего она предназначена, разберём преимущества и недостатки использования виртуальных машин, кратко рассмотрим 4 виртуальные машины и установим VirtualBox.

Виртуальный дата-центр VMware

Гибкое решение для создания собственного виртуального дата-центра.

Что такое виртуальная машина и зачем она нужна

Виртуальная машина (ВМ или VM) — это виртуальный компьютер, который использует выделенные ресурсы реального компьютера (процессор, диск, адаптер). Эти ресурсы хранятся в облаке и позволяют ВМ работать автономно. Простыми словами, виртуальная машина позволяет создать на одном компьютере ещё один компьютер, который будет использовать его ресурсы, но работать изолированно.

ВМ может работать в отдельном окне как программа или запускаться через панель управления.

Виртуализация, и виртуальная машина в частности, расширяет возможности IT-инфраструктуры. Она будет полезна разработчикам программных продуктов, веб-дизайнерам, а также тем, кто планирует перейти на новую ОС, но не уверен в выборе.

Для чего нужна виртуальная машина:

Если сравнивать функции виртуальной машины с работой на обычном ПК, то можно выделить как преимущества, так и недостатки.

Преимущества виртуальной машины

Недостатки использования VM

Ниже мы расскажем про самые популярные и простые в использовании виртуальные машины и разберём их недостатки и преимущества.

Какие бывают виртуальные машины

К самым популярным виртуальным машинам относятся:

Microsoft Hyper-V ― это VM от Майкрософт.

VMware Workstation ― платная мощная виртуальная машина для профессионального использования. Работает в основном с Windows и Linux. Имеет бесплатную версию VMware Player, но она значительно ограничена функционалом.

Parallels Desktop ― это ВМ, которая позволяет использовать программы разных операционных систем на Mac.

VirtualBox ― cамая популярная программа виртуализации с открытым исходным кодом. С её помощью можно запускать любые операционные системы, например Windows, Linux, Mac, Android. Программа имеет русифицированный интерфейс и проста в применении.

Все машины имеют свои сильные и слабые стороны. Нельзя рекомендовать только одну. Для примера мы рассмотрим, как создать виртуальную машину Oracle VirtualBox.

Как создать виртуальную машину Oracle VirtualBox

Откройте панель управления Oracle и нажмите Создать:

Введите название виртуальной машины (например, Ubuntu-1). Кликните Далее:

Чтобы выделить объём памяти для машины, сдвиньте ползунок вправо. Мы рекомендуем указать объём 4 ГБ, но если на вашем компьютере недостаточно оперативной памяти, выбирайте максимум 2-3 ГБ. Нажмите Далее:

Выберите пункт «Создать новый виртуальный жёсткий диск» и кликните Создать:

Укажите тип файла «VDI (VirtualBox Disk Image)» и нажмите Далее:

Выберите формат хранения «Динамический виртуальный жёсткий диск». Нажмите Далее:

Укажите объём жёсткого диска 20 ГБ. Кликните Создать:

Готово, вы создали VM Oracle. Теперь переходите к установке операционной системы.

Как установить операционную систему в Oracle VirtualBox

Рассмотрим, как установить операционную систему на примере Ubuntu 20.04.

Перейдите в раздел Система. На вкладке «Материнская плата» поставьте галочку напротив пункта «Гибкий диск»:

На вкладке «Процессор» выберите 2 ядра:

Перейдите в раздел Дисплей. Поставьте галочку напротив пункта «Включить 3D-ускорение» и перетяните ползунок вправо, чтобы выделить максимально возможный объём видеопамяти:

После загрузки кликните Ок:

На главной странице нажмите Запустить:

Подождите, пока загрузится машина:

В приветственном окне выберите нужный язык:

Нажмите установить Ubuntu:

Выберите раскладку клавиатуры «Russian». Нажмите Продолжить:

Выберите пункты «Обычная установка» и «Загрузить обновления во время установки Ubuntu». Затем кликните Продолжить:

Выберите тип установки «Стереть диск и установить Ubuntu» и нажмите Установить:

Затем кликните Продолжить:

Назначьте нужный регион и нажмите Продолжить:

Зарегистрируйтесь. Задайте имя и пароль, остальные поля будут заполнены автоматически. Нажмите Продолжить:

Дождитесь окончания установки и кликните Перезагрузить:

Дождитесь перезагрузки и нажмите Enter:

Выберите учётную запись, которую вы создали на шаге 15:

Введите пароль, который вы задали при создании учётной записи:

Примите предлагаемые настройки или нажмите Далее в правом верхнем углу экрана:

Готово, вы установили ОС Ubuntu 20.04 и можете приступать к работе:

Теперь вы знаете, зачем нужна виртуальная машина и как запустить её с помощью программы VirtualBox.

Виртуальный дата-центр VMware

Кроме VM, есть более крупные решения ― виртуальные дата-центры. Например, виртуальный дата-центр VMware, который можно заказать в REG.RU.

Для чего используют виртуальный дата-центр?

Эта услуга подходит для применения как частными лицами, так и крупными организациями и корпорациями. Возможности виртуализации в совокупности с облачными вычислениями обладают такими преимуществами как масштабируемость, экономичность и доступность ресурсов в любое время. Можно создавать и развёртывать несколько ВМ одновременно. К примеру, вы можете создать один виртуальный контейнер vApp с машинами для тестовой среды, а другой — для продуктивной. При этом у вас будет возможность изолировать их с помощью разных сетей. Подробнее об услуге читайте в статье: Как начать работу с VMware.

Источник

Причины использовать (или нет) виртуальные машины в Windows

Наверняка у всех в доме есть компьютер, настольный или портативный. Когда мы включаем его, в POST проверяется состояние оборудования, а затем операционная система (обычно Windows) запускается с жесткого диска или диска, который у нас активен. Все, что мы делаем на компьютере, повлияет на всю операционную систему, программы и данные. Компьютер может одновременно запускать одну операционную систему, на которой выполняются все программы, которые мы открываем. Однако мы много раз говорили о концепции, называемой «виртуальная машина». Мы знаем, что это?

Что такое виртуальная машина

Гипервизор, двигатель ВМ

Хотя у нас может быть только одна операционная система, работающая одновременно на ПК, виртуальные машины не имеют этих ограничений. Мы можем создавать, запускать и использовать одновременно все виртуальные машины, которые нам нужны, как Windows, так и Linux и macOS, если у нас есть оборудование (Оперативная память, особенно) в наличии.

Когда использовать виртуальные машины

Наконец, виртуальные машины очень полезны для программисты. Благодаря им мы можем собрать полную клиент-серверную инфраструктуру, чтобы из первых рук проверить, как работает приложение, провести аудит и улучшить его. Это также позволит нам проверить, как наше приложение или программа работает в других операционных системах.

Недостатки виртуальных машин

Виртуальная машина очень полезна и имеет много преимуществ, как мы объяснили. Но у этого также есть много недостатков. Первый из них заключается в том, что для того, чтобы их использовать, мы должны иметь относительно качественное оборудование. В противном случае эти машины будут работать очень медленно. Кроме того, расход оперативной памяти очень высок.

Кроме того, производительность виртуальных машин далеко не равна производительности операционной системы, физически установленной на ПК. Эти машины, как правило, работают намного медленнее, чем изначально установленные операционные системы, и, прежде всего, они будут иметь много ограничений, когда речь идет о запуске 3D-приложений, таких как игры.

Требования к использованию виртуальных машин

Не существует минимальных требований для создания виртуальных машин. Даже если у нашего процессора нет собственных инструкций по виртуализации, мы все равно сможем создавать эти виртуальные машины, хотя и с некоторыми ограничениями (например, только для 32-битных систем).

Лучшее, что нужно сделать, чтобы создать виртуальную машину, это, во-первых, иметь процессор среднего или высокого класса (Intel i5 или выше) с инструкциями по виртуализации. Также рекомендуется иметь достаточно оперативной памяти, чтобы виртуальная машина могла работать без проблем, и, кроме того, чтобы наша хост-операционная система не исчерпывала память. 8 Гб оперативной памяти может быть достаточно для нормальной работы виртуальных машин (даже Windows 10, использующих 4 ГБ памяти) и для хост-системы, чтобы иметь достаточно памяти для продолжения работы. Нам нужно жесткий диск для хранить виртуальные жесткие диски, которые мы создаем для этих виртуальных машин. Если у нас есть SSD, производительность будет намного выше, чем при использовании обычного жесткого диска.

Клавиатура, мышь, монитор, звуковая карта и другие периферийные устройства также необходимы для бесперебойной работы с этими виртуальными машинами.

Программы (или гипервизоры) для создания виртуальной машины

Выяснив, что такое виртуальные машины и как они работают, мы выясним, какое программное обеспечение нам необходимо для их создания и использования. Существует несколько бесплатных и платных программ, которые действуют как гипервизоры для создания виртуальных машин. Кроме того, каждая операционная система (Windows, Linux и macOS) имеет эксклюзивные программы для этой задачи. Мы собираемся сосредоточиться на альтернативах для Windows.

Hyper-v

Hyper-V также является гипервизором, используемым Windows для WSL, подсистемой Windows для Linux или для использования песочницы Windows. Все параметры и функции, связанные с виртуализацией в Windows, используют этот гипервизор по умолчанию. Он хорошо интегрирован в систему и, как мы уже говорили, лучше всего работает, если мы не покинем Windows.

Проблема с Hyper-V заключается в том, что этот гипервизор несовместим с любым другим. Если мы включим его и попытаемся использовать VMware или VirtualBox, они будут возвращать сообщения об ошибках, синие снимки экрана, и мы не сможем их использовать. Даже если у нас нет ничего открытого в Hyper-V. Простое его включение вызывает проблемы, и нам придется отключить его, чтобы использовать другие программы виртуализации.

VMware

VMware предлагает гораздо более полную и продвинутую платную версию для пользователей, которым нужны дополнительные функции и возможности, а также бесплатную версию Player, которая намного проще, для пользователей, которые хотят получить что-то бесплатное, не жертвуя при этом производительностью, предлагаемой этой программой.

VirtualBox

VirtualBox имеет отличную поддержку, и хотя его производительность и расширенные функции могут несколько уступать таковым у VMware, он становится одной из лучших альтернатив для тех пользователей, которые не хотят сложностей. Он отлично работает вместе с VMware, установленным одновременно на одном компьютере.

Как установить операционную систему и программы на виртуальную машину

Виртуальная машина загрузится, POST и загрузит мастер установки операционной системы. Мы должны следовать мастеру установки до конца, как если бы мы установили его на любом физическом ПК, чтобы Windows, Linux или macOS были установлены и готовы к работе. После перезапуска виртуальной машины операционная система будет установлена ​​и будет полностью функциональной. Хотя нам, возможно, придется установить VMware Tools или VirtualBox Guest Additions, чтобы они работали на полную мощность.

Что касается приложений, то же самое. Из виртуальной операционной системы мы можем загрузить установщики нужных нам приложений и установить их на виртуальную машину, как если бы это был реальный компьютер. Все установлено и используется как настоящий компьютер.

Источник

Виртуализация. Преимущества и недостатки

SMP предполагает, что вычислительные ресурсы организуются в пулы. Ресурсы можно добавлять в пулы, выводить из них и делить между несколькими приложениями, консолидируя множество приложений на одном сервере.

Далее, в текущей лекции, будет приведено описание различных типов виртуализации. Отметим, что, как правило, под виртуализацией понимают преобразование аппаратного обеспечения в программное. Т.е. несколько виртуальных машин используют общие аппаратные ресурсы. Общий подход к виртуализации заключается в установке программного слоя либо в операционную систему, либо в аппаратное обеспечение компьютера. Установленный программный слой используется для создания виртуальных машин, распределения аппаратных ресурсов и т.д.

Преимущества использования виртуальных машин

Какими бы техническими «изюминками» не обладало решение, его эффективность и целесообразность использования определяются обеспечиваемым им функционалом и преимуществами, по сравнению с иными способами решения тех же задач. Рассмотрим основные преимущества виртуализации:

Недостатки использования виртуальных машин

Несмотря на то, что большая часть недостатков виртуальных машин разрешима, нельзя не упомянуть о них:

Типы виртуализации.

Под виртуализацией приложений следует понимать использование программных решений в рамках изолированной виртуальной среды (более подробно виртуализация приложений будет рассмотрена в последующих лекциях).

В данном случае виртуализация заключается в разбиении компонент аппаратного обеспечения на сегменты, управляемые отдельно друг от друга. В некоторых случаях, виртуализация операционных систем невозможна без виртуализации аппаратного обеспечения.

В свою очередь делится на два типа: виртуализацию блоков и виртуализацию файлов.

По своей сути, виртуализация сервисов является объединением всех вышеуказанных типов виртуализации. Решение виртуализации сервисов позволяет работать с приложением вне зависимости от физического расположения его частей, объединяя и управляя их взаимодействием.

Аппаратная виртуализация представляет собой набор инструкций, облегчающих выполнение операций на аппаратном уровне, которое до этого могли выполняться только программно, при этом затрачиваются дополнительные программные ресурсы.

Виртуализация серверов. Сравнительное описание подходов.

Существует два основных подхода к виртуализации серверов: на одном сервере (на базе хоста), либо виртуализация операционной системы. Особенности подходов приведены ниже.

Виртуализация на базе хоста, или паравиртуализация, обладает следующими особенностями :

Особенности виртуализации на базе хоста, или аппаратной виртуализации :

Виртуализация операционной системы:

Сценарии применения решений виртуализации

Рассмотрим типовые решения использования серверной виртуализации:

Виртуализация рабочих станций

Виртуализация рабочих станций подразумевает выделение различных вычислительных уровней и хранение их в центрах обработки данных, таким образом, пользователи могут получить доступ к приложениям и данным по сети при минимальных рисках потери.

Сценариев использования виртуализации рабочих станций множество, все зависит исключительно от потребностей бизнеса. Если обобщить возможные варианты использования виртуализации рабочих станций, то можно выделить следующие цели:

Преимущества решений виртуализации для бизнеса

Учитывая все вышесказанное можно выделить ряд положительных, с точки зрения бизнеса, моментов, обеспечиваемых использованием решений виртуализации:

Термины

Краткие итоги

Сложно усмотреть существенные недостатки в подобном подходе, который помимо гибкости, масштабируемости и надежности также обещает простоту в управлении и сокращение издержек. Пожалуй, единственным сдерживающим фактором может быть недостаток квалифицированного персонала для формирования и сопровождения подобной инфраструктуры.

Отметим, что без развития технологий виртуализации не был бы возможен и переход к «облакам», что будет описано позже, в рамках данного курса.

Источник