Лабораторная работа 1 "Знакомство с готовыми виртуальными машинами" "Создание и конфигурирование ВМ" "Совместная работа различных ОС в средах ВМ" "Установка серверной операционной системы"

Цель: научиться работать в готовых виртуальных машинах с установленными ОС.

Средства для выполнения работы:

• аппаратные: компьютер с установленной ОС Windows XP.

• программные: приложения ВМ (VirtualBox); виртуальные машины - WinXP, Win98, Syllable, DSL.

Теоретические сведения

Понятие виртуальная машина появилось на свет несколько десятков лет назад, еще в конце 60-х годов, но применялись виртуальные машины только на больших ЭВМ и в настоящий момент они переживают свое второе рождение.

В основе технологии виртуальных машин лежит концепция виртуализации, которая для отдельно взятых продуктов и элементов ИТ- инфраструктуры известна достаточно давно. Сегодня она охватывает разные уровни — от платформ (включая микропроцессоры) до программного обеспечения, реализуется программными, аппаратными или программно-аппаратными средствами.

Виртуализация — это общий термин, охватывающий абстракцию ресурсов для многих аспектов вычислений. Перечислим некоторые примеры виртуализации:

• Разделение ресурсов — это разделение единого, обычно достаточно большого для этого, ресурса (например, дисковое пространство или пропускной канал сети) на некоторое количество меньших, легче утилизируемых ресурсов того же типа.

• Виртуализация на уровне операционной системы — виртуализирует физический сервер на уровне ОС, позволяя запускать изолированные и безопасные виртуальные серверы на одном физическом сервере.

• 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.

• Виртуализация прикладных приложений — включает в себя рабочую среду для локально выполняемого приложения, использующего локальные ресурсы. Виртуализируемое приложение запускается в небольшом виртуальном окружении, 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.

Виртуальная машина — в общем случае это программная или аппаратная среда, исполняющая некоторый код; это среда, набор ресурсов и правил работы, которой формируется (с помощью программного обеспечения) в некой другой вычислительной среде.

Типы виртуальных машин (согласно Яну Метлису):

• Виртуальная машина — гипервизор. Промежуточный программный уровень, называемый монитором виртуальной машины или гипервизором, размещается между ОС и аппаратным обеспечением. Благодаря гипервизору у всех работающих на данном компьютере операционных систем создается иллюзия, что каждая из них является единственной). Представителями данного типа выступают виртуальные машины Xen, VMWare GSX Server.

• Хостовые виртуальные машины Приложение виртуальной машины разделяется на промежуточный программный уровень, операционную систему и приложение, работающее в этой ОС. Это такие виртуальные машины, как VMWare WorkStation, VirtualBox, MS Virtual PC, Qemu.

• Виртуальные машины уровня приложений Работают как обычные приложения операционной системы, предоставляя промежуточный уровень для выполнения своих собственных приложений. Здесь лидирует широко распространенная JAVA-машина.

• Параллельная виртуальная машина. Виртуальная машина, специально разработанная для выполнения на параллельной виртуальной машине, способной представить сеть компьютеров как один компьютер с параллельными процессорами.

Как правило, при упоминании о виртуальной машине, вспоминают только об одной – о виртуальной машине Java или VMWare. При этом Java или VMWare. При этом остальные, достаточно многочисленные программные продукты подобного назначения, остаются как бы «за кадром». Перечислим наиболее популярные виртуальные машины, присутствующие на рынке программного обеспечения: Java Virtual Machine, VMWare Workstation, Microsoft VirtualPC, Xen, Qemu, DOSBox, PARALLELS workstation.

Приведем в таблице краткие характеристики некоторых популярных приложений виртуальных машин. Виртуальные машины эмулируют работу реального компьютера. На такой виртуальный компьютер, так же как и на реальный, можно инсталлировать операционную систему, эмулировать подключение периферийных устройств, а так же выполнять настройку базовой системы ввода/вывода (BIOS).

Таблица 1. Краткая характеристика некоторых приложений виртуальных машин

Собственно инструмент для создания виртуальной машины, его называют приложением ВМ.(или Системой Виртуальных Машин - СВМ), - это обычное приложение, устанавливаемое, как и любое другое, на конкретную операционную систему. Эта реальная операционная система называется хостовой операционной системой. Все задачи по управлению виртуальными машинами решает специальный модуль в составе приложения ВМ – монитор виртуальных машин (МВМ), который играет роль посредника во всех взаимодействиях между ВМ и базовым оборудованием, поддерживая выполнение всех созданных виртуальных машин на единой аппаратной платформе, обеспечивая их надежную изоляцию.

Пользователь не имеет непосредственного доступа к монитору виртуальных машин, ему предоставляется лишь графический интерфейс для создания и настройки виртуальных машин. Этот интерфейс также называют консолью виртуальных машин.

Пользователь «внутри» виртуальной машины устанавливает, как и на реальном компьютере, нужную ему операционную систему. Такая ОС, принадлежащая конкретной ВМ, называется гостевой ОС. Перечень поддерживаемых гостевых ОС выступает одной из наиболее важных характеристик виртуальной машины. Надо отметить, что наиболее мощные из современных виртуальных машин обеспечивают поддержку около десятка популярных ОС из семейств Windows, Linux и MacOS.

Преимущества использования виртуальных машин: экономия на аппаратном обеспечении; поддержка устаревших ОС и ПО; повышение безопасности; создание требуемых аппаратных конфигураций; эмуляция необходимых устройств; создание виртуальных сетей на одном компьютере; обучение работе с операционными системами; повышение мобильности; организация «пакетов приложений»; удобное управление виртуальными машинами.