Обзор Oracle VM VirtualBox 4 для Windows

VirtualBox позволяет пользователям создавать, импортировать и запускать на своих компьютерах несколько виртуальных машин одновременно, будь то старые и с неодинаковыми версиями Windows или с другими операционными системами, такими как Linux или Mac OS X. В программе предусмотрены установки по умолчанию для новеньких пользователей и при этом имеются богатые возможности настройки для более опытных, например, тонкая настройка выделенной памяти и размера жесткого диска.

Запуск нескольких виртуальных машин с разными версиями Windows

• Одновременный запуск нескольких виртуальных машин
• Удобная для пользователя рабочая область
• Управление виртуальными машинами
• Настройка параметров для каждой VM (таких как размер ОЗУ и жесткого диска)
• Клонирование виртуальных машин или их сброс до значений по умолчанию (т. е. переустановка ОС)
• Сохранение текущего состояния VM (т. е. получение моментального «слепка»)
• Запись видеокадров

Обзор возможностей и настроек VirtualBox

Виртуализирующие приложения обычно широко не используются легкомысленными пользователями ПК, несмотря на то, что те из них, кто играл хотя бы один раз в VMware, Parallels или Virtual PC, могут сразу же назвать их преимущества.

Хотим ли мы поиграть в очень старую видеоигру на нашем современном компьютере, запустить ли устаревшее приложение, которое не поддерживается более поздними выпусками Windows, протестировать ли подозрительную программу без последствий для хоста или просто исследовать старую операционную систему, эти инструменты виртуализации ОС для достижения таких целей предоставляют надлежащую среду. Известное приложение в этой области — VirtualBox Oracle.

Менеджер виртуальных машин

Во-первых, оно выделяется среди многих подобных продуктов благодаря своей цене. В то время как другие программы, главным образом, предназначены для профессионального использования, а их цена, конечно же, это подтверждает, VirtualBox — бесплатная программа, доступная любому, в достаточной степени интересующемуся ее функционалом.

Во-вторых, в программе есть возможность создания нескольких виртуальных машин (VM-ов) на хост-компьютере, будь они с такой же ОС, как и хост, с разными версиями Windows или на основе разных платформах (например. Linux, Mac OS X), что дает пользователю возможность гибко регулировать свои аппаратные настройки, такие как распределение размера оперативной памяти и диска, доступ к Интернету и поддержка USB. Кроме того, есть возможность упрощенного совместного использования папок, функции перетаскивания и копирования-вставки между хостом и гостевой машиной, — все это наряду со многими другими функциями.

ПРИМЕЧАНИЕ: в наших тестах использовалась хост-машина Intel Core i5-3470 с CPU @3.20GHz и 12GB RAM, на Windows 8.1 Pro.

Кроме того, что позволяют основные файлы, полный пакет включает поддержку USB-устройств, сети (посредством моста, только для хоста) и Python 2.x. Приложение также может производить ассоциации файлов. Оно предупреждает пользователей о временном отсоединении их от Интернета, чтобы они проявляли осторожность с любыми продолжающимися длительными скачиваниями или запущенными приложениями, которым требуется сетевое подключение.

При имеющихся технических особенностях интерфейс VirtualBox довольно удобен. Несмотря на обилие расширенных настроек, они во многом наглядны, и с интерфейсом приложения довольно удобно работать.

Создание виртуальных машин и управление ими

Новую виртуальную машину можно создать, задав имя, тип (Windows, Linux, Solaris, BSD, IBM OS/2, Mac OS X и др.) и версию, а также размеры выделенных оперативной памяти и места на жестком диске (или вместо этого последовать рекомендации VirtualBox). Можно создать виртуальный жесткий диск с динамично выделяемым или постоянным размером, использовать существующий файл (VMDK, VDI, VHD, HDD, QED, QCOW, QCOW2, VHDX) или пропустить данный шаг.

Создание виртуальных машин

Существующие виртуальные устройства (т. е. ранее созданные с помощью VirtualBox) могут быть легко импортированы из файлов в формате OVA или OVF. Например, пользователи могут скачать бесплатно старые версии Windows с веб-сайта корпорации Майкрософт — modern.ie.

Управление виртуальными машинами с помощью контекстного меню

Менеджер VirtualBox хранит все недавно созданные и импортированные устройства в одном месте, позволяя пользователям запускать, сбрасывать, копировать или удалять их, организовывать в группы, создавать для них ярлыки на Рабочем столе, открывать папки VM в Проводнике Windows, просматривать записи журнала по любой из машин и использовать другие элементарные возможности управления.

Настройка виртуальной машины

Вероятно, самая интересная часть VirtualBox находится в панели настроек каждой гостевой машины. Наряду с тем, что пользователи могут применять настройки по умолчанию при импортировании или создании VM-ов, они могут также в любое время изменять их, если дело касается совместного использования Буфера обмена и поддержки функции перетаскивания (от хоста к гостевой, от гостевой к хосту, или в обе стороны), имени машины, типа и версии, а также папки моментальных «слепков» (они содержат состояния VM).

Настройка общих и системных параметров VM-ов

Также можно скорректировать основную память, выделенную для VM, настроить порядок начальной загрузки (наподобие BIOS), изменить набор микросхем и манипулятор, а также активировать некоторые расширенные опции, а именно, APC ввода-вывода, EFI и аппаратные часы в формате времени UTC (для системной платы), PAE/NX (для процессора), а также VT-X/AMD-V и вложенную подкачку (для аппаратной виртуализации). Процессор и верхний предел выполнения тоже можно настроить.

Настройка параметров отображения и хранения данных для виртуальных машин

Аналогичные параметры можно настроить для отображения, и это касается видеопамяти и количества виртуальных мониторов, предусмотренных для VM, ускорения трехмерного и двухмерного видео, удаленного сервера дисплея и возможностей захвата видео (путь к файлу, размер кадра и пропорции, качество, число экранов).

Настройка параметров звука и сети для виртуальных машин

Атрибуты, связанные с устройствами хранения данных, могут быть присвоены контроллерам, жестким дискам и CD/DVD-приводам (например, «основное ведущее устройство», «вторичное ведомое устройство»), тогда как вновь присоединяемые могут быть добавлены на древовидной схеме устройств. Другие настраиваемые параметры касаются аудио (контроллер и драйвер хоста), сетевых адапретов, последовательных портов, контроллеров USB и папок, совместно используемых хост-компьютером и гостевыми машинами.

Операции внутри виртуальных машин

Несколько виртуальных машин могут работать одновременно. Хотя это отнимает ресурсы, это определенно выполнимо. Виртуальную машину в большинстве случаев можно переключить на полноэкранный режим, чтобы работать с ней как с ОС хоста. Например, использование на клавиатуре комбинации клавиш Ctrl+Alt+Delete выполняет команду для операционной системы хоста. Ограничение этого в гостевой среде, наряду с другими командами, можно установить с панели инструментов.

Одновременная работа нескольких виртуальных машин

Пользователи могут сделать «снимок», выполнив захват текущего состояния, чтобы повторно обратиться к нему в любое другое более позднее время, сделать скриншоты и сохранить их в файлах изображений (PNG, BMP, PPM, XBM, XPM), просмотреть во время работы программы информацию и настройки во всех подробностях, отключить интеграцию мыши, переключиться в целостный режим, чтобы поместить гостевое меню «Пуск» на рабочий стол хоста и легко выполнять операции между ними, а также включить режим масштабирования, чтобы быстро изменять размер окна гостевой OS (хорошо подходит при размещении нескольких окон виртуальных машин бок о бок).

Что касается поддержки устройств, пользователи могут выбирать файл диска CD или DVD, присоединять USB-устройства, отсоединять сетевой адаптер для отключения доступа к Интернету, выбирать совместно используемый Буфер обмена и направление для функции перетаскиваний либо отключать их совсем, изменять параметры общих папок, вставлять Дополнительные Гостевые дисковые файлы в виртуальный привод, а также запускать захват видеокадров и сохранять их на хост-машине.

Использование опций панели инструментов

Следует упомянуть, что присоединенные USB-устройства (включая смартфоны или планшеты) будут автоматически отключены от хоста, поскольку хост и гостевая машина не могут одновременно считывать с одного устройства. Для того чтобы вернуть устройство хосту, его нужно отсоединить от гостевой (или просто сделать выход из VM). Однако то правило не применимо к CD и DVD.

Настройка VirtualBox

Горячие клавиши можно использовать и в Менеджере VirtualBox, и в виртуальных машинах, они могут быть изменены. Утилита может автоматически проверять обновления с определяемой пользователем частотой и отыскивать только стабильные версии, все новые версии или все новые и предварительные.

Перенастройка клавиатурных комбинаций

Есть возможность изменить папку машины по умолчанию и библиотеку аутентификации VRDP (Протокол удаленного рабочего стола VirtualBox), язык пользовательского интерфейса и максимальный размер гостевого экрана, а также настройки сети и прокси. Для VirtualBox также существуют расширения, которые можно скачать с веб-сайта разработчиков. В них заложены улучшения поддержки устройств USB 2.0 и вышеупомянутого VRDP (запуск виртуальной машины на ПК и управление ею с удаленного ПК).

Обзор Oracle VM VirtualBox 4: Оценка Softpedia

Пользовательский интерфейс VirtualBox переведен на множество языков, есть возможность перенастройки клавишных комбинаций. В программе имеются установки настроек виртуальной машины по умолчанию, которые подходят для новичков, и расширенные опции настройки для опытных пользователей. Помимо исчерпывающего руководства по использованию продукта программа выводит на экран удобные подсказки по всему интерфейсу.

Программа позволяет пользователям сохранять состояния операционной системы в виде «слепков» и возвращаться к ним позже (подобно тому, как работают с журналом Буфера обмена или песочницы), делать захват кадров и сохранять в виде файлов изображений, записывать кадры в файлы видео, а также клонировать виртуальные машины или выполнять их сброс до значений по умолчанию (т. е. переустанавливать ОС).

Пару раз во время нашей оценки программа терпела крах, когда мы пытались открыть виртуальные машины.

Функция перетаскивания часто не работала, пытаетесь ли вы скопировать что-то из хоста в гостевую машину или наоборот. То же справедливо и в отношении общего буферу обмена, когда дело касается файлов (копирование или вставка текста и картинок работает нормально).

Если учесть, что VirtualBox программа бесплатная, она на сегодняшний день является одной из самых надежных приложений виртуализации, позволяющей пользователям запускать одну или несколько виртуальных машин в удобной среде, при этом давая им возможность настраивать каждый параметр в отдельности.

Перевод на русский язык: Александр Рябов

Плюсы и минусы Oracle VM VirtualBox 4

В области виртуализации для платформы x86 сложилась довольно странная ситуация. Популярные серверные решения, основанные на гипервизорах как первого (VMware ESX, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer), так и второго (VMware Server, Microsoft Virtual Server) типов, давно стали бесплатными в базовых комплектациях, хотя именно они представляют наибольшую коммерческую ценность. При этом ряд известных продуктов уровня рабочих станций (VMware Workstation, Parallels Desktop), т. е. ориентированных по сути не на деловую среду, а на конечных пользователей, все еще стоит вполне ощутимых денег. Впрочем, в последнем случае все же имеются исключения — Windows Virtual PC и виновник сегодняшнего обзора Oracle VM VirtualBox. И если первый из этих продуктов наибольший интерес представляет в контексте использования бесплатного Windows XP Mode и в последнее время, судя по всему, развивается Microsoft по остаточному принципу, то второй — технологически довольно интересен и пытается поспевать за лидерами. Но прежде чем познакомиться с ним поближе, все же необходимо разобраться с позиционированием всего данного класса продуктов.

Общая характеристика

Системы виртуализации для рабочих станций предполагают в основном персональное применение, обычно прямо на рабочем ПК. Типичные примеры — виртуальные машины (ВМ) для тестовых целей, для исполнения устаревшего несовместимого или специфического (к примеру, для другой ОС) приложения, для разработки и отладки ПО. В подобных случаях решения, основанные на гипервизорах первого типа, не только избыточны, но и совершенно неудобны в силу своей архитектуры. VMware Server или Microsoft Virtual Server, работающие внутри ОС хоста, на первый взгляд кажутся более подходящими. Однако они не только сложны в освоении, но и имеют ряд проблем в области usability гостевых ОС. Таково следствие серверной ориентации, недвусмысленно обозначенной даже в их названиях, — ведь серверы, скажем, не предполагают подключения широкого спектра периферии, соответственно, исключение ее поддержки не только упрощает создание и сопровождение ПО, но и делает его более надежным. Этот факт, кстати, иногда сильно усложняет применение серверных систем виртуализации и по самому прямому назначению — к примеру, при использовании приложений, защищаемых USB-ключами, приходится прибегать к различным ухищрениям вроде USB-over-Network.

Впрочем, Oracle VM VirtualBox и в данном контексте стоит особняком, так как сочетает в себе особенности решений и для серверов, и для рабочих станций. К первым можно отнести технологии «баллонного» динамического перераспределения и дедупликации оперативной памяти ВМ на 64-битных хостах, поддержку iSCSI, некую разновидность «живой» миграции (телепортации, в терминологии Oracle VM VirtualBox), режим работы без GUI («безголовый») и эффективный метод удаленного доступа к ВМ через общий RDP-сервер (VRDP, VirtualBox Remote Display Protocol). Ко вторым — качественную поддержку USB-оборудования, в том числе USB 2.0, а также 2D- и 3D-ускорение в виртуальных машинах за счет ресурсов графического адаптера хоста.

Актуальная на текущий момент версия Oracle VM VirtualBox 4.x — первый крупный релиз, выпущенный под эгидой Oracle с момента приобретения ею Sun Microsystems. Нельзя сказать, что в нем произошли какие-то кардинальные изменения, касающиеся базовой функциональности, хотя среди прочего был расширен список доступного виртуального оборудования, улучшены управление вычислительными ресурсами и поддержка формата OVF и операций с виртуальными жесткими дисками. Главное же в этом релизе — переработка графического интерфейса и изменение внутренней архитектуры программы с тем, чтобы вынести «закрытые» блоки функциональности в подключаемые модули, так называемые Extension Packs, вместо того чтобы создавать ради них отдельные редакции, как это было прежде. Соответственно, упомянутые выше поддержка USB 2.0 и VRDP реализованы Oracle именно в таком модуле, распространяемом по специальной лицензии VirtualBox Personal Use and Evaluation License. Вполне возможно, что какие-то дополнения предложат и сторонние разработчики.

Также обращает на себя внимание, что с момента выпуска версии Oracle VM VirtualBox 4.0 уже появились два официальных обновления — 4.0.2 и 4.0.4. С одной стороны, это вроде бы является признаком небезразличия Oracle к данному проекту, но с другой, свидетельствует и об определенной «сырости» ПО. Действительно, Oracle VM VirtualBox отличается некоторой нестабильностью и многочисленными нюансами, часть из которых, впрочем, честно отмечена в документации. В значительной степени это является следствием сложности ПО, тем более что разработчики стараются максимально учесть возможные ситуации и обеспечить самую широкую поддержку операционных систем (как хоста, так и гостевых). Так, Oracle VM VirtualBox может обеспечивать виртуализацию в чисто программном режиме или задействовав аппаратную поддержку в современных процессорах (для решения некоторых задач она необходима), применяет дизассемблирование кода гостевых ОС и ряд других изощренных технических приемов, комбинируя их по мере надобности. Поэтому надо иметь в виду, что применению Oracle VM VirtualBox с более-менее серьезными целями должен, безусловно, предшествовать этап тщательного тестирования.

Тем не менее разработчики Oracle VM VirtualBox постарались максимально оградить своих пользователей от возможных проблем и необходимости разбираться с техническими подробностями. В большинстве случаев достаточно соглашаться с предложенными по умолчанию настройками, регулируя лишь самые необходимые и очевидные из них, скажем, объем оперативной памяти. При этом программа в определенной степени будет контролировать корректность выбранных параметров и при необходимости вносить поправки или выдавать соответствующие предупреждения. Не случайно также все наиболее тонкие настройки и действия могут быть выполнены исключительно из командной строки, что, конечно, требует от пользователя определенного понимания происходящего.

Использование

Развертывание Oracle VM VirtualBox в Windows (на примере Windows 7) проходит достаточно быстро и просто, пользователь может несколько скорректировать состав установки, в чем, впрочем, совершенно нет необходимости — на самом деле, все предлагаемые компоненты могут действительно пригодиться в процессе эксплуатации, за исключением разве что поддержки Python (необходимой для управления ПО посредством скриптов). При этом инсталлируются несколько системных драйверов, о чем операционная система выдаст соответствующие предупреждения. Перезагрузки не потребуется. Сразу же имеет смысл установить стандартный Extension Pack — даже если вам не нужны средства удаленного управления (по умолчанию они остаются отключенными), расширенная поддержка USB наверняка не будет лишней. Процедура развертывания Oracle VM VirtualBox в других операционных системах может иметь свои особенности и требовать дополнительных действий, к примеру, проверку наличия необходимых пакетов в случае Linux.

Следующий этап — создание собственно виртуальных машин. Здесь удобно то, что пользователь может выбрать один из предопределенных шаблонов гостевых ОС, — соответственно программа автоматически настроит большинство параметров, прежде всего, подберет максимально совместимое виртуальное оборудование. Однако каждый из параметров можно регулировать и вручную, но при этом полезно сверяться с документацией. Скажем, в моем случае добавление второго виртуального процессора в целом, скорее, ухудшало производительность, причем и ВМ, и хоста — достаточно ожидаемый результат, с учетом использования древнего Pentium D.

Также в большинстве случаев имеет смысл согласиться и с выбором по умолчанию виртуального дискового контроллера. Для современных гостевых ОС обычно предлагается IDE для привода оптических дисков и SATA в режиме AHCI для жестких дисков. По утверждению самих разработчиков, использование SCSI или SAS выигрыша в производительности не дает, так что эти варианты пригодятся разве что в каких-то специальных ситуациях. Аналогично вполне разумным выбором представляется динамически расширяемый виртуальный диск, указание фиксированного размера обычно дает незначительный выигрыш в производительности, но сразу отнимает дисковое пространство хоста. Естественно, необходимо предоставить достаточно пространства для роста файлов-образов и контролировать их фрагментацию. Oracle VM VirtualBox также допускает использование iSCSI-таргетов или локальных физических жестких дисков/разделов. Выгоды от последнего варианта не вполне очевидны, так как его выбор исключает механизмы кэширования ОС хоста, влияние чего на общую производительность трудно предсказуемо.

Более серьезно на данном этапе стоит задуматься разве что о настройке сетевого интерфейса. В частности, интересным вариантом представляется выбор паравиртуализационного сетевого адаптера virtio-net из проекта KVM (драйверы имеются и для Windows), который не имитирует реальное оборудование, а представляет собой достаточно простой интерфейс непосредственно к управляющему гипервизору. Традиционно паравиртуализационный подход сулит рост быстродействия, так что и в данном случае можно ожидать повышения скорости сетевого взаимодействия. Кроме того, нужно обратить внимание на метод организации виртуальной сети. Предлагаемый по умолчанию NAT не позволит использовать ВМ в локальной сети и имеет ряд других ограничений, избавиться от которых поможет Сетевой мост. При отсутствии необходимости выхода ВМ во внешнюю сеть можно также выбрать Внутреннюю сеть (коммуникации будут возможны только между ВМ) или Виртуальную сеть в рамках хоста.

После настройки параметров ВМ достаточно запустить установку гостевой ОС, к примеру, подключив привод физического компьютера или ISO-образ с дистрибутивом. По сути процедура ничем не отличается от установки на физический компьютер и занимает, в общем, соизмеримое время.

Графика

Практически единственной особенностью настройки гостевых ОС является установка так называемых Дополнений гостевой ОС, рекомендуемая в любых сколько-нибудь серьезных применениях. Это обеспечит «сквозное» использование указание мыши на хосте и в ВМ, синхронизацию времени, поддержку разделяемых папок (синтаксис доступа: \VBOXSVR) и буфера обмена, а также ряд других полезных возможностей, среди которых стоит особо выделить улучшенную поддержку графики. Благодаря специальным драйверам Oracle VM VirtualBox реализует в гостевых машинах 2D- (только для Windows) и 3D-ускорение. В последнем случае речь идет об OpenGL для Windows, Linux, Solaris и DirectX 8/9 (экспериментальная функция) для Windows, начиная с версии 2000. Причем 3D-драйверы для Windows корректно устанавливаются только в Safe Mode и по специальному указанию пользователя. К сожалению, о поддержке Aero говорить не приходится, ввиду несоответствия нынешнего драйвера нужным спецификациям. По этой же причине, видимо, зависает процедура вычисления индекса производительности Windows 7. Тем не менее, большинство не слишком требовательных приложений благополучно запускаются и работают, хотя подобрать тест производительности оказалось не так-то просто, поскольку многие их них проверяют наличие известных им драйверов. Понятно, что обеспечить в ВМ производительность, аналогичную физической машине, практически невозможно, впрочем, и в равные условия их поставить непросто. Получить общее представление в части OpenGL поможет следующая таблица, данные по DirectX приводить нет смысла, так в среднем в ВМ результаты получаются на порядок ниже, чем на физической машине, что по сути исключает возможность разумного применения.

Табл. Результаты тестов производительности FurMark (1024×768)

Как видно, производительность виртуальной графики масштабируется не линейно, хотя мощная модель видеоадаптера хоста способна обеспечить приемлемый уровень производительности, которого хватит, скажем, для несложных игр или тестирования ПО.

Реализация удаленного доступа в Oracle VM VirtualBox заслуживает особого внимания. Он обеспечивается RDP-сервером на уровне самого гипервизора, т. е. поддержка RDP внутри гостевых ОС (любого типа!) вообще не нужна. Достаточно лишь для каждой управляемой ВМ включить VRDP и указать отдельный порт в настройках дисплея. При использовании же «безголового» управляющего интерфейса VBoxHeadless поддержка VRDP активируется автоматически, а все необходимые дополнительные действия можно выполнять из командной строки с помощью VBoxManage. При этом в VRDP обеспечивается несколько способов аутентификации, шифрование, удаленное подключение USB-устройств, многопользовательский доступ, а при использовании RDP-клиента из Windows 7 даже перенаправление видео. Причем последняя функция также реализована на уровне VRDP-сервера, т. е. не требует поддержки от гостевых ОС и основана на автоматическом выявлении часто обновляющейся прямоугольной области рабочего стола (впрочем, эффективность такого подхода еще нужно оценить). Поскольку VirtualBox RDP обратно совместим с Microsoft RDP, для удаленной работы могут использоваться обычные RDP-клиенты, однако надо иметь в виду, что стандартная графическая программа в Windows не позволяет указывать номер порта сервера, но это возможно сделать из командной строки, примерно таким образом:
mstsc /v:1.2.3.4:5678

Заключение

Итак, Oracle VM VirtualBox, безусловно, имеет свои слабые и сильные стороны. Однако уникальное положение этого ПО на современном рынке средств виртуализации делает его оправданным выбором во многих случаях. Тем более, что проект продолжает развиваться, Oracle явно не собирается его сворачивать, а открытый подход традиционно привлекает заинтересованных сторонних разработчиков. В качестве полезного примера деятельности последних можно привести phpVirtualBox — еще один способ удаленного доступа к Oracle VM VirtualBox, на этот раз через веб-сервер.