Віртуальні машини і засоби їх створення
Наталія Єлманова
Як працюють віртуальні машини
Навіщо потрібні віртуальні машини
Microsoft Virtual PC 2004
Поняття «віртуальні машини» існує не один десяток років і прийшло до нас з епохи розквіту мейнфреймів. В ті часи віртуальні машини представляли собою окремі робочі простору, що відрізняються індивідуальними настройками, і дозволяли в тій чи іншій мірі персоналізувати робочі середовища численних користувачів, спільно експлуатують один і той же мейнфрейм.
ьогодні, в епоху персональних комп'ютерів і інших пристроїв індивідуального застосування, проблема персоналізації робочого простору вже не стоїть так гостро. Однак технологія віртуальних машин, що пережила друге народження в кінці 90-х років, застосовується сьогодні досить активно - останнім часом засоби створення віртуальних машин є одним з найчастіше використовуваних інструментів в лабораторіях і відділах тестування програмного забезпечення, в компаніях, що спеціалізуються на розробці програм, в дослідних відділах компаній-розробників, а також в навчальних центрах.
Як працюють віртуальні машини
ля функціонування сучасних віртуальних машин потрібно засіб управління віртуальними машинами, що є Windows-, Linux- або UNIX-додатком (власне, цим коштам і присвячений цей міні-огляд), що функціонує на реальному комп'ютері, званому хостом. Сама віртуальна машина являє собою образ файлової системи, що формується при установці будь-якої операційної системи (в загальному випадку відмінною від тієї, під управлінням якої функціонує засіб управління віртуальними машинами) і зберігається у вигляді файлу або розташований в виділеному розділі жорсткого диска. За допомогою засобу керування віртуальними машинами можна завантажити в виділене адресний простір образ операційної системи віртуальної машини (така операційна система носить назву Guest Operation System - гостьова операційна система, на відміну від вихідної операційної системи, що носить назву Host Operation System - операційна система хоста). Після цього операційна система віртуальної машини буде здатна взаємодіяти з апаратним забезпеченням комп'ютера (наприклад, з графічним адаптером, звуковою картою, клавіатурою, мишею, мережевими адаптерами). Таким способом можна, наприклад, при працюючій операційній системі Wnidows XP завантажити операційну систему Linux в виділене для неї адресний простір і перемикатися між обома операційними системами, не займаючись перезавантаженням комп'ютера. Крім того, в ряді випадків можна використовувати буфер обміну для обміну даними між цими операційними системами або здійснювати мережну взаємодію між ними, як якщо б це були два різних комп'ютера. Можна одночасно завантажити і більше однієї віртуальної машини - аби для цього було достатньо оперативної пам'яті (її, природно, повинно бути багато, адже в оперативній пам'яті при завантаженні віртуальної машини виявляється ще одна операційна система).
Навіщо потрібні віртуальні машини
аиболее часто віртуальні машини застосовуються розробниками програмного забезпечення, що впливає на налаштування операційних систем, наприклад інсталяційних додатків. Оскільки будь-який тестовий запуск інсталяційного додатки може внести зміни в налаштування операційної системи (реєстр, файли конфігурації, змінні оточення, піктограми на робочому столі і т.д.), бажано, щоб ці зміни були легко оборотні. Тестування інсталяційного додатки на віртуальній машині замість реальної, як мінімум, не порушить працездатності реальної операційної системи, а віртуальну машину завжди можна відновити з резервної копії. Крім того, створити «чисту» версію операційної системи (тобто без встановлених додатків) для тестування подібних і інших додатків у вигляді віртуальної машини набагато простіше, ніж у вигляді реального комп'ютера.
Ще один типовий приклад застосування віртуальних машин - тестування додатків під управлінням різних операційних систем (наприклад, Windows 2000, Windows XP і Windows 98 різних мовних версій). Подібне тестування зазвичай проводиться при розробці коробкових продуктів і в проектах, які передбачають наявність у замовника парку діючих робочих станцій і серверів, придбаних в різні роки.
Крім зазначених випадків існує кілька трохи менш поширених прикладів застосування віртуальних машин: використання продукту, непрацездатного на наявної платформі (наприклад, написаного багато років тому DOS-додатки); тестування працездатності самих операційних систем або мережевих служб; документування продуктів, призначених для платформи, відмінною від тієї, що використовується для підготовки документації; демонстрація продуктів для різних платформ і їх взаємодії на одному комп'ютері; підготовка навчальних класів до занять шляхом копіювання на робочі станції віртуальних машин з налаштованим програмним забезпеченням; технічна підтримка багатоплатформених продуктів.
Розглянувши, чим є сучасна технологія віртуальних машин і де вона застосовується, перейдемо до розповіді про найбільш поширених засобах управління ними. Сьогодні на ринку зазначеної категорії засобів лідирують дві компанії: Microsoft (після набуття нею компанії Connectix) і VMware, Inc.
Microsoft Virtual PC 2004
редство управління віртуальними машинами Microsoft Virtual PC засновано на технологіях, розроблених компанією Connectix. Один з перших продуктів Connectix був призначений для виконання Windows-додатків на комп'ютерах під управлінням Mac OS, а Windows-версія цього продукту з'явилася в 2001 році. Компанія Connectix була придбана корпорацією Microsoft в 2003 році, і незабаром після цього була випущена версія Virtual PC 2004.
Microsoft Virtual PC призначений головним чином для роботи з різними версіями Windows. Сам продукт виконується під управлінням Windows XP Professional, Windows 2000 Professional або Windows XP Tablet PC Edition, а операційні системи для віртуальних машин, повністю підтримувані даним продуктом, включають Windows 95, Windows 98, Windows Me, Windows NT 4.0 Workstation, Windows 2000 Professional, Windows XP, MS-DOS, OS / 2 Warp Version 4 Fix Pack 15, OS / 2 Warp Convenience Pack 1, OS / 2 Warp Convenience Pack 2 (рис. 1 і 2).
Мал. 1. Засіб управління віртуальними машин
Мал. 2. Тестування програми, що виконується під управлінням різних операційних систем, за допомогою Virtual PC
При необхідності Virtual PC дозволяє створювати віртуальні машини і з серверними версіями Windows, а також з деякими іншими операційними системами, такими як Red Hat Linux, Novell NetWare і ін.
Технічні вимоги для Microsoft Virtual PC невисокі: процесор AMD Athlon / Duron, Intel Celeron або Pentium II / III / 4 з тактовою частотою від 400 МГц, CD-ROM, монітор з роздільною здатністю 800Ѕ600. Однак самі по собі віртуальні машини можуть бути досить вимогливі до ресурсів - це залежить від операційних систем, які завантажуються в віртуальні машини (див. Таблицю). При цьому слід мати на увазі, що для визначення реальної потреби в оперативній і дискової пам'яті слід підсумувати вимоги, що пред'являються до них вихідної операційною системою і операційними системами всіх віртуальних машин, які передбачається запускати одночасно.
З технічних особливостей Microsoft Virtual PC слід зазначити різноманітні способи емуляції мережевого взаємодії, починаючи з її відсутності і закінчуючи інтеграцією в локальну мережу, в яку включений хост (емулюється до чотирьох віртуальних мережевих адаптерів), а також підтримка емуляції мережевого взаємодії з іншими віртуальними машинами як з окремими комп'ютерами і трансляції адрес NAT. Microsoft Virtual PC підтримує до 4 Гбайт оперативної пам'яті, обмін даними між віртуальними машинами і операційною системою хоста за допомогою буфера обміну і операцій drag-and-drop, синхронізацію часу. Як віртуальних жорстких дисків даний продукт дозволяє використовувати файли як фіксованого, так і плаваючого розміру, а також реальні жорсткі диски або їх розділи. Відзначимо, що при наявності на жорсткому диску декількох операційних систем, встановлених в різних розділах, Virtual PC дозволяє завантажити неактивну операційну систему в якості гостьової.
Мінімальні вимоги різних операційних систем для їх виконання під керуванням віртуальних машин
З інших особливостей роботи з дисками слід звернути увагу на засоби колективної роботи з одним і тим же чином жорсткого диска зі збереженням змін окремо для кожного користувача, а також на можливість скасування всіх змін, зроблених користувачем в даному сеансі роботи (остання функція особливо корисна при тестуванні інсталяційних додатків). Відзначимо також, що передбачено збереження стану віртуальної машини - в цьому випадку при її повторному старті операційна система виявиться вже завантаженої, а додатки - запущеними.
З параметрів, доступних для конфігурації, слід назвати частку процесорного часу, споживану віртуальною машиною, засоби мережевого доступу, конфігурацію дисководів, колірне дозвіл, правила захоплення миші при натисканні у вікні віртуальної машини, а також правила безпеки, що дозволяють заблокувати ті чи інші можливості маніпуляції віртуальними машинами для користувачів, які не мають адміністративних прав (рис. 3).
Мал. 3. Засоби конфігурації віртуальної машини
Ознайомчу версію Virtual PC 2004 і додаткову інформацію про цей продукт можна знайти за адресою http://www.microsoft.com/windowsxp/virtualpc/ .
У наступному номері ми розповімо про продукти компанії VMware - ще одного лідера ринку засобів управління віртуальними машинами.
КомпьютерПресс 8'2004