Что такое виртуальная машина для windows

Обновлено: 03.07.2024

Это специальное ПО для запуска операционной системы внутри операционной системы. Вторая ОС устанавливается на ПК, но работает в нём как обычная программа. Компьютер в компьютере, если хотите.

Здорово, но зачем?

Для самых разных целей. Чаще всего виртуальные машины используют для запуска программ, не поддерживающихся основной ОС. Реже они служат для тестирования ПО и самих операционных систем, подключения несовместимого оборудования, а также безопасного запуска подозрительных приложений.

Среди обычных пользователей самый распространённый сценарий — это применение Windows-программ на Mac и Linux.

И как всё это работает?

Для пользователя всё просто. Виртуальная машина работает в отдельном окне как обычное приложение: можно свернуть или, наоборот, развернуть на весь экран. На самом же деле виртуальный компьютер имеет свой процессор, память, диск, сетевой адаптер и другое оборудование. Всё это эмулируется силами реального ПК, который делится своими ресурсами с виртуальным.

Гостевая ОС считает несуществующее железо реальным. Оно отображается в свойствах системы, а установленные приложения взаимодействуют с ним как с настоящим. При этом сама виртуальная машина полностью изолирована от реального компьютера, хотя и может иметь доступ к его диску и периферийным устройствам.

Постойте. Получается, нужен очень мощный компьютер?

Не обязательно. Всё зависит от того, что вы собираетесь запускать в виртуальной ОС. Подойдёт любой компьютер, даже десятилетней давности. Важно помнить, что он будет делиться своими ресурсами с гостевой операционной системой, а значит, их должно хватать на двоих.

Например, если вы собираетесь установить на ПК с Windows 10 гостевую ОС Ubuntu 18.04, то понадобится как минимум 4 ГБ оперативной памяти, двухъядерный процессор, совместимый видеоадаптер и свободное место на диске. Для сложных задач вроде игр или использования профессионального ПО должен быть приличный запас производительности, чтобы обе системы быстро работали.

Хорошо, а какие виртуальные машины есть?

Их очень много, причём как бесплатных, так и коммерческих. Если не брать в расчёт узкоспециализированные системы, которые разработчики используют для тестирования, наиболее популярны три программы.

— полностью бесплатный инструмент от Oracle с поддержкой многих гостевых ОС, которые можно запустить на Windows, macOS и Linux. — продвинутые виртуальные машины для всех платформ. Позволяют запускать любые ОС и поддерживают расширенную эмуляцию 3D-графики. Есть бесплатные версии для личного использования и коммерческие — для корпоративного. — лучшее коммерческое решение для виртуализации на Mac. Обеспечивает высокую производительность и тесную интеграцию гостевой операционной системы с фирменными функциями macOS.

С чего начать и как это всё настраивается?

Первым делом на компьютере создаётся одна из виртуальных машин. Затем уже на неё устанавливается нужная операционная система. Далее в гостевую ОС инсталлируются необходимые программы, после чего ими можно пользоваться.

Как создать виртуальную машину?

Всё предельно просто. Воспользуемся для примера бесплатной машиной VirtualBox. В других программах процесс может немного отличаться, но в целом настройка практически идентична.

Скачайте утилиту по ссылке, выбрав версию для своей ОС.
Откройте инсталляционный файл и с помощью подсказок мастера установите VirtualBox.
Запустите программу и нажмите кнопку «Создать».
Задайте имя виртуальной машины, а также тип и версию ОС, которую планируете установить. Позже эти параметры можно сменить.
Укажите, сколько оперативной памяти выделить. Оставьте объём по умолчанию или задайте другой в пределах рекомендуемого.
Нажмите «Создать новый виртуальный диск» и укажите его формат. Если не собираетесь использовать этот диск с другим ПО для виртуализации, вам нужен тип VDI.
Далее выберите «Фиксированный виртуальный жёсткий диск» — он работает быстрее динамического и занимает строго отведённое место.
Задайте имя диска и укажите его объём. Для 64-битной Windows 10 нужно минимум 32 ГБ плюс дополнительное место для установки необходимых программ.
Готово!

После создания диска виртуальная машина появится в списке доступных. Её можно запустить. Больше ничего сделать не получится, поскольку на ней нет операционной системы.

И как установить ОС на виртуальный компьютер?

Как и на обычный. Понадобится образ системы или установочная флешка. В остальном процедура полностью аналогична. Для примера установим Windows 10.

Как теперь всем этим пользоваться?

Почти так же, как и обычным ПК. Запускается виртуальная машина с помощью одноимённой кнопки, а отключается или перезагружается через системное меню завершения работы или просто закрытием окна. Все настройки и функции ОС работают так же, как и на реальном компьютере.

Окей. А как установить приложение?

А флешку подключить можно?

Да, конечно. Только придётся сначала отмонтировать её из основной системы, поскольку одновременное использование накопителей невозможно. Делается это так.

Подключите флешку к компьютеру.
Зайдите в Finder или «Проводник» и отмонтируйте накопитель.
Перейдите в виртуальную машину и нажмите иконку USB на нижней панели.
Выберите нужное устройство из списка.
Накопитель сразу же появится в системе. Можно работать.

Как передать файл из основной ОС?

Через функцию общих папок, которая позволяет расшарить любые папки из основной ОС в гостевую и избавит от возни с флешками. Вот как её включить:

Выясняем, что представляют собой виртуальные машины, как ими пользоваться и зачем они вообще нужны.

Что такое виртуальная машина?

Виртуальная машина (ВМ, VM) – это виртуальная среда, работающая как настоящий компьютер, но внутри другого компьютера. Если выражаться проще, то это приложение, которое имитирует компьютер с полноценной операционной системой и аппаратным обеспечением.

Она запускается на изолированном разделе жесткого диска, установленного в компьютере-хосте (так называют системы, в рамках которых запускают ВМ). Благодаря виртуальным машинам пользователи могут тестировать программное обеспечение в различных окружениях (системах, конфигурациях и т.п.) на своем ПК без необходимости запускать и настраивать отдельное устройство.

Как работают виртуальные машины?

Определение виртуальной машины дает базовое понимание того, как все устроено, но мы пойдем чуть дальше. Запуск VM возможен благодаря технологии виртуализации. Она позволяет использовать существующее «железо» для создания его виртуальных копий. Виртуализация имитирует аппаратное обеспечение в цифровом виде для запуска нескольких полноценных операционных систем на одном компьютере поочередно или одновременно. Физическое «железо» в этом случае называется хостом, а виртуальное – гостевой ОС.

Весь процесс управляется приложением, которое называют гипервизором. Гипервизор отвечает за распределение физических ресурсов между виртуальными системами, выделении определенного количества оперативной памяти или пространства на жестком диске. Также он контролирует все процессы, запущенные в гостевых ОС, чтобы не произошло избыточной нагрузки и сбоев в работе систем из-за нехватки ресурсов.

Типы виртуальных машин

По типу ВМ делятся на виртуализацию процесса и виртуализацию ОС. В первом случае виртуальная машина отвечает только за работу конкретного приложения/процесса. По такому принципу работает язык программирования Java. Утилиты, написанные на нем, запускаются только в специальных виртуальных машинах – «прослойках» между аппаратной частью ПК и непосредственно приложением. Во втором случае речь идет об эмуляции полноценной системы.

Также ВМ иногда делят на категории по типу виртуализации:

Аппаратная виртуализация. Когда ВМ взаимодействует с физическим оборудованием ПК.

Программная. Когда виртуальная машина генерирует «новый ПК» на уровне ПО и использует его для запуска других систем.

Также есть виртуализация накопителей (когда несколько физических хранилищ данных объединяются в одно) и сети (когда несколько физически разных сетей формируют одну виртуальную).

Зачем нужны ВМ?

Виртуальные машины используются в бизнес-среде. Разработка большого количества сервисов сейчас не обходится без ВМ или контейнеров. Разработчики используют их, чтобы гарантировать легкую расширяемость продукта и высокую производительность независимо от количества пользователей.

Некоторые разработчики используют ВМ в утилитарных целях, чтобы проверять работоспособность своих проектов. А кто-то таким образом знакомится с новыми для себя операционными системами. Впрочем, обо всем подробнее.

Тестирование ПО

Благодаря виртуальным машинам, можно тестировать написанный код в различных операционных системах и графических средах, не используя для этого отдельные компьютеры.

Можно запустить на одном ПК несколько ВМ параллельно и запускать в них разрабатываемое приложение. С помощью виртуальных машин можно создать несколько «цифровых компьютеров» с различными характеристиками, чтобы узнать, как ваша программа/сервис будет работать на более слабых устройствах.

Разработка в безопасной среде

Иногда вести разработку на хостовой операционной системе небезопасно. Из-за прямого подключения к корпоративной сети, из-за активности других приложений либо из-за непредсказуемого поведения написанного кода.

Поэтому можно быстро и дешево (или даже бесплатно) организовать безопасную рабочую среду, где можно тестировать любой код, не переживая, что он как-то навредит основной системе или к нему кто-то получит доступ извне.

Виртуальную машину можно лишить доступа к некоторым компонентам ПК или к сети.

Знакомство и работа с новыми ОС

Используя ВМ, можно из праздного интереса установить на ПК какой-нибудь дистрибутив Linux или другую ОС. Неплохой вариант для тех, кто ничем кроме Windows не пользовался и хочет узнать, как там поживают пользователи Linux.

Еще один распространенный сценарий – установка Windows параллельно с macOS в качестве виртуальной машины, чтобы пользоваться эксклюзивными для системы Microsoft продуктами.

Развертывание дополнительных инстансов приложения

Виртуальные машины можно использовать для параллельного запуска нескольких инстансов (то есть действующих копий) одной программы. Это может быть полезно как на этапах тестирования, так и после запуска какого-либо онлайн-сервиса. По такому принципу (если говорить совсем уж обобщенно и абстрактно) работают контейнеры Docker.

Размещение ПО на удаленных серверах

Технологии виртуализации используются на хостинговых платформах. Например, VDS (или VPS) – это Virtual Dedicated Server, то есть виртуальный сервер, имитирующий реальное железо.

На одном физическом сервере несколько VDS запускаются параллельно и работают как отдельные компьютеры для вебмастеров, заплативших за услуги хостинг-провайдера.

Преимущества ВМ

Исходя из описанных выше сценариев применения, можно вывести три основных преимущества виртуальных машин над реальным аппаратным обеспечением:

ВМ можно установить на любой компьютер. ВМ поддерживают любые ОС, поэтому можно сэкономить окружающее пространство, деньги на покупку дополнительного оборудования и время на установку и настройку компьютеров.

На виртуальные машины можно устанавливать устаревшие операционные системы, поддерживающие разного рода архаичное программное обеспечение. Не придется содержать устаревшие компьютеры для их запуска и использования.

ВМ легче перезапустить/перенастроить и заново вернуть к работе в случае форс-мажора.

Недостатки ВМ

Из минусов виртуальных машин обычно выделяют два наиболее значимых. Во-первых, стабильность. Большое количество виртуальных машин, запущенных на одном устройстве, могут привести к снижению стабильности и скорости работы основной операционной системы. Хост-компьютер должен соответствовать высоким системным требованиям, что может дорого стоить и ограничивать пользователей в выборе форм-фактора устройства.

Во-вторых, производительность. Даже на мощных ПК виртуальные машины работают ощутимо медленнее, чем хост-система. Нет полноценного контакта ПО с аппаратным обеспечением. Поэтому заставить работать приложения в ВМ так же быстро, как на стандартной ОС, не получится.

Сравнение контейнеров с виртуальными машинами

Принципиальное отличие контейнеров от ВМ заключается в масштабе. Виртуальные машины имитируют полноценный ПК. В них устанавливается система для решения задач пользователя. Контейнеры созданы для изолированного запуска единичных приложений и зависимых компонентов, необходимых для запуска и работы этого приложения.

Контейнеры легче как в плане физического размера, так и в плане скорости освоения. Настроить контейнеры для решения задач бизнеса проще, а возможность взаимодействовать напрямую с ядром системы позволяет загружать изолированные программы быстрее.

Виртуальные же машины куда функциональнее и позволяют запускать в отдельном программном окружении большое количество систем, программ и т.п.

Лучшие программы для создания и настройки ВМ

Чтобы начать работу с виртуальными машинами, нужна специальная программа. Это инструмент, задействующий системные технологии виртуализации, чтобы использовать аппаратное обеспечение хост-системы для запуска дополнительных ОС в изолированном программном пространстве.

Их довольно много, но мы рассмотрим лишь несколько ключевых, использующихся чаще всего.

VirtualBox

Бесплатный продукт компании Oracle, позволяющий создавать ВМ на Windows, macOS и Linux. VirtualBox не обладает высокой производительностью и функционально отстает от конкурентов, но это та цена, которую необходимо заплатить за безвозмездное использование программы.

Ограничений по выбору ОС для запуска в VirtualBox почти нет. Можно найти образ практически любой операционной системы и спокойной установить ее в ВМ. Это касается даже проприетарных разработок компании Apple (но не всех; некоторые современные версии macOS все еще не поддерживаются).

В VirtualBox можно тонко настроить выделенные на ВМ ресурсы и выдать разрешение на использование гостевой системой тех или иных аппаратных составляющих.

VMWare Workstation

Продвинутое решение для профессионалов, нуждающихся в удобном и эффективном рабочем пространстве для виртуализации.

Из важных преимуществ VMWare Workstation стоит выделить поддержку Windows Hyper-V и кластеров Kubernetes. Первое позитивно сказывается на совместимости различных видов оборудования с системами, установленными в ВМ. Второе – позволяет создавать контейнеры и управлять ими из командной строки Windows и Linux.

Стандартная версия VMWare Workstation обойдется примерно в 15 тысяч рублей. Есть бесплатный тестовый период. Можно опробовать все функции утилиты в течение 30 дней.

Parallels Desktop

Лучшая утилита для создания и настройки ВМ на компьютерах Apple. Parallels Desktop – самый быстрый и эффективный способ запустить Windows или отдельные приложения для Windows в macOS.

Из важных плюсов PD стоит выделить тесную интеграцию с компонентами Windows. Можно запускать отдельные win-приложения в графической среде macOS, будто это нативные программы, а не утилиты из виртуальной машины.

В Parallels Desktop есть функция автоматической загрузки, установки и настройки ВМ. Нужно просто указать нужную ОС (на выбор есть Windows, Debian, Fedora, Ubuntu, Android и т.п.) и нажать на кнопку «Установить».

Базовая лицензия Parallels Desktop стоит 4788 рублей.

Microsoft Hyper-V

Microsoft Hyper-V – это встроенная в Windows технология виртуализации, объединенная с одноименным приложением для создания новых ВМ и работы с ними.

Для активации Hyper-V нужно установить последнюю версию Windows 10 Pro, а затем прописать в консоли Power Shell команду для активации технологии виртуализации.

Здесь, как и в случае с Parallels, есть функция быстрого создания виртуальных машин. Можно выбрать одну из предложенных систем (Windows, Ubuntu) или установить систему на выбор, загрузив подходящий образ из сети.

Плюсы Hyper-V кроются в тесной интеграции оного с другими компонентами Windows и аппаратным обеспечением компьютера. Это положительно сказывается на стабильности и производительности виртуальных машин.

Кроссплатформенный и быстрый эмулятор для запуска виртуальных машин. С помощью QEMU можно запускать Windows параллельно с Ubuntu или Fedora параллельно с macOS.

Также QEMU можно задействовать для виртуализации на серверных ПК. Поддерживается KVM-виртуализация для развертывания на удаленном компьютере сразу нескольких VDS.

Главное преимущество QEMU – высокая производительность. Разработчики обещают скорость работы гостевых ОС на уровне хост-систем.

Как настроить виртуальную машину?

Процесс настройки зависит от выбранного инструмента для создания ВМ. Почти всегда процесс упирается в выбор образа гостевой системы и установку параметров аппаратного обеспечения. Многие инструменты предлагают опции для быстрого запуска ВМ. Такие есть в VMWare Workstation, Parallels и Hyper-V.

Немного сложнее устроена программа QEMU. О том, как ее настроить, мы писали ранее.

Самый простой способ:

Заходим на сайт Oracle.

Скачиваем и устанавливаем VirtualBox.

Загружаем образ системы, которую нужно установить в ВМ (в формате ISO).

Запускаем VirtualBox и нажимаем кнопку «Создать новую…».

Указываем путь до ISO-файла с системой и жмем «Установить…».

Теперь с виртуальной системой можно работать, как с настоящей.

Вместо заключения

На этом все. Теперь вы знаете, что такое виртуальная машина и какие задачи она помогает решить. Но что еще важнее, теперь вы можете сами создать ВМ!

Виртуальная машина, это такой компьютер внутри компьютера. Если быть точнее, то это программа, которая умеет прикидываться компьютером. А раз так, то на неё можно "установить" операционную систему. Например, Windows 7 или Windows 10. То есть получить ещё один, два, три компьютера внутри основного. Чтобы установить, разумеется понадобится дистрибутив Windows и ключ активации.

Зачем это может быть нужно?

можно запускать Windows в среде Mas OS;
можно запускать другой Windows на своём компьютере с Windows и экспериментировать с программами;
можно запускать серверные операционные системы, для экспериментов или обучения;
можно не бояться вирусов, потому что заразится только виртуальный компьютер, его в случае чего можно просто "удалить";
можно перенести виртуальную машину на другой компьютер и запускать там;
можно записывать учебные видео, не устанавливая в свой основной компьютер программы, о которых записываются видео;
можно вернуть виртуальную машину в начальное состояние, одним щелчком мыши;

Это всего лишь некоторые задачи, которые решает виртуальная машина установленная на вашем ПК. И это мы не берём серверные виртуалки, так называемые VDI (Virtual Desktop Infrastructure) - давно известные решения для компаний разного размера. При использовании таких виртуальных рабочих столов, можно стандартизировать рабочее место, уменьшить мощность клиентского компьютера (поставить "тонкий клиент") и сократить затраты на поддержку.

Кстати, большинство серверов, к которым вы подключаетесь на работе или дома - тоже виртуальные :)

Расскажу о программах виртуальных машин, которые доступны либо бесплатно, либо за небольшие деньги.

Virtual Box

Это продукт компании Oracle. Бесплатный и очень простой. Ну, и довольно малофункциональный. Но для большинства случаев подойдёт. Есть версии и для Windows и для Mac OS.

Виртуальная машина (часто сокращается до ВМ) не отличается от физических компьютеров, например ноутбука, смартфона или сервера. Она имеет ЦП, память, диски для хранения файлов и при необходимости может подключаться к Интернету. Хотя компоненты вашего компьютера (аппаратная часть) материальны, виртуальные машины часто рассматриваются как виртуальные компьютеры или программно-определяемые компьютеры в физических серверах, существуя только в виде кода.

Доступ к возможностям виртуальных машин и облака с помощью бесплатной учетной записи Azure

Как работает виртуальная машина?

Для чего используются виртуальные машины?

Виртуальные машины могут использоваться для следующего:

Создание и развертывание приложений в облаке.
Тестирование новых операционных систем, в том числе бета-версий.
Развертывание новой среды, чтобы упростить и ускорить выполнение сценариев разработки и тестирования для разработчиков.
Резервное копирование существующей ОС.
Доступ к зараженным вирусом данным или выполнение старого приложения путем установки старой версии ОС.
Запуск программного обеспечения или приложений в операционных системах, для которых они изначально не предназначались.

Каковы преимущества использования виртуальных машин?

Хотя виртуальные машины работают как отдельные компьютеры с отдельными операционными системами и приложениями, их преимущество заключается в том, что они полностью независимы друг от друга и физического компьютера, на котором они размещены. Специальный программный компонент, который называется гипервизором или диспетчером виртуальных машин, позволяет одновременно запускать разные операционные системы на разных виртуальных машинах. Благодаря этому можно запускать виртуальные машины Linux, например, в ОС Windows или запускать более раннюю версию Windows на более поздней.

А поскольку виртуальные машины не зависят от друг друга, они чрезвычайно портативны. Вы можете практически мгновенно перемещать виртуальные машины в определенном гипервизоре в другой гипервизор на другом компьютере.

Такая гибкость и портативность виртуальных машин предоставляет множество преимуществ:

Экономия — благодаря запуску нескольких виртуальных сред из одной части инфраструктуры вы можете существенно сократить размер физической инфраструктуры. А это в итоге увеличивает прибыль, так как сокращается число эксплуатируемых серверов и расходы на обслуживание и электроэнергию.
Гибкость и скорость — запустить виртуальную машину легче, быстрее и намного проще, чем выполнять подготовку новой среды для разработчиков. Виртуализация значительно ускоряет выполнение сценариев разработки и тестирования.
Сокращенное время простоев — виртуальные машины очень портативны и легко перемещаются из одного гипервизора в другой на другом компьютере. Это означает, что они отлично подходят для резервного копирования на тот случай, если узел внезапно прекратит работу.
Масштабируемость — виртуальные машины позволяют упростить масштабирование приложений. Вам всего лишь нужно добавить дополнительные физические или виртуальные серверы для распределения рабочей нагрузки между несколькими виртуальными машинами. В результате это повышает доступность и производительность приложений.
Преимущества безопасности — так как виртуальные машины работают в нескольких операционных системах, использование гостевой операционной системы на виртуальной машине позволяет запускать приложения с недостаточным уровнем безопасности и защитить операционную систему узла. Кроме того, виртуальные машины обеспечивают более качественную криминалистическую экспертизу безопасности и часто используются для безопасного изучения компьютерных вирусов (изолируя вирусы и не допуская заражения основного компьютера).

Начало работы с виртуальными машинами

Узнайте больше об облачных вычислениях Azure и о том, как создавать и развертывать виртуальные машины, от технического специалиста Azure.

Читайте также: