Лучшие бесплатные виртуальные машины для Windows 7, Linux и Mac OS X

Категория: Системные утилиты

– Автор: Игорь (Администратор)

Введение - Понятия и аспекты виртуальных машин для Windows 7, Linux и Mac OS X

Виртуализация позволяет инкапсулировать внутреннее устройство операционных систем или их частей внутри виртуальных аппаратного и программного обеспечения. Другими словами, создавать виртуальное пространство, которое будет реальным, с точки зрения операционной системы, запущенной в этом пространстве. Именно этим и занимаются виртуальные машины для Windows 7, Linux и Mac OS X. Виртуализация так же позволяет имитировать устройства, которых и вовсе нет на вашем компьютере. 

Примечание: В некотором смысле, виртуальные машины позволяют создавать компьютер внутри компьютера.

Существует два важных аспекта виртуализации машин: 

• взаимодействие между физическим хостом (компьютером) и виртуальным хостом
• взаимодействие между операционной системой, запущенной в виртуальном пространстве, и используемым оборудованием

Программное обеспечение для виртуализации, а именно виртуальные машины для Windows 7 (Linux, Mac OS X), как правило, представляет собой обычное приложение или службу операционной системы, которое позволяет создавать хосты. Хостом называется любая физическая машина (компьютер). Внутри программного обеспечения для виртуализации, операционная система выполняется в похожем или идентичном реальному хосте, называемым виртуальной машиной. Для удобства, операционную систему, выполняющуюся в виртуальной машине, называют гостевой.

Кроме того, существуют различные способы виртуализации, от которых зависит не только реализация приложений для создания виртуальных машин, но и предоставляемые возможности для гостевых систем. Есть обычная эмуляция, в рамках которой аппаратные и программные вызовы проходят через промежуточный слой. Так же существует пара-виртуализация, где часть действий внутри виртуальной машины происходит на реальном оборудовании, в то время как другая часть проходит через промежуточный слой. А так же существует виртуализация на уровне системы, когда каждая гостевая система загружается в специальном ядре, которое позволяет запускать только схожие версии операционной системы.

Некоторые из этих методов могут выполняться на лету, без значительных изменений на реальном хосте и его операционной системе. Другие требуют перезагрузки хоста в специальном экземпляре операционной системы, которая поддерживает виртуализацию. Другие же используют специальные хосты, которые поддерживают и предназначены для виртуализации на уровне аппаратных устройств. Последние так же известны, как методы виртуализации на чистом железе (хотя это не совсем правда, так как все же используется некоторое программное ядро).

Программное обеспечение для виртуализации, которое управляет созданием и функционированием виртуальных машин, а так же распределением и ограничением предоставляемых ресурсов, часто называют гипервизором. Некоторые приложения для виртуализации так же могут использовать специальные расширения процессоров для повешения производительности виртуальных машин. Наличие такого рода расширений называют аппаратной поддержкой виртуализации. Примерами этой поддержки являются технологии VT-X (Intel) и AMD-V (AMD). 

Что не является виртуализацией и виртуальной машиной? 

Некоторые люди любят называть программами виртуализации (виртуальными машинами) все, что создает уровень абстракции между операционной системой и некоторыми из запущенных процессов. Например, существует Sandboxie, которая позволяет изолировать браузеры от системы (см. утилиты для защиты браузера). Некоторые программы позволяют замораживать состояние системы так, что его нельзя изменить. Другие так же позволяют использовать так называемый теневой режим, в котором все программы выполняются нормально, однако любые изменения отменяются при перезагрузке компьютера.

Безусловно, все эти программы предоставляют различные преимущества, но они не считаются технологиями виртуализации и не представляют собой виртуальные машины, потому что они не имитируют системные вызовы, и они не позволяют запускать гостевые операционные системы поверх текущей системы. Такие программы только лишь создают дополнительные слои разделения, в основном для повышения уровня безопасности. Если продолжать тему безопасности, то... 

Почему стоит использовать виртуализацию и виртуальные машины?

Если безопасность для вас стоит на первом месте и это первое о чем вы задумываетесь в любых ситуациях, то виртуализация (использование виртуальных машин), безусловно, может помочь вам в этом. Но, не стоит считать, что виртуализация главным образом используется для обеспечения безопасности. Ее первоначальными целями являются: тестирование, сокращение затрат, гибкость, поддержка старых продуктов и образование. Повышение уровня безопасности это лишь приятный бонус, у которого есть и немало своих подводных камней.

Примечание: Виртуализация хоть и позволяет изолировать одну операционную систему от другой, все же существуют пути добраться из гостевой системы в основную.  

Что нужно для запуска технологии виртуализации и виртуальных машин?

Первое, что необходимо учитывать - это физический хост. В зависимости от типа программного обеспечения для виртуализации (виртуальных машин), может требоваться совершенно разное оборудование и различные операционные системы. Виртуализация не подразумевает какого-либо одного решения, которое будет выполняться везде, где потребуется. Виртуальные машины нужно подбирать под систему (Windows, Linux, Mac), так и под железо (аппаратное обеспечение). Кроме того, хост должен обладать необходимыми ресурсами системы.

Так если вы собираетесь запустить гостевые операционные системы поверх вашей системы, вам потребуются дополнительные ресурсы для их запуска, такие как процессор и оперативная память. Например, если на вашем компьютере имеется только 2 Гб оперативной памяти и вы хотите запустить гостевую систему на Windows 7, то вам придется сильно ограничить использование ресурсов на реальной системе, чтобы виртуальная машина смогла нормально функционировать. Конечно, если вы не пытаетесь запустить Windows XP с 256 Мб памяти. Тем не менее, если у вас есть 16 Гб оперативной памяти, то вы можете запустить далеко не одну гостевую систему, при этом не ощутив никакой нехватки ресурсов. 

Кроме того, скорость чтения/записи дисков, свободное дисковое пространство и процессор так же являются важными факторами. Например, запуск базы данных MySql на виртуальной машине с ноутбука со скоростью диска 5,400rpm будет, вероятно, не лучшей идеей. Так же не стоит планировать обработку мультимедийных данных, если у вашего процессора всего одно ядро.

Наличие достаточного количества ресурсов имеет важное значения для быстрой и эффективной виртуализации. 

И последнее, что необходимо учитывать, это выбор программного обеспечения. Даже если физически хост имеет много ресурсов и его устройства поддерживают различные аппаратные режимы, вам необходимо убедиться, что программное обеспечение сможет эффективно их использовать. Например, простые приложения бессмысленно устанавливать на серверные хосты с огромными ресурсами. Наличие 32 физических процессоров попросту не будет иметь никакого значения.

Программы создания виртуальных машин для Windows 7, Linux и Mac

Для каждой из рассмотренных программ для создания виртуальных машин будет приводится краткое описание основных трудностей в использовании и настройке, целевой аудитории, основных плюсов и минусов, а так же другие немаловажные детали.

Виртуальная машина для Windows 7 и Linux - VMware Player

VMware Player является кросс-платформенной программой создания виртуальных машин для Windows 7 и выше, а так же Linux систем. Программа запускается как обычное приложение внутри системы. Вы можете использовать его для создания виртуальных машин и установки гостевых операционных систем. Вы так же можете запускать другие виртуальные машины. Это, пожалуй, одна из самых простых программ виртуализации. И вы вряд ли найдете в ней специфические функции. 

Скачать VMware Player

Аудитория: начинающие и опытные пользователи.

Плюсы: Простая в установке и использовании.

Минусы: Ограниченная функциональность. Не поддерживает снапшоты и общий доступ к каталогам.

Виртуальная машина для Windows 7, Linux и Mac OS X - VirtualBox

VirtualBox представляет собой еще одну кросс-платформенную программу создания виртуальных машин для Windows 7 и выше, а так же Linux и Mac систем, в настоящее время принадлежащую Oracle. VirtualBox похожа на VMware Player, но имеет больше функций, в том числе более продвинутый сетевой стек, неограниченное количество снимков (снапшотов), некоторую поддержку OpenGL и DirectX, а так же много другое. Приложение просто устанавливается, и его так же просто использовать. Вы так же можете использовать командную строку для автоматического развертывания. VirtualBox так же поддерживает USB и общие каталоги. Кроме того, существует портативная версия VirtualBox. Тем не менее, есть и недостатки. Вы не можете делать скриншоты гостевых систем. Управление дисками несколько запутанное. 

Скачать VirtualBox

Аудитория: начинающие и опытные пользователи.

Плюсы: Проста в установке и использовании, много функций.

Минусы: Нет поддержки скриншотов, импорт существующих машин сложен, не интуитивно понятное управление дисками.

Гипервизор VMware ESXi для создания виртуальных машин

ESXi является гипервизором на чистом железе с обрезанной функциональностью, по сравнению с ESX. Приложению требуется хост и им можно управлять из консоли (по умолчанию консоль заблокирована, но вы можете включить ее вручную). Вы не сможете делать сриншоты или снимать видео с экрана ваших виртуальных машин. Перенос и клонирование гостевых систем осуществляется только вручную. Но, зато вы получается совместное использование памяти для повышения эффективности использовать оперативной памяти, мощный контроль и управления, и доступ к командной строке через SSH (когда разблокирована). Вы так же можете установить VMware Tools для повышения производительности виртуальных машин. Пара-виртуализация так же поддерживается ESXi.

Скачать VMware ESXi

Аудитория: продвинутые пользователи и профессионалы.

Плюсы: Мощная, расширенные возможности виртуальных машин.

Минусы: Необходим хост и много ресурсов. Не просто установить и запустить. 

Виртуальная машина для Unix/Linux - Kernel-based Virtual Machine (KVM)

KVM поддерживает виртуализацию только для UNIX-подобных операционных систем (Linux). Приложение можно запустить на любом оборудовании или в режиме эмуляции, однако без расширений процессора, производительность будет ужасной. KVM предназначен для использования по средствам консоли. Но, у него есть приличный интерфейс управления, который позволяет запускать и останавливать виртуальные машины, снимать скриншоты и многое другое. Интерфейс известен как Virtual Machine Manager (VMM) и так же используется для управления виртуальными машинами Xen (см. далее). Поддержка локального и удаленного управления. Существует известный конфликт с VirtualBox, но его можно решить относительно легко

Скачать Kernel-based Virtual Machine (KVM)

Аудитория: продвинутые пользователи и профессионалы.

Плюсы: Полный контроль и гибкость, очень высокая производительность, при соответствующих условиях.

Минусы: Только UNIX-подобные системы. Необходимы аппаратные расширения виртуализации для нормального выполнения. Акцент на командной строке. Не просто установить и запустить.

Виртуальная машина для Unix/Linux - Xen

Xen является еще одним приложением для виртуализации UNIX-подобных операционных систем (Linux). Она должна загружаться в своем экземпляре ядра. Акцент делается на командную строку. Но, можно так же использовать VMM. Официально, Xen была поддержана OpenSUSE в течении многих лет и недавно была добавлена в основную ветку релиза ядра. Xen может выполняться в режиме аппаратной поддержки или пара-виртуализации. Тем не менее, для пара-виртуализации Xen в высшей степени проблематична в вопросах установки и запуска. Кроме того, Xen имеет ограниченную поддержку cd-rom и сетевых устройств. Так же программа доступна как гипервизор виртуализации на чистом железе на Live CD. Существуют многочисленные сторонние расширения для управления Xen.

Скачать Xen Project

Аудитория: продвинутые пользователи и профессионалы.

Плюсы: Полный контроль и гибкость, очень хорошая производительность, встроенная поддержка ядра.

Минусы: Только UNIX-подобные системы. Режим пара-виртуализации глючит. Акцент на командной строке. Несколько утилит командной строки, которые могут ввести в заблуждение. Не просто установить и запустить. Необходимо загружать собственный экземпляр ядра.

Другие решения для создания виртуальных машин

Существует много других решений, которые не были здесь перечислены, такие как Parallels Virtuozzo, OpenVZ и VirtualBox на основе VMLite. Так же существует ряд переделанных решений, включая примеры скрещивания виртуализации и тонких клиентов. Linux так же имеет огромное количество собственных модификаций. И не стоит забывать об облачных технологиях со своими приложениями для виртуализации. 

Тем не менее, если вы начинающий пользователь, то не стоит гнаться за возможностями и красочными модификациями. В противном случае, попытка создать виртуальную машину для запуска пары тройки программ, может обернуться несколькими бессонными ночами.

Несколько слов о программах виртуализации

Данный обзор будет полезен не только начинающим пользователям, но и экспертам. Перечисленные продукты покрывают широкий спектр технологий виртуализации на всех уровнях. Все описанные решения являются бесплатными для личного использования. Выберите то, что вам хочется или нужно, исходя из имеющегося аппаратного обеспечения, требований к простоте настройки и запуска, а так же наличию необходимого набора функций. 

Как правило, большинство людей начинают познавать виртуализацию с VMware Player или VirtualBox. Пользователи Linux могут предпочесть KVM и, возможно, Xen. Опытные пользователи, возможно, захотят взглянуть на ESXi.