лабораторная работа №2 (информационные сети и телекоммуникации ЛР2)

Посмотреть архив целиком

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный

технический университет

«МАМИ»



Кафедра «Автоматика и процессы управления»

Кобзев П.А.



Методические указания


по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Информационные сети и телекоммуникации»


Лабораторная работа №2

Соединение в локальную вычислительную сеть виртуальной и хост машины












Москва – 2009

Содержание


Введение. Технология виртуальных машин. 3

Применение виртуальных машин. 3

Терминология 4

Открытая платформа виртуализации VirtualBox 5

Эмулируемое аппаратное окружение 6

Уникальные функции VirtualBox 7

Поддерживаемые гостевые и хостовые системы 7

Принцип работы VirtualBox 9

Сетевое взаимодействие между виртуальными машинами в VirtualBox 11

Связь эмулятора виртуальных машин QEMU и VirtualBox 11

Возможности открытой разработки VirtualBox 12

Преимущества и недостатки VirtualBox 12

Установка VirtualBox 13

Создание виртуальной машины в VirtualBox. 13

Практическая часть 15

Список литературы 16



Лабораторная работа №2. Соединение в локальную вычислительную сеть виртуальной и хост машины

Теоретическая часть

Введение. Технология виртуальных машин.

Технология виртуальных машин[1] позволяет запускать на одном компьютере несколько различных операционных систем одновременно. Либо, по крайней

мере, оперативно переходить от работы в среде одной системы к работе с другой без перезапуска компьютера.

Применение виртуальных машин.

Сегодня виртуальные машины переживают второе рождение. Один из «отцов» современного поколения виртуальных машин, профессор Розенблюм объясняет их возрождение двумя основными причинами:

  1. появлением большого числа разных операционных систем (ОС), предъявляющих специфические требования к параметрам используемых аппаратных компонентов компьютера;

  2. большими затратами на администрирование и сложностью обслуживания компьютеров, на которых установлено несколько различных операционных систем (в том числе в плане обеспечения требуемой надежности и безопасности работы).

Современная виртуальная машина позволяет скрыть от установленной на ней

операционной системы некоторые параметры физических устройств компьютера и тем самым обеспечить взаимную независимость ОС и установленного оборудования.

Такой подход предоставляет пользователям (и/или администраторам вычислительных систем) целый ряд преимуществ.

К этим преимуществам относятся:

  1. возможность установки на одном компьютере нескольких ОС без необходимости соответствующего конфигурирования физических жестких дисков;

  2. работа с несколькими ОС одновременно с возможностью динамического переключения между ними без перезагрузки системы

  3. сокращение времени изменения состава установленных ОС;

  4. изоляция реального оборудования от нежелательного влияния программного обеспечения, работающего в среде виртуальной машины;

  5. возможность моделирования вычислительной сети на единственном автономном компьютере.

Благодаря этим преимуществам существенно расширяется круг задач, которые пользователь может решать без перезагрузки системы и без опасения нанести ей какой-либо ущерб или полностью вывести ее из строя.

Вот только некоторые примеры таких задач:

  1. освоение новой ОС;

  2. запуск приложений, предназначенных для работы в среде конкретной ОС;

  3. тестирование одного приложения под управлением различных ОС;

  4. установка и удаление оценочных или демонстрационных версий программ;

  5. тестирование потенциально опасных приложений, относительно которых имеется подозрение на вирусное заражение;

  6. управление правами доступа пользователей к данным и программам в пределах виртуальной машины.

Терминология

С точки зрения пользователя, виртуальная машина (ВМ) [1]— это конкретный экземпляр некой виртуальной вычислительной среды («виртуального компьютера»), созданный с помощью специального программного инструмента. Обычно такие инструменты позволяют создавать и запускать произвольное число виртуальных машин, ограничиваемое лишь физическими ресурсами реального компьютера.

Собственно инструмент для создания ВМ [1](его иногда называют приложением виртуальных машин, или ПВМ) — это обычное приложение, устанавливаемое, как и любое другое, на конкретную реальную операционную систему. Эта реальная ОС именуется «хозяйской», или хостовой, ОС (от англ. термина host —«главный», «базовый», «ведущий»).

Все задачи по управлению виртуальными машинами решает специальный модуль в составе приложения ВМ — монитор виртуальных машин (МВМ)[1]. Монитор играет роль посредника во всех взаимодействиях между виртуальными машинами и базовым оборудованием, поддерживая выполнение всех созданных

ВМ на единой аппаратной платформе и обеспечивая их надежную изоляцию.

Пользователь не имеет непосредственного доступа к МВМ. В большинстве программных продуктов ему предоставляется лишь графический интерфейс для

создания и настройки виртуальных машин. Этот интерфейс обычно называют консолью виртуальных машин.

«Внутри» виртуальной машины пользователь устанавливает, как и на реальном компьютере, нужную ему операционную систему. Такая ОС, принадлежащая конкретной ВМ, называется гостевой (guest OS). Перечень поддерживаемых гостевых ОС является одной из наиболее важных характеристик виртуальной машины. Наиболее мощные из современных виртуальных машинобеспечивают поддержку около десятка популярных версий операционных систем из семейств Windows, Linux и MacOS.

Открытая платформа виртуализации VirtualBox

  1. VirtualBox

Платформа VirtualBox [2] представляет собой настольную систему виртуализации для Windows, Linux и Mac OS хостов, поддерживающую операционные системы Windows, Linux, OS/2 Warp, OpenBSD и FreeBSD в качестве гостевых. После нескольких лет разработки, компанией InnoTek была выпущена ограниченная версия продукта с открытым исходным кодом под лицензией GNU General Public License (GPL) в январе 2007 года. Полная версия продукта с закрытым исходным кодом также доступна для бесплатного персонального использования. Если продукт будет использоваться в производственной среде необходимо приобретение лицензий, условия которых можно узнать у компании InnoTek. Кстати говоря, в данный момент компания InnoTek, помимо платформы VirtualBox, занимается разработкой новой платформы виртуализации на основе гипервизора, тесно связанной с операционной системой Windows, в сотрудничестве с компанией Microsoft. На данный момент VirtualBox включает в себя следующие возможности:

    1. нативная x86-виртуализация, не требующая наличия поддержки аппаратных техник Intel VT или AMD-V (которая, однако, может быть включена в настройках)

    2. дружественный пользовательский интерфейс (построенный с помощью Qt3)

    3. поддержка Windows, Linux и Mac OS хостовых систем (версия для Mac OS в данный момент находится в стадии беты)

    4. наличие Guest VM Additions для упрощения взаимодействия с хостовыми ОС и оптимизации их быстродействия

    5. поддержка многопроцессорных и многоядерных систем (только в качестве гостевых, поддержка виртуального SMP для представления многопроцессорности в гостевых системах отсутствует)

    6. стабильность (в сравнении с другими Open Source решениями)

    7. поддержка виртуализации аудиоустройств

    8. высокая производительность (по отзывам множества экспертов выше, чем у продуктов VMware)

    9. поддержка различных видов сетевого взаимодействия (NAT, Host Networking via Bridged, Internal)

    10. поддержка дерева сохраненных состояний виртуальной машины (snapshots), к которым может быть произведен откат из любого состояния гостевой системы

    11. описание настроек виртуальной машины в XML-формате

    12. поддержка Shared Folders для простого обмена файлами между хостовой и гостевой системами

Эмулируемое аппаратное окружение

Продукт VirtualBox эмулирует следующие компоненты аппаратного обеспечения в виртуальной машине:

жесткие диски эмулируются в специальном формате контейнеров VDI (Virtual Disk Images), который в данный момент не совместим с форматами виртуальных дисков других производителей

видеоадаптер эмулируется как стандартный VESA с 8 Мб видеопамяти, при этом установка Guest VM Additions (только для Windows и Linux хостов) позволяет увеличить производительность виртуального видеоадаптера и динамически менять размер окна виртуальной машины

аудиоконтроллер на базе Intel ICH AC'97

сетевой адаптер эмулируется как интерфейс AMD PCNet

в издании с закрытым исходным кодом эмулируются также контроллеры USB, при этом USB-устройства, вставленные в разъемы хоста, автоматически подхватываются в гостевой системе. Также если виртуальная машина действует как RDP (Remote Desktop Protocol) сервер, то в клиенте также будут видны USB-устройства

Платформа VirtualBox исполняет код гостевой системы нативно (прямой передачей инструкций процессору хоста). Этот подход работает хорошо для кода, исполняющегося в кольце третьей гостевой системы, для кода гостевой системы, исполняющегося в нулевом кольце, требующего привилегированных инструкций, необходим его перехват платформой виртуализации. Для этой цели VirtualBox использует оригинальный подход: код, исполняющийся в нулевом кольце гостевой системы, исполняется в первом кольце хостовой системы, которое не используется в архитектуре Intel.

Уникальные функции VirtualBox

Помимо стандартных функций, присущих большинству настольных систем виртуализации, платформа VirtualBox обладает также набором уникальных возможностей, присущих только ей:


Случайные файлы

Файл
2486.rtf
1621.rtf
78618.rtf
150128.rtf
10484.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.