The post has been translated automatically. Original language: Russian
Any system is a reflection of its component parts — this is the key concept underlying virtualization. In this article, we will look at the virtualization of guest operating systems, or, more simply, the concept of a "computer inside a computer." The main computer on which all this happens is called the host. A special hypervisor software is installed on the host, which ensures the operation of the guest operating system. Thus, the key elements here are three concepts: host, hypervisor, and guest system.
- A host is a physical computer that provides its resources (processor, memory, disk space) for the operation of a virtual environment.
- A hypervisor is a program or management layer that creates and maintains virtual machines, distributing host resources between them.
- The guest system is a virtual operating system running inside the host thanks to the hypervisor.
There are basically two types of hypervisors: 1st and 2nd level:
Virtualization of the first type (Bare-metal) In this case, the hypervisor is installed directly on the hardware, bypassing any intermediate operating system. Examples of hypervisors of the first type: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V (in bare-metal mode), Xen.
Virtualization of the second type (Hosted) Here, the hypervisor is installed on top of an existing operating system, which, in turn, runs on hardware. In this case, the operating system itself is considered the host, and the hypervisor functions as an application inside it. Examples of hypervisors of the second type: VirtualBox, VMware Workstation, Parallels Desktop.
To begin with, we'll look at the VirtualBox hypervisor, an example of the second type of virtualization (hosted). This type of hypervisor runs on top of an existing operating system, making it easier to install and use, especially for beginners. VirtualBox is ideal for exploring virtualization, as it does not require complex configuration and is compatible with most modern operating systems.
As for the choice of the guest operating system, we will focus on Linux distributions. In particular, we will talk about systems based on two popular families: RHEL (Red Hat Enterprise Linux) and Debian. The first includes distributions such as CentOS, Rocky Linux or Fedora, and the second includes Ubuntu, Linux Mint and Debian itself. These options are widespread, well documented, and suitable for both learning and practical use.
To get started with virtualization, we need to install the VirtualBox hypervisor. Go to the official VirtualBox website at www.virtualbox.org and find the "Downloads" section. On this page, select the version of the program that is suitable for your operating system. In my case, this is Fedora — for Linux distributions, the site usually suggests downloading a package for a specific family. Since Fedora is based on RHEL, make sure that you choose a version compatible with RPM packages (for example, for Fedora or Red Hat).
After downloading the RPM file, open a terminal and install it using the command:
sudo dnf install ./VirtualBox-<version>.rpm
Replace <version> with the current name of the downloaded file. The dnf team is a Fedora package manager that will install VirtualBox and all the necessary dependencies. After the installation is complete, you can launch VirtualBox from the application menu or through the terminal with the virtualbox command.
Now that VirtualBox is installed, it's time to launch the guest operating system. To do this, we will need an operating system image in ISO format. To better understand the virtualization process, it is recommended to choose a guest OS other than the host OS. In my case, the host system is Fedora, and I use Ubuntu Server as a guest. You can download the Ubuntu Server ISO image from the official website. ubuntu.com .
If your host OS is Fedora, it is important to keep in mind that it may initially lack some of the hypervisor drivers required for VirtualBox to work. In order for everything to function correctly, you need to install them manually. Follow these steps:
Open a terminal and install the necessary packages, including virtualization support.:
sudo dnf install @development-tools kernel-devel kernel-headers dkms
sudo dnf install VirtualBox
The dkms package will help you to update kernel modules for VirtualBox automatically.
After installation, update the VirtualBox configuration on behalf of the superuser:
sudo /sbin/vboxconfig
This command will configure the drivers and kernel modules.
Fedora uses the KVM (Kernel-based Virtual Machine) kernel module by default, which may conflict with VirtualBox. To avoid problems, temporarily disable it.:
sudo modprobe -r kvm_intel # For Intel processors
sudo modprobe -r kvm_amd# For AMD processors
Make sure that you are using the correct command, depending on your processor (Intel or AMD). To permanently disable these modules, you can add them to the blacklist by editing the /etc/modprobe.d/blacklist.conf file.
1) Open the hypervisor, after new
2) Name, ISO image (Download on the manufacturer's website)
Here's next (remember the login details)
We allocate RAM and cores
We allocate memory on the host's hard disk for the virtual disk of the guest OS
Finish
Done.
We installed the VirtualBox hypervisor on the Fedora host system, configured it by disabling the conflicting KVM module, and launched the Ubuntu Server guest system using an ISO image. Now we have a working virtual machine for further experiments.
Основные положения
Любая система представляет собой отражение своих составных частей — это ключевое понятие, лежащее в основе виртуализации. В данной статье мы рассмотрим виртуализацию гостевых операционных систем, или, проще говоря, концепцию «компьютера внутри компьютера». Основной компьютер, на котором всё это происходит, называется хостом. На хосте устанавливается специальное программное обеспечение — гипервизор, который и обеспечивает работу гостевой операционной системы. Таким образом, ключевыми элементами здесь являются три понятия: хост, гипервизор и гостевая система.
- Хост — это физический компьютер, предоставляющий свои ресурсы (процессор, память, дисковое пространство) для работы виртуальной среды.
- Гипервизор — программа или слой управления, который создаёт и поддерживает виртуальные машины, распределяя ресурсы хоста между ними.
- Гостевая система — виртуальная операционная система, работающая внутри хоста благодаря гипервизору.
Виды
В основном выделяют два вида гипервизоров: 1-го и 2-го уровня:
Виртуализация первого типа (Bare-metal) В этом случае гипервизор устанавливается напрямую на аппаратное обеспечение, минуя какую-либо промежуточную операционную систему. Примеры гипервизоров первого типа: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V (в режиме bare-metal), Xen.
Виртуализация второго типа (Hosted) Здесь гипервизор устанавливается поверх уже существующей операционной системы, которая, в свою очередь, работает на аппаратном обеспечении. В этом случае хостом считается сама операционная система, а гипервизор функционирует как приложение внутри неё. Примеры гипервизоров второго типа: VirtualBox, VMware Workstation, Parallels Desktop.
Для начала мы рассмотрим гипервизор VirtualBox — пример виртуализации второго типа (hosted). Такой тип гипервизора работает поверх существующей операционной системы, что делает его более простым в установке и использовании, особенно для новичков. VirtualBox идеально подходит для знакомства с виртуализацией, так как не требует сложной настройки и совместим с большинством современных ОС.
Семейства Linux-дистрибутивов
Что касается выбора гостевой операционной системы, мы остановимся на дистрибутивах Linux. В частности, речь пойдёт о системах, основанных на двух популярных семействах: RHEL (Red Hat Enterprise Linux) и Debian. К первому относятся такие дистрибутивы, как CentOS, Rocky Linux или Fedora, а ко второму — Ubuntu, Linux Mint и сам Debian. Эти варианты широко распространены, хорошо задокументированы и подходят как для обучения, так и для практического применения.
Чтобы начать работу с виртуализацией, нам нужно установить гипервизор VirtualBox. Перейдите на официальный сайт VirtualBox по адресу www.virtualbox.org и найдите раздел «Downloads» (загрузки). На этой странице выберите версию программы, подходящую для вашей операционной системы. В моём случае это Fedora — для дистрибутивов Linux на сайте обычно предлагается скачать пакет для конкретного семейства. Поскольку Fedora основана на RHEL, убедитесь, что вы выбираете версию, совместимую с RPM-пакетами (например, для Fedora или Red Hat).
После загрузки RPM-файла откройте терминал и установите его с помощью команды:
sudo dnf install ./VirtualBox-<версия>.rpm
Замените <версия> на актуальное название скачанного файла. Команда dnf — это пакетный менеджер Fedora, который установит VirtualBox и все необходимые зависимости. После завершения установки вы сможете запустить VirtualBox из меню приложений или через терминал командой virtualbox.
Теперь, когда VirtualBox установлен, пора запустить гостевую операционную систему. Для этого нам понадобится образ операционной системы в формате ISO. Чтобы лучше понять процесс виртуализации, рекомендуется выбрать гостевую ОС, отличную от хостовой. В моём случае хостовая система — Fedora, а в качестве гостевой я использую Ubuntu Server. Вы можете скачать ISO-образ Ubuntu Server с официального сайта ubuntu.com.
Если ваша хостовая ОС — Fedora, важно учитывать, что изначально в ней могут отсутствовать некоторые драйверы гипервизора, необходимые для работы VirtualBox. Чтобы всё функционировало корректно, нужно установить их вручную. Выполните следующие шаги:
Установка зависимостей и пакетов VirtualBox
Откройте терминал и установите необходимые пакеты, включая поддержку виртуализации:
sudo dnf install @development-tools kernel-devel kernel-headers dkms
sudo dnf install VirtualBox
Пакет dkms поможет автоматически обновлять модули ядра для VirtualBox.
Настройка VirtualBox
После установки обновите конфигурацию VirtualBox от имени суперпользователя:
sudo /sbin/vboxconfig
Эта команда настроит драйверы и модули ядра.
Отключение KVM (если требуется)
Fedora по умолчанию использует модуль ядра KVM (Kernel-based Virtual Machine), который может конфликтовать с VirtualBox. Чтобы избежать проблем, временно отключите его:
sudo modprobe -r kvm_intel # Для процессоров Intel
sudo modprobe -r kvm_amd # Для процессоров AMD
Убедитесь, что используете правильную команду в зависимости от вашего процессора (Intel или AMD). Для постоянного отключения можно добавить эти модули в чёрный список, отредактировав файл /etc/modprobe.d/blacklist.conf.
1) Открываем гипервизор, после new
2) Название, ISO образ (Скачиваем на офф. сайте производителя)
Здесь next (запомните реквизиты для входа)
Выделяем ОЗУ и ядра
Выделяем память на жестком диске хоста для виртуального диска гостевой ос
Finish
Готово.
Мы установили гипервизор VirtualBox на хостовую систему Fedora, настроили его, отключив конфликтующий модуль KVM, и запустили гостевую систему Ubuntu Server, используя ISO-образ. Теперь у нас есть рабочая виртуальная машина для дальнейших экспериментов.
