值得信赖的计算

这是一篇翻译文章,已刊载于《个人电脑》杂志,请勿随意转载。

当我们的计算机感染了病毒或其他恶意软件,如果我们可以立刻将其删除,或将计算机随时恢复到刚安装好Windows时的状态,是不是很方便?或者如果因为某些用途,我们需要同时使用多台计算机运行多个不同的操作系统,但实际上只使用了一台计算机,那一定很方便。

虽然这种应用听上去很神奇,但实际上目前是完全可以实现的,甚至技术上可以做到更多,这要归功于虚拟化技术的帮助。在这篇“简介”性质的文章中,我们会简要介绍虚拟化技术的工作原理,而更重要的还有介绍具体的用法。另外本文介绍的软件是完全免费的,而如果您在使用Linux,甚至连操作系统本身都是免费的。做好准备,开始探索虚拟机的世界吧。

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这是Virtualbox的主界面,在这里可以配置和更改虚拟机的所有设置,而详细信息窗格内显示为蓝色的项目都是可转向其他菜单设置的超级链接

虚拟机是什么?

虚拟化技术可能难以理解,简单来说,这种技术可以使用软件虚拟出传统计算机的所有硬件,并创建“虚拟”的计算机,随后,这台计算机就可以像真正的计算机那样使用,运行任何需要的操作系统和应用程序。但区别在于,虚拟机运行于一个特殊的受保护环境中,这个环境位于计算机上原有的操作系统(Windows、Mac或Linux)内。

这也就意味着,物理计算机无法访问虚拟机内的任何内容,无论是软件还是硬件,反之亦然。从任何观点和用途来看,物理机和虚拟机实际上都是两台完全隔离的计算机。当然,虚拟机也必须使用物理机所提供的各种物理硬件,但虚拟化软件充当了“翻译”的工作,使得虚拟机无法访问到物理硬件。

这种特性有什么意义?举例来说,虚拟机可能会被病毒感染,但病毒无法感染物理机。或者虚拟机内的操作系统可能会崩溃,但物理机的操作系统则不受影响。

虚拟化技术的工作原理并不是本文的重点,我们只需要知道,这是一种强壮、成熟的技术,并且在大型机领域已经使用了数十年了。在过去的几年内,新的个人电脑性能日益增强,这使得虚拟化技术也可以顺利进入家用电脑领域。虽然虚拟化技术需要强大的运算性能,而虚拟机需要的内存和普通的物理机相当,因此我们建议在使用虚拟化技术时,最好使用比较新的计算机(至少使用Pentium 4处理器)以及尽可能多的内存,最少1 GB,如果有2 GB则更好。

虚拟化软件

对于新近使用虚拟化技术的人,我们推荐两个虚拟化产品,分别是微软的Virtual PC 2007(www.tinyurl.com/6j9zvv)以及Sun的Virtualbox(www.virtualbox.org)。对于这两个产品,其中Virtualbox的功能更多,并能支持更广泛的宿主操作系统(宿主操作系统是指运行在物理机上的操作系统,而来宾操作系统是指运行在虚拟机中的操作系统),因此下文将重点介绍Virtualbox。

请从Sun的网站下载Virtualbox,并运行安装程序,此处下载的是Microsoft格式的安装封包(.msi)。如果运行了第三方的桌面防火墙,则可能会被询问,是否允许Virtualbox的虚拟网络适配器访问Internet。如果希望虚拟机可访问网络和Internet,则请批准所有请求。随后安装程序将很快安装完成,接着我们可以开始创建第一台虚拟机了。

创建虚拟硬盘

在首次启动Virtualbox时,我们会被要求使用姓名和电子邮件地址注册,同时只要反选该对话框底部的选项,即可不进行注册。随后打开主界面,并单击“新建”按钮,随后将启动供创建虚拟机的向导。在第二个界面上,请给虚拟机设置名称,并从下拉菜单中选择希望安装的操作系统。正如您所看到的,可供选择的操作系统类别很多,但如果要装的系统没有列出来也不用担心,因为这个下拉菜单只能决定所需的最少内存数量,而且内存数量在随后的选项中依然可以修改。

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通过使用虚拟磁盘管理器,我们可以创建任何数量的虚拟硬盘并对其进行管理

尽管这里创建的是虚拟的计算机,但依然需要在内存中运行,因此请确保物理机中有足够多的可用内存。如果物理机有1 GB内存,则建议至少给虚拟机分配512 MB;如果物理机有2 GB内存,则至少给虚拟机分配1 GB。

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从某些免费的Linux发行版,例如Ubuntu的ISO镜像安装操作系统是Virtualbox最简单的方法之一

设置好内存后,还需要为虚拟机设置硬盘。同样,单击“新建”可打开一个向导,帮助完成后续操作。在这里需要考虑要安装的虚拟操作系统的硬盘空间需求,但对于大部分Windows系统来说,5-10 GB的空间就足够了。基本上,在宿主计算机中,我们可以按照需要创建多个虚拟硬盘,并将其用于不同的虚拟机。在启动虚拟硬盘向导后,我们可以创建固定大小的虚拟硬盘,或可以动态扩张的虚拟硬盘。后者更节约空间,因为后者只根据实际需要占用虚拟操作系统所需的空间,因此一个显示为10 GB的硬盘可能实际只占用了1 GB的空间,但如果给虚拟机中添加更多文件,则空间的占用也会增长。

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虚拟硬盘可配置为静态大小,或随着需要自动扩张

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Virtualbox为大部分基本任务都提供了向导形式的界面,例如创建新的虚拟磁盘

安装虚拟操作系统

至此我们已经创建好一个空的虚拟机和虚拟硬盘文件,应该开始安装操作系统了。实际上,具体的操作方法和在物理机中安装操作系统的方法完全一样,不过具体的操作更加灵活,我们可以从软盘、CD光盘、DVD光盘,甚至ISO镜像中安装系统。

要使用物理机上安装的软驱或光驱,则需要将这些设备进行“映射”,以便让虚拟机可以访问硬件。从Virtualbox的主界面中单击选中目标虚拟机,然后单击“设置”按钮,或拖动右侧的设置列表。单击希望映射的驱动器,然后选中“分配…”选项,并从下拉菜单中选择要使用的物理驱动器。接着将安装介质放入正确的驱动器中。

要使用ISO镜像,请打开光驱设置页面,并单击“虚拟光驱”选项,接着单击右侧的文件夹图标,以寻找要使用的ISO镜像(在安装完成后,还要记得单击“物理光驱”选项,将镜像文件卸载)。同时要注意,这里使用的ISO镜像必须是可引导光盘的镜像,如果不是,则将无法用于安装操作系统。

无缝操作

一旦虚拟机启动并运行在自己的Virtualbox窗口之后,我们可以重设该窗口的大小,甚至可以从Virtualbox的菜单中选择“控制/全屏模式”命令使其全屏运行。要退出全屏模式,则可以同时按下右侧的Ctrl键和Home键。

另外还有一种更有趣的高级模式叫做无缝模式,可按下右侧的Ctrl键和L键进入,这种模式可以隐藏虚拟机的桌面,并将任务栏和任何在虚拟机中打开的窗口直接显示在宿主机的桌面上,就好像它们也是宿主机系统的一部分。虽然这个功能一开始可能会造成一些困惑,但一旦适应了这个功能,则同时运行两个或更多操作系统将会变得更方便。我们可以将Windows来宾系统无缝运行到Linux宿主上,而如果使用1.6或更新版本的Virtualbox,还可反向实现。

如果使用无缝模式,建议您确保Windows任务栏没有设置自动隐藏功能,因为如果来宾操作系统的任务栏被隐藏,则将很难重现。

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通过使用无缝模式,可将来自两个操作系统的应用程序窗口集成到一起

随后就可以开始安装了。请从主菜单单击“开始”按钮,随后虚拟机就会从所选的介质进行引导。此时我们可以进行一个针对虚拟硬盘的全新安装,或从“Live CD”引导。

另外还需要注意一点,在虚拟机内进行的一切变化都不会影响物理机,反之亦然。我们可以对虚拟硬盘进行格式化或重新分区,但实际的结果就好像在操作“真实”硬盘上的一个文件。

额外功能

在安装好操作系统,并运行起来后,我们可能会感觉运行速度很慢。大部分时候,这种问题可以通过安装Virtualbox的操作系统加载项,也就是Guest Additions的方式解决。除了解决性能问题,该加载项还可以通过启用视频加速的方式改善图形性能。要为Windows安装该加载项,请在虚拟机运行后从Virtualbox的菜单中选择“安装增强功能”。

随后程序会自动将一张光盘镜像映射到虚拟机中,并自动运行起来,开始安装。如果没有自动开始安装,请浏览虚拟机内的光驱,然后手工运行安装程序。对于其他操作系统的安装,请按照帮助文件中的说明进行操作。

安装完成后,就可以自由在虚拟机和物理机之间移动鼠标指针,而不需要频繁按下右Ctrl键。

共享文件

虚拟机的行为和使用自己的硬盘和文件系统的独立计算机完全相同。只要安装了Guest Additions,就可以在宿主计算机内选择要与虚拟机共享的特定文件夹,此时只需要在设置菜单中通过点击创建共享文件夹即可。

这样做的不足之处在于在物理机上打开了一扇通向虚拟机的大门,因此一定要谨慎。建议只在用于特定用途时才使用共享文件夹,例如将文件或程序复制到虚拟机中,但操作完成后就需要立刻删除共享。但并非所有操作系统都支持此类共享,详细信息请查看Virtualbox帮助。

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在物理机和虚拟机之间很容易即可创建共享文件夹

另一种共享文件的方法是通过网络。默认情况下,如果物理机有网卡,则Virtualbox将创建一个虚拟网卡,可用于让虚拟机像其他电脑一样连接到现有网络。我们甚至还可以从不同网卡中进行选择,并根据需要连接到不同网络,这些操作可以在设置菜单的网络选项下进行。不过大部分情况下,默认设置就足够了。

Internet和网络

如果物理机是通过以太网连接,通过路由器或宽带调制解调器连接到Internet,则虚拟机也可以通过安全的方式利用该连接:任何下载到虚拟机上的内容都无法到达物理机,因此这是一种维持“干净”的浏览环境的好方法,尤其是用于特定用途的浏览,例如在线购物。但是在虚拟机上,我们一样需要进行一定的安全防范,这主要是为了防止病毒和其他恶意软件的感染。同时,甚至可以使用Windows Steadystate将虚拟机锁定,具体做法本刊随后会介绍。

扩展端口

我们还可启用对某些物理机输入/输出端口的访问,例如串口和USB口,但Firewire和并口目前还不被支持。

USB的启用方法有些复杂。从Virtualbox的主菜单中选择目标虚拟机,然后单击右侧窗格中的“USB设备”项,单击“启用USB控制器”,然后还可以选择“启用USB 2.0控制器”选项,随后,如果操作系统是Windows,那么就会自动启动新硬件向导,并安装虚拟USB驱动。安装完成后,按下Alt和Ins键即可检测USB设备,或者也可以单击USB设备筛选器窗口(见下图)右侧的绿色小图标。

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让来宾操作系统使用USB设备的方法非常简单

如果来宾操作系统已经安装好,则也可以不安装驱动,但这种情况下如果虚拟机已经运行,则在宿主系统中将无法使用USB设备。另外这方面还有其他一些重要的注意事项,具体内容请参考Virtualbox的帮助文件。

快照

将计算机的当前状态保存,并在需要时恢复,这是Virtualbox(以及其他同类产品)中一个非常好的功能。在Virtualbox中,该功能叫做快照(快速修复),可以从主菜单上的选项卡中设置。当设置好新的虚拟机,并安装了所需的应用程序后,即可创建一个快照,并在以后随时进行恢复,而不用关心对虚拟机进行过什么变动。

因此如果虚拟机被病毒感染,或因为某些应用程序导致出错,那么就可以使用原始快照进行恢复,随后虚拟机就会获得重生。另外我们还可以对基本安装创建一个快照,并在安装了所有应用程序后再次创建快照,以便方便排错。

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快照功能是保护虚拟机不受无意破坏或病毒感染的好方法

愉快的虚拟化体验

希望这篇文章有助于您了解并开始使用虚拟机。限于篇幅,本文无法介绍Virtualbox以及其他同类产品的所有功能和用途,但只要掌握了最基本的内容,只需要进行一些试验即可令您快速掌握所有功能。无论您是希望学习其他操作系统,为某些工作安装专用的虚拟机,或只是希望在老版本的DOS或Windows中运行比较老的应用程序,虚拟机都是一个绝佳的低成本解决方案,可以帮助您更好地利用现在性能强大的计算机硬件。

克隆计算机

虚拟机文件并没有什么标准的格式,这意味着一般来说,我们无法在不同的虚拟化应用程序之间迁移虚拟机。但也有一些例外,VMWare的Converter应用程序可以让我们将由微软的Virtual PC创建的虚拟机转换为VMWare的格式,另外还可以让虚拟机直接利用由Acronis True Image或Symantec Backup Exec创建的硬盘映象文件。

VMWare Converter的另一个有趣功能是从物理计算机创建虚拟机,这个物理计算机可以是本地计算机,也可能是网络计算机。因此,举例来说,我们可以为自己的Windows系统创建一个虚拟副本,并切换到Linux宿主下,并在Linux下的虚拟机中运行老的Windows计算机中的所有应用程序和设置。或者也可以将虚拟影响应用到应用程序测试等用途。

VMWare Converter对于个人用户是免费的,可以在www.vmware.com/products/converter下载。

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