IT基础知识：开源虚拟软件VirtualBox

    对于初学者来说，可供选择的常见开源虚拟机软件工具很多，例如，甲骨文公司提供VirtualBox、微软提供的Virtual PC和VMware公司提供的VMware Workstation。选择哪一种工具对于初学者来说倒不是至关重要的，因为这三家公司在虚拟化的实力都不容小视，虽然VMware走在了前面，但是，其他厂商的追赶也不是很难的事情。

图 VirtualBox官方网站

    这篇文章里面重点介绍一下VirtualBox的前世今生吧。话说，VirtualBox是一款开源虚拟机软件。VirtualBox原本是由德国Innotek公司开发的，后来由Sun Microsystems公司出品的软件。进入21世纪，Sun被Oracle收购后正式更名成Oracle VM VirtualBox。

    Innotek公司以GNU General Public License (GPL)释出 VirtualBox，并提供二进制版本及 OSE 版本的代码。使用者可以在VirtualBox上安装并且执行Solaris、Windows、DOS、Linux、OS/2 Warp、BSD等系统作为客户端操作系统。

　　VirtualBox号称是最强的免费虚拟机软件，它不仅具有丰富的特色，而且性能也很优异！它简单易用，可虚拟的系统包括Windows (从Windows 3.1到Windows8、Windows 2012为止所有的Windows系统都支持)、Mac OS X（32bit和64bit都支持）、Linux (2.4和2.6)、OpenBSD、Solaris、IBM OS2甚至Android 4.0系统等操作系统！使用者可以在VirtualBox上安装并且运行上述的这些操作系统！

　　那么，VirtualBox到底有哪些特点呢？这里列举一下：

　　1、支持64位客户端操作系统，即使主机使用32位CPU

　　2、支持SATA硬盘NCQ技术

　　3、虚拟硬盘快照

　　4、无缝视窗模式 (须安装客户端驱动）

　　5、能够在主机端与客户端共享剪贴簿 (须安装客户端驱动）

　　6、在主机端与客户端间建立分享文件夹 (须安装客户端驱动）

　　7、内建远端桌面服务器

　　8、支持VMware VMDK磁盘档及Virtual PC VHD磁盘档格式

　　9、3D虚拟化技术支持OpenGL（2.1版后支持）、Direct3D（3.0版后支持）、WDDM(4.1版后支持)

　　10、最多虚拟32颗CPU（3.0版后支持）

　　11、支持VT-x与AMD-V硬件虚拟化技术

　　12、iSCSI支持

　　13、USB与USB2.0支持

　　在VirtualBox网站下载主机操作系统对应的二进制文件。VirtualBox可以安装在32位和64位操作系统上。在32位主机操作系统上运行64位的虚拟机是可以的，但必须在主机的BIOS中启用硬件虚拟化特性。

　　运行二进制安装文件将开启一个简单的安装向导，允许用户定制VirtualBox特性，选择任意快捷方式并指定安装目录。USB设备驱动以及VirtualBox host-only网络适配器将一起安装。

　　创建虚拟机

　　在VirtualBox中创建虚拟机相当简单，很多设置可以按照用户个人的喜好进行配置。一旦安装了客户操作系统并选择了资源和网卡设置，就可以尝试在小环境或开发环境中使用VirtualBox了。

　　总体来说，在VirtualBox中创建虚拟机分三步：

　　1. 为创建VirtualBox虚拟机做准备

　　首先，命名虚拟机并选择将要运行的客户操作系统类型。此时选择的客户OS会影响之后向导中出现的默认设置。

　　接下来，配置计划分配给每个虚拟机的内存大小。VirtualBox不支持内存过量使用，所以不能给一个虚拟机分配超过主机内存大小的内存值。

　　最后一个步骤是创建虚拟磁盘并指定虚拟机磁盘文件的类型和大小（见图3）。在Oracle VM VirtualBox中，你可以选择动态扩展的磁盘或者固定大小的磁盘。动态磁盘起始值较小，随着客户操作系统写入数据到磁盘而逐渐增加。对于固定磁盘类型来说，所有的磁盘空间在虚拟机创建阶段一次性分配。之后也可以给虚拟机增加磁盘，或者使用VBoxManage命令行工具增加磁盘大小。

　　2. 安装VirtualBox客户操作系统

　　一旦完成了VirtualBox虚拟机创建向导，就可以开始安装客户操作系统了。为了挂载客户操作系统光盘，选择虚拟机，单击设置，开始编辑虚拟机硬件配置。（1）选择左边面板中“存储”选项.（2）选择“存储”选项下的CD/DVD图形。（3）选择属性视图下带箭头的CD/DVD图形配置虚拟的CD/DVD驱动器。

　　客户操作系统安装完成后，应该安装增强功能包，增强功能包包括一些便于集成主机和虚拟机的驱动程序。为安装增强功能包，需要打开虚拟机控制台窗口，在顶部菜单中选择设备，然后选择安装增强功能包，启动一个简单的安装向导。增强功能包安装完成后，会重启虚拟机。

　　3. 在VirtualBox中设置虚拟机

　　虚拟机关闭时，可以编辑虚拟机设置并更改硬件。VirtualBox具有高级硬件设置特性，启用了IO APIC、PAE/NX和嵌套分页。用户还可以修改虚拟CPU的数量—最多支持32个—不用管主机具有的物理CPU的核数。

　　最后配置虚拟网卡。VirtualBox允许在一个虚拟机上配置至多四块虚拟网卡。默认的是AMD PCnet-FAST III，大多数操作系统都支持AMD PCnet-FAST III。也可以选择AMD PCnet-PCI II和Intel PRO-1000系列的网卡，以及支持直接存取主机网卡的准虚拟化网卡。

　　1、软件模拟

　　能够安装多个客户端操作系统，每个客户端系统皆可独立开启、暂停与停止。主端操作系统与客户端操作系统皆能相互通讯，多个操作系统同时运行的环境，也彼此能够同时使用网络。

　　2、硬件模拟

　　· VirtualBox支援Intel VT-x与AMD AMD-V硬件虚拟化技术。

　　·硬盘被模拟在一个称为虚拟磁盘映像档（Virtual Disk Images）的特殊容器，此格式不相容于其它虚拟机平台运行，通常作为一个系统档存放在主机端操作系统（副档名.vdi)。VirtualBox能够连结iSCSI，且能在虚拟硬盘上运作，此外VirtualBox可以读写VMware VMDK档与VirtualPC VHD档。

　　·ISO映像档可以被挂载成CD/DVD装置，例如下载的Linux发行版DVD映像档可以直接使用在VirtualBox，而不需烧录在光碟片上，亦可直接在虚拟机上挂载实体光驱。

　　·默认上VirtualBox提供了一个支援VESA相容的虚拟显卡，与一个供Windows、Linux、Solaris、OS/2客户端系统额外的驱动程式（guest addition），可以提供更好的效能与功能，如当虚拟机的视窗被缩放时，会动态的调整分辨率。在4.1更支援WDDM相容的虚拟显卡，令Windows Vista及Windows 7可以使用Windows Aero。

　　·在声卡方面，VirtualBox虚拟一个Intel ICH AC97声卡与SoundBlaster 16 声霸卡。

　　·在以太网接口卡方面，VirtualBox虚拟了数张网络卡：AMD PCnet PCI II、AMD PCnet-Fast III、Intel Pro/1000 MT Desktop、Intel Pro/1000 MT Server、Intel Pro/1000 T Server。

　　VirtualBox提供了多种网络接入模式，他们各有优缺点，用户可以根据自己的需要进行选择。

　　1、NAT模式：最简单的实现虚拟机上网的方式，无需配置，默认选择即可接入网络。虚拟机访问网络的所有数据都是由主机提供的，访问速度较慢，和主机之间不能互相访问。

　　2、Bridged Adapter模式：即网桥模式，可以为虚拟机模拟出一个独立的网卡，有独立的IP地址，所有网络功能和主机一样，并且能够互相访问，实现文件的传递和共享。（注： Windows 7系统选择网桥模式时，需要手动安装VirtualBox 的桥接服务驱动。在本地连接的属性选项中，选择“Microsoft网络客户端”点击安装，网络功能类型选择“服务”点击添加，选择从磁盘安装，找到驱动路径“Oracle\VirtualBox\drivers\network\netflt”，选择VBoxNetFlt_m文件安装完成。）

　　3、Internal模式：即内网模式，虚拟机与外网完全断开，只实现虚拟机于虚拟机之间的内部网络模式，和主机之间不能互相访问，就相当于虚拟机之间架设了一个独立的局域网。

　　4、Host-only Adapter模式：即主机模式，是所有接入模式中最复杂的一种，需要有比较扎实的网络基础知识才行。前面几种模式所实现的功能，通过虚拟机及网卡的设置都可以被实现。

　　1、虚拟机名称和系统类型：为将要创建的虚拟机命名，要求是唯一的标识，用来区分该虚拟机硬件配置、操作系统、软件等数据。并选择将要安装的操作系统类型和版本，以便VirtualBox自动配置合适的硬件环境；

　　2、内存：指定虚拟机可用内存大小，系统会自动分配，也可自行设置；

　　3、虚拟硬盘：选择一个虚拟硬盘作为主硬盘，也可以新建一个，第一次创建，默认即可。如果是选择新建，将进入硬盘类型选择界面（VDI：VirtualBox的格式，VMDK：VM虚拟机的格式，VHD：微软VirtualPC虚拟机的格式，HDD：Parallels虚拟机的格式），默认选择VDI即可。另外，几种格式都可以相互转换，网上有相应的转换软件；

　　4、硬盘存储类型：分为动态扩展和固定大小两种，其中动态扩展类型最初只需占用非常小的物理硬盘空间，然后根据虚拟机的实际需求动态分配，固定大小类型就是建立时就分配指定的大小给虚拟机使用。后者在性能上有一定优势，但建立时间较长；

　　5、摘要：显示虚拟机的各项数据情况，确定后完成虚拟机的创建。

　　小结：VirtualBox是一款免费的开源虚拟机，它简单易用，支持Windows、Linux和Mac系统主机，可虚拟的系统包括Windows (NT 4.0、2000、XP、Server 2003、Vista)、DOS/Windows 3.x、Linux (2.4和2.6)、OpenBSD等。

　　VirtualBox支持克隆虚拟机，将64位主机的内存限制提高到了1TB，支持Direct3D，支持SATA硬盘的热插拔……另外，Windows版VirtualBox 4.1.2及其之后版本均支持虚拟Windows 8。

　　VirtualBox 4.2.8正式发布，该版本为例行维护版本，虽然没有新增什么重大功能，但是修复了Windows、Mac OS X、Linux以及Solaris平台的主机、虚拟机中存在的大量小Bug，涉及VMM、GUI、API、USB、存储、VBoxManage等，并进行了一些细节改善。