VirtualBox: Täydellinen opas verkkotyyppeihin, käyttötarkoituksiin ja temppuihin

Virtuaalikoneesi yhteyden muodostamisen ymmärtäminen ratkaisee, toimiiko laboratorio täydellisesti ensimmäisellä kerralla vai vaatiiko se tuntikausia kokeilua ja erehdystä. VirtualBox tarjoaa erilaisia ​​verkkotiloja, sovittimia ja lisäasetuksia, joiden avulla voit simuloida kaikkea yksinkertaisesta kotiverkosta monimutkaisiin ympäristöihin, joissa on reitittimiä, palvelimia ja verkon segmentointia.

Tästä oppaasta löydät selkeän ja perusteellisen selityksen jokaisesta VirtualBoxin verkkotyypistä, niiden käyttötavoista ja -ajankohdista, esimerkkejä portinsiirrosta, suorituskykyvinkkejä, vianmääritystä ja lisäominaisuuksia, joiden avulla virtuaalikoneesi toimivat kuin oikeat tietokoneet, mutta turvallisesti ja täysin hallittuina.

Mikä on VirtualBox ja miksi verkolla on merkitystä?

VirtualBox on tyypin 2 hypervisor , joka virtualisoi kokonaisia ​​käyttöjärjestelmiä isäntäkoneellasi (Windows, Linux , macOS, Solaris) ja tarjoaa erinomaisen tasapainon helppokäyttöisyyden ja tehokkuuden välillä. Sen verkkotilat mahdollistavat virtuaalikoneiden yhdistämisen toisiinsa, isäntäkoneeseen ja internetiin useilla eri tavoilla, mikä on ratkaisevan tärkeää testauksessa, koulutuksessa, kehityksessä ja infrastruktuurin simuloinnissa.

Vieraskäyttöjärjestelmän "käynnistämisen" lisäksi VirtualBoxin avulla voit kloonata virtuaalikoneita, ottaa tilannekuvia, jakaa kansioita ja käyttää USB 2.0/3.0- tai RDP-laajennuksia, mikä helpottaa kaiken käsittelyä laboratoriotehtävistä monimutkaisempiin liiketoimintatilanteisiin.

VirtualBoxin edut ja haitat

VirtualBoxin suositun vaihtoehdon tärkeimmät edut : se on ilmainen, toimii eri alustoilla, on helppo asentaa, on yhteensopiva VT-x:n ja AMD-V:n kanssa, tukee vieraslisäosia, tukee suorittimen/RAM:n/levyjen/verkon mukauttamista ja jopa USB 3.0 Extension Packilla.

• hinta: ilmainen ja ladattavissa viralliselta verkkosivustolta.
• yhteensopivuusToimii Windowsilla, Linuxilla, macOS:llä (vivahteikkaasti) ja useilla vieraskäyttöjärjestelmillä.
• Exchange-palvelu VMwaren kanssaPystyy avaamaan VMDK- ja OVF/OVA-koneita oikeilla kokoonpanoilla.
• Kohtuullinen suorituskyky virtualisointituen avulla laitteisto (VT-x/AMD-V).
• Asiakaslisäosienhiiren/näppäimistön integrointi, leikepöydälle, jaetut kansiot, parempi video.
• Mukauttaminen virtuaalilaitteistosta: verkoista, levyistä, RAM-muistista, suorittimesta, 3D:stä ja muusta.

Huomioitavia haittoja : suorituskyky hieman heikompi kuin huippuratkaisuissa, uusien ominaisuuksien hitaampi käyttöönotto, jonkin verran kitkaa vaativan 3D-grafiikan kanssa, käyttöliittymää, jota voitaisiin parantaa aloittelijoille, ja vähemmän perusteellista liiketoiminnan tukea kuin kaupallisissa vaihtoehdoissa.

Laitteistovaatimukset ja valmistelu

• CPU, jossa VT-x/AMD-V on käytössä Se on käytännössä välttämätön hyvän suorituskyvyn saavuttamiseksi. Panosta nykyaikaisiin prosessoreihin. Intel tai AMD:ltä ja tarkista virtualisoinnin aktivointi BIOSista/UEFI:sta.
• Riittävästi RAM-muistia On erittäin tärkeää jättää tilaa isäntäjärjestelmälle. Ohjeena on, että älä varaa virtuaalikoneillesi yli 50–60 % RAM-muistista ja säädä sitä vastaavasti.
• varastointi nopea parantaa huomattavasti käyttökokemusta: SSD aina kun mahdollista. Voit varata levyn vain virtuaalikoneille ja määrittää virtuaalilevyjen koon todellisen käytön mukaan.
• Optimoitu verkko- ja isäntäohjelmistoPidä ajurit/laiteohjelmistot ajan tasalla, rajoita tarpeettomia prosesseja ja harkitse kaistanleveyden varaamista kriittisille virtuaalikoneille, jos skenaariosi sitä vaatii.

Tärkeimmät ominaisuudet, jotka helpottavat elämääsi

• Snapshots (tilannevedokset): tallentavat virtuaalikoneen tilan ja mahdollistavat palauttamisen tilaan ongelmallisen testin, päivityksen tai asennuksen jälkeen.
• Jaetut kansiotVaihda tiedostoja isännän ja vieraan välillä ilman verkkopalveluiden määrittämistä – erittäin kätevästi ja turvallisesti.
• LaajennuspakettiMahdollistaa USB 2.0/3.0:n, RDP:n ja lisälaitteiden käytön; välttämätöntä, jos aiot työskennellä tiettyjen oheislaitteiden kanssa.
• Sovellusten integrointi: keihäs sovellukset vieraalta isännän valikosta ja käytä Nestetila sekoittaaksesi vierasikkunoita työpöydällesi.
• 3D-tuki (käytössä): Riittää nopeutettuihin käyttöliittymiin ja kevyisiin sovelluksiin, mutta ei sovellu erittäin vaativiin peleihin tai 3D:hen.

Sovitintyypit ja yhteensopivuus

Jokaisella virtuaalikoneella voi olla jopa kahdeksan virtuaalista verkkokorttia. (4 konfiguroitavissa graafisessa käyttöliittymässä). CLI:n avulla VBoxManage modifyvm otat käyttöön lisää sovittimia ja hienosäädät verkon tietoja.

Saatavilla olevat virtuaaliverkkokorttimallit ja yleiset käyttötarkoitukset: AMD PCnet (Am79C970A/FAST III), Intel PRO/1000 (82540EM/82543GC/82545EM) ja paravirtio -net maksimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi (vaatii ajurit vierasjärjestelmässä).

• AMD PCnet-PCI II (Am79C970A)Hyödyllinen vanhemmille vieraille; puuttuu natiivit ajurit nykyaikaisissa Windows-käyttöjärjestelmissä.
• AMD PCnet-FAST III (Am79C973)erittäin yhteensopiva, jopa esimiesten kanssa tavaratila verkon kautta.
• Intel PRO/1000 MT/T/MT-palvelinErinomainen Windows Vistalle ja uudemmille sekä useimmille Linux-käyttöjärjestelmille.
• virtio-netParannettu suorituskyky välttämällä monimutkaista emulointia; asenna virtIO-ajurit (Linux 2.6.25+ ja Windows, jopa vanhemmat versiot), jotta se toimii.

Jumbokehykset : rajoitettu tuki. Käytä niitä Intel-sovittimien kanssa Bridge-tilassa; AMD-pohjaiset sovittimet eivät tue niitä ja hylkäävät ylisuuret paketit äänettömästi.

Promiskuiteettitila auditointia ja testausta varten: Estä (oletus), Salli virtuaalikoneet tai Salli kaikki. Saatavilla Bridge-, NAT-, sisäisen verkon ja vain isäntäkoneen kokoonpanoissa; huomaa, että useimmat fyysiset Wi-Fi-verkot eivät tue todellista promiskuiteettia.

Verkkotilat VirtualBoxissa

Jokainen virtuaalikoneen sovitin voi käyttää eri tilaa. Tämä mahdollistaa esimerkiksi yhden NAT-sovittimen käytön internet-yhteyttä varten ja toisen vain isäntäkäyttöön tarkoitetun sovittimen käytön hallintaa varten.

Ei kytketty

Asenna "irrotettu" verkkokortti aivan kuin irrottaisit kaapelin. Hyödyllinen hallittuun irrotustestaukseen menettämättä vieraskortin IP-määrityksiä.

NAT

Tämä on oletustila . Virtuaalikone muodostaa yhteyden lähiverkkoon/internetiin sisäisen NAT-moottorin suorittaman muunnoksen jälkeen; ulkoisia yhteyksiä tähän virtuaalikoneeseen ei voida muodostaa, ellet määritä portin edelleenlähetystä.

Oletus -NAT-osoitteet: Virtuaalikone vastaanottaa yleensä 10.0.2.15/24 sisäisen DHCP:n kautta; yhdyskäytävä on 10.0.2.2. Ei muokattavissa graafisesta käyttöliittymästä ja erillinen virtuaalikoneittain (jokainen vieras "näkee" oman yksityisen NAT-osoitteensa).

CLI-aktivointi: VBoxManage modifyvm NOMBRE_VM --nic1 nat Säädä ensimmäisen sovittimen indeksiä käyttämäsi sovittimen mukaan.

Virtuaalikoneen portin edelleenlähetys kohdasta Asetukset > Verkko > Lisäasetukset > Portin edelleenlähetys: välttämätön palveluiden ( SSH , HTTP, RDP jne.) paljastamiseksi .

NAT-verkko

Kuten jaettu virtuaalireititin ryhmälle virtuaalikoneita. Ne voivat nähdä toisensa, käyttää fyysistä verkkoa/internetiä, mutta eivät hyväksy ulkoisia saapuvia yhteyksiä paitsi globaalissa NAT-verkossa määriteltyjen edelleenlähetyssääntöjen mukaisesti.

Oletusosoitteet : verkko 10.0.2.0/24, yhdyskäytävä 10.0.2.1 ja DHCP 10.0.2.3:ssa. Voit luoda oman verkon (esim. 192.168.22.0/24) valitsemalla Tiedosto > Asetukset > Verkko.

CLI sen luomiseksi: VBoxManage natnetwork add --netname natnet1 --network "192.168.22.0/24" --enableYhdistä sitten virtuaalikone: VBoxManage modifyvm NOMBRE_VM --nic1 natnetwork.

Globaali portin edelleenlähetys kohdassa Tiedosto > Asetukset > Verkko > (oma NAT-verkkosi) > Portin edelleenlähetys, yhteinen kaikille kyseiseen verkkoon kytketyille virtuaalikoneille.

Silloitettu sovitin

Virtuaalikone näkyy lähiverkossasi toisena tietokoneena ja käyttää isännän fyysistä sovitinta. Se saa IP-osoitteen DHCP:ltä tai staattisen IP-osoitteen samalla alueella kuin isäntä, ja siihen pääsee käsiksi miltä tahansa verkon tietokoneelta.

Ole varovainen Wi-Fi-yhteyden kanssa : langattomassa sillassa on rajoituksia (ei näyttötilaa, ei verkkovalintaa vieraslaitteesta jne.). Jos haluat täyden hallinnan, käytä USB-Wi-Fi-sovitinta ja USB-läpikulkua vieraslaitteeseen.

Bridgen Promiscuous-ominaisuuden avulla voit nähdä enemmän analysoitavaa liikennettä; aktivoi se harkitusti ja tarvittaessa turvallisuuden takaamiseksi.

Sisäinen verkko

Virtuaaliverkko, joka on eristetty saman sisäisen verkon nimen omaavien virtuaalikoneiden välille. Isäntäkoneeseen, lähiverkkoon tai Internetiin ei ole pääsyä, ellet määritä omaa vierasreititintä.

Esimerkki reitittimestä, jossa on kaksi verkkokorttia : VM1, jonka verkkokortti1 = sisäinen verkko (192.168.23.1) ja verkkokortti2 = NAT (10.0.2.15/10.0.2.2). Jos VM2 = 192.168.23.2 ja VM3 = 192.168.23.3 käyttävät yhdyskäytävänä osoitetta 192.168.23.1, ne voivat käyttää ulkoista verkkoa VM1:n NAT:n ansiosta (esimerkiksi iptables-konfiguroinnin tai yksinkertaisemman reititysratkaisun avulla).

Vain isäntälaite

Yhdistä virtuaalikoneet isäntäkoneeseen yksityisessä verkossa . Suoraa internetyhteyttä ei ole. VirtualBox luo isäntäkoneeseen virtuaalisovittimen (oletuksena 192.168.56.1), joka toimii yksityisenä kytkimenä.

Isäntäverkon hallinnan hallinta (Tiedosto > Isäntäverkon hallinta): Määritä verkko, DHCP ja useita vain isäntäverkkoja, jos tarvitset erilaisia ​​segmentointeja.

Yleinen ohjain

Edistyneissä tapauksissa , joissa valitset ulkoisia ohjaimia: UDP Tunnel (eri isäntien virtuaalikoneiden yhdistäminen olemassa olevan verkon kautta) tai VDE (Virtual Distributed Ethernet) Linuxissa/FreeBSD:ssä, yleensä käännetään lähdekoodista.

Pilviverkko

Tämä on kokeellinen ominaisuus, jonka tarkoituksena on yhdistää virtuaalikoneita Oracle Cloudiin ja luoda hybriditopologioita. Jos et käytä Oracle Cloudia, voit ohittaa sen toistaiseksi.

Portin edelleenlähetys NAT:ssa ja NAT-verkossa

Portin edelleenlähetys sieppaa isännän IP-osoitteeseen/porttiin tai NAT-verkkoon tulevan liikenteen ja ohjaa sen virtuaalikoneen IP-osoitteeseen/porttiin, avaten sisäisiä palveluita ulkopuolelle hallitusti.

SSH (esimerkki NAT:lla virtuaalikonetta kohden)Oletetaan, että isäntä on 10.10.10.72, Ubuntu VM päällä 10.0.2.15 (NAT). Asenna SSH (apt-get install openssh-server), mahdollistaa PasswordAuthentication yes en /etc/ssh/sshd_config ja käynnistä uudelleen /etc/init.d/ssh restart. Lisää kohdassa Asetukset > Verkko > Lisäasetukset > Portin uudelleenohjaus TCP-sääntö Isännän IP-osoite 127.0.0.1, Isännän portti 8022 → Vieras IP-osoite 10.0.2.15, Vieras portti 22; yhdistä isännästä kohteeseen 127.0.0.1:8022. Lähiverkon kautta tapahtuvaa käyttöä varten käytä säännössä isäntä-IP-osoitetta 10.10.10.72 ja muodosta yhteys 10.10.10.72:8022.

HTTP (verkkoesimerkki NAT:ssa)Asenna Apache (apt-get install apache2) ja kirjaudu sisään http://127.0.0.1 virtuaalikoneen sisällä. Luo TCP-sääntö Isännän IP-osoite 10.10.10.72, Isännän portti 8080 → Vieras-IP-osoite 10.0.2.15, Vieras-portti 80; pääsy mistä tahansa lähiverkon tietokoneesta http://10.10.10.72:8080.

NAT-verkon asetuksissa voit määrittää verkkotason säännöt valitsemalla Tiedosto > Asetukset > Verkko > NAT-verkkosi > Portin edelleenlähetys. Tämä koskee useita samaan verkkoon yhdistettyjä virtuaalikoneita.

Rakenna monimutkaisia ​​laboratorioita ja verkostoja

VirtualBox sallii jopa neljän verkkokortin käytön graafisen käyttöliittymän kautta ja kahdeksan komentorivikäyttöliittymän kautta , mikä on ihanteellinen palomuurien, reitittimien, palvelimien ja asiakkaiden simulointiin erillisissä aliverkoissa yhdistetyllä NAT:lla, Bridgellä tai Host-Only -käytöllä.

Kloonaus ja tilannevedokset nopeuttavat toistuvien topologioiden käyttöönottoa; luo "kultainen levykuva", kloonaa se ja tee roolipohjaisia ​​säätöjä verkkojen määrittämiseksi minuuteissa.

Resurssit ja skaalautuvuus : Jos isäntäpalvelimesi on tehokas tai käytät erillistä palvelinta, voit määrittää usean virtuaalikoneen ympäristöjä kuormitustestausta, klusterointia tai suorituskyvyn validointia varten.

Virtuaalikoneiden ja isäntälaitteiden välinen integrointi jaettujen kansioiden, leikepöydän ja USB-läpiviennin kautta virtaviivaistaa laboratoriotietojen hallintaa ja jakamista.

Sivuston yhteys : Jos sinun on yhdistettävä eri isännillä olevia virtuaalikoneita, harkitse UDP-tunneleita (yleinen ohjain) tai SDN VPN: ää , kuten ZeroTieria, NAT- ja Bridge-verkkojen helppoon yhdistämiseen.

Paranna verkon suorituskykyä

Lisäverkkosovittimet voivat auttaa tasapainottamaan liikennettä palveluittain (esim. yksi verkkokortti hallintaa ja toinen dataa varten) virtuaalikonekohtaisen rajoituksen rajoissa.

Ei-kriittisten virtuaalikoneiden kaistanleveyden rajoittaminen estää niitä ylikuormittamasta linkkiä. Tällä tavoin priorisoit latenssille tai kaistanleveydelle herkkiä palveluita.

Oikean tilan valinnalla on merkitystä: Silloitettu tila yleensä vähentää viivettä ja yksinkertaistaa suoraa lähiverkkotiedonsiirtoa; NAT/Network NAT tarjoaa eristystä ja helppokäyttöisyyttä.

Käytä virtio-netiä , kun vieraskone tukee ajureita: se vähentää emulointikustannuksia ja parantaa läpimenoaikaa.

Jumbokehyksiä tuetaan vain, kun Intel on Bridge-tilassa ja koko reitti tukee niitä; muussa tapauksessa poista ne käytöstä hiljaisten häviöiden välttämiseksi.

Yleisten ongelmien vianmääritys

Virtuaalikoneella ei ole verkkoa : tarkista valittu tila (NAT vs. Bridge), "Kaapeliyhteys" -ruutu, että isännässä on internetyhteys NAT-tilassa ja että Bridgessä olet valinnut oikean fyysisen sovittimen.

Ei ulkoista pääsyä NAT/NAT-verkossa: luo asianmukaiset edelleenlähetyssäännöt; vahvista isännän portit, korjaa IP-osoitteet ja palomuuri (sekä isäntä että virtuaalikone) sallivat liikenteen.

Vierailijaohjaimet : Asenna vieraslisäosat ja asianmukaiset verkko-ohjaimet (esim. Virtio). Vanhemmissa järjestelmissä valitse yhteensopivat Intel/AMD-mallit.

Huono suorituskyky : Älä varaa liikaa RAM-muistia/suoritinmuistia (enintään 50–60 % isännän tilasta), ota VT-x/AMD-V käyttöön BIOSissa , siirrä virtuaalikoneet SSD-levylle ja vältä isännän kuormittamista tarpeettomilla prosesseilla.

Melko harvinaisia ​​ongelmia vierasversioiden kanssa Linuxissa: tarkista VirtualBoxin ja vierasversioiden yhteensopivuus; asenna ytimen otsikot/moduulit tarvittaessa uudelleen.

Vaihtoehtoja VirtualBoxille

VMware kilpailee keskenään, ja Workstation Player (ilmainen) ja Pro (maksullinen) tarjoavat edistyneempiä ominaisuuksia ja erinomaisen suorituskyvyn.

Parallels Desktop (macOS) erottuu edukseen Mac- integraatiollaan ja suorituskyvyllään ; tässä esitetyn lähestymistavan mukaan se on pääasiassa suunnattu Windowsin käyttämiseen mukavalla ja tyylikkäällä tavalla.

QEMU on avoin ja erittäin monipuolinen, ihanteellinen emulointiin ja kevyisiin skenaarioihin, ja siinä on laaja arkkitehtuurituki ja tehokkaat verkkoyhteydet.

Hyper-V tulee Windows Pro/Enterprisen mukana; se on ilmainen, siinä on hyvä suorituskyky ja salaus, vaikkakin sen käyttökäyrä on hieman teknisempi.

XEN on avoimen lähdekoodin ja modulaarinen, ihanteellinen paravirtualisointiin ja mukautettaviin ympäristöihin, joissa keskitytään suorituskykyyn.

Levyformaatit ja esimääritetyt virtuaalikoneet

VirtualBox tukee VDI-, VMDK-, VHD- ja HDD-muotoja sekä OVA/OVF-tiedostojen tuontia ja vientiä. QCOW/QED ovat saatavilla myös QEMU-yhteensopivuuden takaamiseksi tietyissä tapauksissa.

• VDI Se on VirtualBoxin natiivimuoto; yksinkertainen ja tehokas useimpiin käyttötarkoituksiin.
• VMDK helpottaa yhteentoimivuutta VMwaren kanssa ilman päänsärkyä.
• VHD sopii hyvin Microsoftin työkaluihin; hyödyllinen levyjen uudelleenkäyttöön ja tiedostojen palauttamiseen.
• Kiintolevy (rinnakkaisasemat) skenaarioissa, jotka ulottuvat Macin Parallels-ekosysteemiin.

Hyödyllisiä käyttövalmiiden virtuaalikoneiden latauksia : viralliset Windows-levykuvat (mukaan lukien Insider-versiot) Microsoftin palvelimilta tai luetteloista, kuten Adguard; Linux-kokoelmat Osboxeissa ja VirtualBoxissa; vanhempien järjestelmien luettelot (Windows 95/98/ME/NT, MS-DOS jne.) repositorioissa, kuten Virtual Disk Images; ja GitHubissa VirtualBoxille julkaistut OVA-muotoiset virtuaalikoneet.

VirtualBoxin verkkotilojen hallinta antaa sinulle täydellisen hallinnan virtuaalikoneesi kommunikoinnista: NAT ja Network NAT joustavaa eristämistä varten, Bridge lähiverkkointegraatiota varten, Internal ja Host-Only suojattuja laboratorioita varten sekä edistyneet vaihtoehdot (promiscuous, virtio-net, jumbo frames, UDP-tunnelit tai VDE) vaativiin skenaarioihin. Vankan perustan avulla vaatimuksissa, suorituskyvyssä, porttien edelleenlähetyksessä ja vianmäärityksessä virtuaalilaboratoriostasi tulee luotettava työkalu oppimiseen, testaukseen ja käyttöönottoon ilman yllätyksiä.