Pagina Menu

Virtualisatie

Normaal is er op een computer slechts één besturingssysteem aanwezig, zoals Microsoft Windows, Linux, Mac OS. U kunt meerdere besturingssystemen op een computer installeren, maar er kan er maar één opgestart worden. Anno 2008 raken dergelijke multiboot­systemen steeds meer uit de gratie. Niet zo vreemd als u bedenkt dat virtualisatie in veel gevallen een stuk interessanter is. Er zijn verschillende software­oplossingen beschikbaar waarbinnen u een tweede besturings­systeem kunt starten. Het besturings­systeem dat binnen zo'n programma draait, kan niet zomaar gebruik maken van bijvoorbeeld de harde schijf of het toetsenbord, want dat is al in gebruik door het hoofdbesturings­systeem. Maar het programma spiegelt als het ware een denkbeeldige (virtuele) computer voor met een virtuele harde schijf en een virtueel toetsenbord etc. Omdat zo'n programma zich voor doet als een virtuele computer, heet de methode 'virtualisatie'. Het is mogelijk om meerdere virtuele computers te maken en zo meerdere gastbesturings­systemen tegelijkertijd te laten werken.

Virtualisatie kan door middel van verschillende technieken bereikt worden. Elke techniek heeft zijn eigen voor- en nadelen. Om de juiste techniek te kunnen kiezen, is uw situatie bepalend. Er is niet één beste techniek. Hieronder vindt u, enigszins vereenvoudigd, uitleg bij de technieken.

Hardware virtualisatie

Deze vorm van virtualisatie wordt bereikt door voor elk besturings­systeem een gehele computer te emuleren / simuleren. VMware, Xen (kan ook werken met para­virtualisatie) en KVM maken hier gebruik van. Het voordeel is dat elk besturings­systeem geïnstalleerd kan worden, het heeft immers niet door dat het gevirtualiseerd wordt. Het nadeel is dat er veel verlies in prestatie is, omdat de emulatie van meerdere computers veel rekenkracht en geheugen vordert. De laatste tijd is het gelukt om de rendements­verliezen enigszins te beperken, mede dankzij een hardware­component die de virtualisatie een handje help.

Para­virtualisatie

Dit is virtualisatie door middel van het aanpassen van het besturings­systeem. Xen, onder andere gebruikt door de Amazon cloud, maakt gebruik van deze techniek. Doordat het besturings­syteem aangepast is op de virtualisatie kan het rendements­verlies beter beperkt worden. Een nadeel is echter dat onveranderde besturings­systemen niet ondersteund worden of minder winst halen uit de voordelen. Er blijft echter een rendements­verlies optreden door emulatie hetgeen er net als bij hardware virtualisatie toe leidt dat de beschikbare capaciteit niet volledig wordt benut.

Container based virtualisatie

Deze techniek emuleert geen hardware. Het is daarom de snelste virtualisatie­techniek. Alle beschikbare capaciteit wordt gedeeld. Daarom maakt container based virtualisatie het meest efficiënt gebruik van de voorhanden capaciteit. Het rendements­verlies dat bij deze vorm van virtualisatie optreedt is slechts 1-3%. Container based virtualisatie biedt daarom het meeste snelheid en kosten­besparing. Tevens wordt het milieu zo min mogelijk belast.

Virtuele servers draaien bij hardware- en para­virtualisatie elk hun eigen kernel. Bij container based virtualisatie draaien alle virtuele servers echter op dezelfde kernel. Door aanpassingen in de kernel zijn de virtuele servers wel volledig van elkaar gescheiden maar kunnen gezamenlijk profijt hebben van de voorhanden hardware zonder last te hebben van rendements­verlies.

Een beperking bij container based virtualisatie is dat alleen Linux gedraaid kan worden. Een tweede beperking is dat binnen de virtuele servers geen eigen kernel of kernel modules gedraaid kunnen worden. In verreweg de meeste gevallen biedt dit geen problemen. Het is meestal zelfs een voordeel omdat de beheerder van een virtuele server zich niet hoeft te bekommeren over het installeren en up to date houden van de kernel.

Met virtuali­satie installeert u een besturings­systeem binnen een ander besturings­systeem. Het gevirtuali­seerde besturings­systeem wordt in een afge­schermde omgeving (virtuele machine) uitgevoerd en gedraagt zich als een programma, waarvan u het venster kunt minima­liseren en sluiten. U kunt meerdere virtuele machines aanmaken en hierin telkens een besturings­systeem onderbrengen.

Het hoofd­besturings­systeem wordt de 'host' genoemd.
Het gast­besturings­systeem heet de 'guest'.

virtualisation.jpg

 

Het grote voordeel van virtualisatie is dat de verschillende besturings­systemen van elkaar afgeschermd zijn. Daardoor kan bijvoorbeeld onderzoek naar computervirussen gedaan worden, zonder dat de computer (de 'host') wordt geïnfecteerd. U kunt ook kosten besparen door meerdere besturings­systemen (met bijvoorbeeld elk een webserver) te laten werken op één computer. Doordat de 'guests' van elkaar afgeschermd zijn, is het geheel gemakkelijker te beheren en ook dat levert een kostenbesparing op.

Door meerdere guest-besturingssystemen te laten werken op één computer, heeft die computer extra geheugen nodig en een snellere processor. In de praktijk blijkt dat het goedkoper is om één duurdere computer (vaak een server) te gebruiken met virtualisatie, dan meerdere goedkopere computers zonder virtualisatie.

Termen

Om duidelijk te maken wat virtualisatie en Hyper-V inhouden bespreekt deze paragraaf enkele termen.

Virtuele machine: een virtuele machine is een machine die is geïnstalleerd in een virtuele omgeving die uw hardware nabootst. Deze ligt 'boven op' uw normaal geïnstalleerde besturingssysteem.

Hypervisor: de virtuele machine draait in een hypervisor. De hypervisor regelt voor elk extra besturingssysteem dat u installeert de toegang tot de processor, grafische kaart, geheugen en schijf en zorgt ervoor dat de computer niet vastloopt en dat de virtuele machine onafhankelijk van het hoofdbesturings­systeem werkt.

Gast-OS: elk besturings­systeem dat in een hypervisor wordt geïnstalleerd, is een gast op uw eigen besturings­systeem, dus noemen we dit logischerwijs een gast-besturings­systeem of kortweg gast-OS.

Host-OS: het besturings­systeem dat u zelf gebruikt, is de 'host', de gastheer. Die biedt plek voor de extra besturings­systemen die u installeert en die beheerd worden door de hypervisor zelf.

Toepassingen

Vanaf 2007 zijn er meerdere virtualisatie programma's die stabiel werken.
Virtualisatie programma's waarbinnen een guest-besturings­systeem kan werken zijn o.a.: VMware, Microsoft Virtual PC, Microsoft Hyper-V, Xen, Qemu, KVM (gebaseerd op Qemu), VirtualBox, Parallels, Bochs, etc.

Beperkingen van de virtuele machine

Een virtuele machine is handig om oude software te draaien, maar u moet rekening houden met een aantal beperkingen. Ten eerste kunnen de prestaties verschillen tussen computers. Zet alleen een virtuele machine op als u minimaal beschikt over 4 GB intern geheugen en een 64bit-processor met ten minste 1,4 GHz. Ook moet u er rekening mee houden dat u deze virtuele machine niet kunt gebruiken voor oude games: Hyper-V bijvoorbeeld kan geen 3D-versnelling toepassen, het is echt bedoeld voor werkapplicaties.

 

VMware was de eerste fabrikant die virtualisatie op het Intel-platform mogelijk maakte. Door middel van virtualisatie kunnen meerdere virtuele machines (VMs) op een zelfde fysieke machine draaien. Meerdere op de X86-instructieset gebaseerde besturingssystemen kunnen tegelijk naast elkaar draaien; bijvoorbeeld Windows naast Red Hat Linux en een Windows machine. De vraag is of VMware nog toekomst heeft. Het bevindt zich in een kwetsbare positie, want VMware biedt (nog?) geen compleet pakket van virtualisatie en besturingssysteem.

Hyper-V biedt een virtualisatieplatform waarmee u eenvoudig naar de cloud kunt overstappen. Meer informatie en een handleiding om het programma te gebruiken vindt u op deze website.

KVM staat voor 'kernel-based virtual machines'. Het werd oorspronkelijk ontworpen door de grootste Amerikaanse producent van Linux: Red Hat. Dat bedrijf gaf de code echter vrij in open source en volgens de GPL2-licentie. De benodigde KVM-code is standaard in de Linux kernel opgenomen sinds versie 2.6.20.
KVM zit alleen in de 64-bit kernel, aangezien het de hypervisor­functionaliteit van moderne 64-bit processoren vereist. Omdat de functionaliteit alleen in de Linux-kernel zit, spreekt het vanzelf dat KVM alleen beschikbaar is in een 64-bit Linux host. Er is wel sinds 2007 een KVM voor FreeBSD. Aan de gastzijde ondersteunt KVM alles wat zijn virtuele hardware kan herkennen.

VirtualBox is virtualisatie­software waarmee u binnen een besturingssysteem (bijvoorbeeld Windows) een ander besturings­systeem kunt draaien (bijvoorbeeld Linux). Handig om tegelijkertijd twee besturingssystemen te draaien en uit te testen zonder steeds opnieuw te moeten opstarten.

Parallels Desktop is een virtuele Windows-machine voor de Mac. U installeert hiermee een versie van Microsofts besturingssysteem op uw Apple en runt het alsof u achter een pc zit. U hoeft geen andere computer te kopen, mocht u toch gebruik willen maken van Windows-programma's. In tegenstelling tot Apple's standaard aanwezige software voor het draaien van Windows, Boot Camp, deelt u met Parallels Desktop uw harde schijf niet in partities op. Oftewel, u wijst geen ruimte toe aan Windows die u dan kwijt bent voor uw Mac. U opent Parallels Desktop op uw Mac en in dit programma installeert u dan een versie van Windows. Nu heeft u beide besturingssystemen op uw computer staan. Er zijn verschillende manieren om Parallels Desktop te gebruiken. U laat het net zo makkelijk op de voorgrond werken als op de achtergrond. Kiest u voor de eerste optie, dan neemt het uw hele scherm over. Kiest u voor de laatste, dan ziet u in uw dock een logo van Parallels Desktop. Klik hier op en het Windows-menu verschijnt. Dit heeft als voordeel dat uw Windows-programma's tegelijk met Mac-applicaties gebruikt. Voor wie niet graag afscheid neemt van Windows, maar toch echt liever een Mac heeft, is Parallels Desktop de juiste oplossing. U draait simpelweg Microsofts besturingssysteem op uw Apple. Parallels Desktop laat u zo profiteren van beide werelden.

Gebruik van VirtualBox

VirtualBox is handig om bijvoorbeeld vanaf een Windows-computer een Linux-besturings­systeem (Ubuntu, OpenSUSE, Fedora) uit te proberen. Maar u kunt ook twee Windows-versies of twee Linux-versies naast elkaar draaien.

VirtualBox is ontwikkeld door het Duitse bedrijf Innotek dat later overgenomen is door Sun Microsystems, dat op zijn beurt opgekocht is door Oracle. Vanaf versie 4.0 is VirtualBox gesplitst in het basispakket en een extensiepakket met extra functionaliteit. De eerste is open source, de tweede gesloten software. Beide zijn wel gratis.

Een beschrijving van de installatie vindt u op deze website

Hyper-V in Windows 10

Windows 10 Pro heeft de ingebouwde mogelijkheid om andere besturingssystemen te virtualiseren. Windows XP, Windows Vista, Windows 7 en zelfs Linux kunt in Windows 10 Pro gebruiken zonder extra software van derden te hoeven installeren. Dat is mogelijk met Hyper-V.

Bron: deze website.

Om Hyper-V in te schakelen gaat u als volgt te werk. Open het configuratie­scherm door met de rechter muisknop op de startknop te klikken en te kiezen voor Programma's en onderdelen. Links in de zijbalk bevindt zich de optie Windows-onderdelen in- of uitschakelen. Als u daarop klikt, opent zich een nieuw venster. Vink in deze lijst de optie Hyper-V aan en klik op OK. Windows gaat nu extra onderdelen installeren en opent een extra wizard die op zoek gaat naar de vereiste bestanden. Klik vervolgens op Nu opnieuw opstarten om Hyper-V aan te zetten. De computer start twee keer opnieuw op en configureert de extra functies.

Om nu een ander besturings­systeem te installeren, opent u de Hyper-V-beheerder: klik op het menu Start en typ hyper-v. De optie Hyper-V-beheer verschijnt in beeld. Klik erop om die beheerder te openen. Links in de balk ziet u uw computernaam onder de optie Hyper-V-beheer. Dat is dus de hostcomputer: uw eigen pc. Klik op uw computernaam. Er verschijnen nu rechts in beeld verschillende opties. Ziet u uw computer niet links in beeld, klik dan op Verbinding maken met server.

Er opent zich een nieuw dialoogvenster. Kies voor Lokale computer en klik op OK. Als het goed is, bent u nu verbonden met de Hyper-V-service en ziet u rechts het paneel Acties, met onderdelen als Hyper-V-instellingen en Schijf bewerken. Krijgt u de foutmelding dat de hypervisor niet actief is, dan kunt u het volgende proberen: klik met de rechter muisknop op de startknop en kies de optie Opdrachtprompt (administrator). Voer vervolgens het volgende commando in: bcdedit /set hypervisor­launchtype auto en druk op Enter. Probeer het vervolgens nog een keer.

Virtual Switch

Voordat u verder gaat, moet u nog een virtual switch aanmaken. Deze switch is nodig voor onze virtuele machine om verbinding te kunnen maken met het internet. Ga in de Hyper-V-beheer-app naar het menu Acties en kies voor de optie Virtual Switch Manager. Er opent zich een nieuw venster op het tabblad Virtuele switch maken. Kies hierin voor Extern en klik op de knop Virtuele switch maken. Geef een naam aan de virtuele switch. Selecteer bij Extern netwerk uw netwerkkaart.

Heeft u een computer met zowel een wifi- als ethernetverbinding, kies dan de verbinding die nu actief is. De overige opties kunt u laten zoals ze zijn. Klik op OK om de switch aan te maken. Er verschijnt een melding dat de wijzigingen een korte internet­onderbreking kunnen veroorzaken. Heeft u actieve downloads, wacht dan even totdat de downloads klaar zijn alvorens op Ja te klikken.

Een belangrijke vraag is natuurlijk: hoe komt u aan een geldige Windows-versie om te gebruiken als virtuele machine. Als u nog een geldige Windows-licentie hebt liggen, dan kunt u die gebruiken. Heeft u dat niet? Microsoft biedt zelf virtuele machines aan die u 180 dagen kunt gebruiken en waar u zelf software op kunt installeren. Oorspronkelijk zijn deze machines bedoeld voor webontwikkelaars, maar ze zijn voor iedereen vrij te gebruiken. U downloadt de virtuele machines vanaf deze website. Kies daar voor Windows en vervolgens bij Virtual machine voor IE11 on Windows 7. Als u liever een andere versie wilt, kan dat natuurlijk ook. Selecteer bij platform HyperV_2012 en downloadt rechts het zip-bestand. Open na installatie het zip bestand en pak in de map Virtual Hard Drives alleen het bestand IE11 - Win7.vhd uit.

VM aanmaken

Om een virtuele machine (VM) in Hyper-V aan te maken gaat u terug naar de app Hyper-V-beheer. Klik rechts op Nieuw en kies voor Virtuele machine. Er opent zich een nieuw dialoogvenster. Klik op Volgende, voer in het nu volgende scherm een naam in voor de machine. bijvoorbeeld: Windows 7 pro. Klik op Volgende. U moet nu een generatie kiezen. De generatie bepaalt welke functies Hyper-V gaat gebruiken. Voor Windows 7 en eerder kiest voor Generatie 1. Installeert u Windows 8 op 64 bit of nieuwer, dan kunt u Generatie 2 kiezen.

Klik op Volgende en selecteer nu de hoeveelheid intern geheugen voor de VM. Dat is de hoeveelheid geheugen die de VM maximaal kan gebruiken op het moment dat die actief is. Zodra de VM inactief is, wordt dat geheugen vrij gegeven en kan het door Windows zelf weer gebruikt worden. Beschikt uw computer over 4 GB RAM en kiest u hier 1 GB, dan kan uw eigen Windows nog 3 GB gebruiken, waarbij 1 GB dus aan VM wordt toegekend. Voor Windows 7 is 1 GB genoeg. Klik op Volgende. U moet het netwerk configureren en selecteren uit het lijstje de enige optie: het net aangemaakte netwerkswitch. Installeert u Windows XP? Laat dan de optie Niet verbonden geselecteerd. Klik op Volgende.

Het is nu nodig om een virtuele harde schijf aan te sluiten. Heeft u uw eigen installatiemedia? Kies dan voor Een virtuele harde schijf maken en vul een grootte in. Voor Windows 7 en nieuwer is ten minste 60 GB gewenst. Klik Volgende en kies het installatiemedium. Als u een dvd hebt, kiest u voor Een besturingssysteem installeren vanaf een opstartbare cd/dvd-rom en kiest u het betreffende dvd-station. U kunt ook een iso-bestand kiezen om vanaf op te starten door voor die optie te kiezen. Heeft u het image gedownload van Microsoft, kies dan voor de optie Een bestaande virtuele schijf gebruiken en blader naar het opgeslagen vhd-bestand. Klik op Volgende en Voltooien om de wizard te sluiten.

Gaat u Windows XP gebruiken dan moet u de netwerk­verbinding configureren. Gebruikt u een ander OS, dan kunt u deze stappen overslaan. Klik bij Virtuele machines met de rechter muisknop op Windows XP en kies voor Instellingen. Ga naar de optie Hardware toevoegen en kies voor Legacy netwerkadapter. Klik op Toevoegen. Kies bij de Legacy netwerkadapter bij Virtuele switch voor de zelf aangemaakte switch uit de lijst. Ga vervolgens naar Netwerkadapter links in de lijst en klik op de knop Loskoppelen, omdat u de normale netwerkadapter niet meer nodig heeft.

Starten en gebruiken

We gaan nu de virtuele machine starten. Selecteer de machine in de lijst van Virtuele machines en klik rechts op Verbinding maken. Er opent zich een nieuw venster met de melding dat de machine is uitgeschakeld. Klik in de werkbalk boven in dat venster op de tweede knop: de startknop. Windows 7 pro wordt gestart.

Heeft u nu oude software op een cd of dvd die u in Windows 7 pro wilt kunnen draaien, dan kunt u dat als volgt doen. In het venster waarin Windows draait, klikt u op Bestand en vervolgens op Instellingen. Ga naar de optie IDE-controller. Daaronder bevindt zich de optie Dvd-station. Klik daarop en kies in dat venster vervolgens voor Fysiek cd-/dvd-station. Kies de juiste stationsletter als u meerdere dvd-stations hebt en klik op OK. U kunt nu via de Windows Verkenner in Windows 7 de cd of dvd benaderen.

Boven in de werkbalk van de virtuele machine bevinden zich overigens een aantal knoppen waarmee u de virtuele machine kunt uitschakelen (de witte knop met het blokje), afsluiten (de rode knop) en kunt pauzeren (de gele knop).

Extern bureaublad

Standaard maakt Hyper-V verbinding via zijn eigen interface. U kunt ook het programma Verbinding met extern bureaublad gebruiken. Dat heeft als voordeel dat het geluid dan werkt en de schermresolutie zich automatisch aanpast. In Windows 7 pro moet u hiervoor het IP-adres vinden. Dit kunt u doen door het startmenu te openen en op Command prompt of Opdrachtprompt te klikken. Tik nu ipconfig in en druk op Enter. Het IP-adres verschijnt. Open nu Verbinding met extern bureaublad in Windows 10 door dat in te typen in het startmenu. Voer het net gevonden IP-adres in van uw Windows-installatie, waarna een aanmeldvenster verschijnt. Voer hier de gebruikersnaam IEUser in en het wachtwoord Password! en u maakt gebruik van Windows 7 pro met geluid.