VirtualBox ou comment avoir le beurre et l argent du beurre

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1 Comment faire VirtualBox ou comment avoir le beurre et l argent du beurre Responsable de la ligne Windows au Domaine IT - EPFL Nowadays, almost anyone can install a virtual machine onto their personal computer. This article will guide you through the installation of the free VirtualBox environment. Then we will install Windows and Linux virtual guest operating systems. Installer une machine virtuelle sur son poste de travail est à présent à la portée de presque tout le monde. Cet article va vous guider pas à pas dans l installation d un environnement gratuit VirtualBox sur votre machine personnelle et ensuite dans l installation de systèmes invités virtuels, Windows ou Linux. Virtualiser quoi? pourquoi? comment? Virtualisation 1, le mot est lâché! Il peut s appliquer à beaucoup d objets, mais cet article va s arrêter à la virtualisation d ordinateurs. Autrement dit, on va créer de bons vieux PC virtuels sur votre machine favorite, en gros, cela revient à faire ceci: ces PC virtuels vont pouvoir se comporter comme autant de machines physiques différentes qui seront le réceptacle d OS identiques ou différents. Dans le monde de la virtualisation, il existe deux familles principales: les versions serveur, gros systèmes conçus essentiellement pour remplacer des grappes de machines peu utilisées (le service du DIT myvm & en est un bon exemple) et les versions personnelles destinées à être exécutées dans l environnement d un utilisateur (sur son bureau si vous préférez). On utilisera des machines virtuelles personnelles pour tester un logiciel ou tout simplement pour exécuter une application qui ne fonctionne pas avec le système d exploitation de votre machine préférée. Il existe plusieurs logiciels de virtualisation commerciaux personnels, le plus connu étant VMWare Workstation. Ce logiciel propose beaucoup de fonctionnalités, mais est très coûteux. Il y a quelque temps déjà est apparue dans le monde libre une alternative tout à fait viable: VirtualBox, VBOX en abrégé. À noter cependant que seul le moteur VBOX est Open Source, certaines parties du code restent propriétaires (p.ex. le driver USB). Pour l histoire, VBOX a été développé initialement par la compagnie Innotek, celle-ci a été rachetée par Sun Microsystems qui a repris et étendu ce logiciel. Installation de VirtualBox Tout d abord une (très) bonne nouvelle: VBOX peut être installé sur quasiment toutes les plates-formes courantes (et ce n est pas du Java!): Windows (de XP à Win7), Mac OS X, Linux, Solaris Pour installer le logiciel, il faut d abord aller chercher le binaire (www.virtualbox.org/wiki/downloads) et choisir le lien de téléchargement en fonction de votre plate-forme. La procédure d installation est très simple et les drivers (pour Windows) sont signés par Sun, ce qui permet une installation propre de ceux-ci. À noter que durant la phase d installation du réseau virtuel, votre carte ou chip réseau sera réinitialisé ce qui peut interrompre un téléchargement ou une copie réseau en cours, il est donc plus prudent d effectuer l installation sans aucun autre logiciel actif à ce moment-là. Si vous aviez déjà installé VBOX, les paramètres et machines virtuelles existants sont bien entendu gardés. Exécutez VirtualBox Il lui faut d abord régler quelques paramètres, dont un enregistrement chez Sun (bientôt Oracle &!). 1 Cet enregistrement est nécessaire et il vous permettra d être tenu au courant des mises à jour. L environnement graphique interne de VBOX étant Qt de TrollTech (Nokia) et donc indépendant du système hôte, la présentation est exactement la même pour toutes les plates-formes. Les copies d écran fournies avec cet article ont été créées avec VirtualBox installé sur un Windows Vista 64 bits. 1 Virtualisation et virtualiser ne sont pas dans le dictionnaire, mais je ne vois pas trop par quoi remplacer ce néologisme. De toute façon, je crois que vous avez bien compris de quoi je parlais J 26 JANVIER N 1 5

2 Installer une machine virtuelle (invité): Windows Voilà! En avant toute! Pour commencer, nous allons nous attaquer à un invité simple: l installation d un Windows 7. La VBOX est encore vierge. AVANT de créer une nouvelle machine, je vous conseille de paramétrer l emplacement des machines virtuelles sur l un de vos disques durs qui est à l aise au niveau place. Pour cela, choisissez le menu Fichier -> Préférences et choisissez l option Général: On sélectionne à présent la quantité de mémoire que l on va attribuer à la VM. L assistant propose une valeur qui est en fait la quantité de mémoire minimum pour faire tourner l OS correctement sans application ou service supplémentaire installé. Ce réglage est important, car contrairement à l espace disque nous en parlerons plus loin chaque VM en exécution consomme la mémoire spécifiée sur la machine hôte. C est donc LE facteur limitatif du nombre de VM que vous pouvez exécuter simultanément!!! Comme ma machine hôte a tout plein de mémoire, je vais lui donner 1 GB. À noter cependant et contrairement aux machines physiques qu il est très simple d augmenter ou de diminuer ce paramètre, cela ne pourra cependant être fait qu après l arrêt du système invité. 3 Validez par OK. On va maintenant créer notre Windows 7. Cliquez sur Nouveau: 6 Nous allons maintenant installer un disque dur pour notre VM. Les disques durs virtuels sont de simples fichiers sur la machine hôte (1 disque dur = 1 fichier). La taille que propose l assistant est vraiment la taille minimale pour que l OS fonctionne correctement. Comme nous avons une installation vierge, nous allons donc créer un nouveau disque dur virtuel 4 Petit message de bienvenue dans l assistant. Cliquez sur Suivant >. On va maintenant choisir un nom (une étiquette) pour notre machine virtuelle (VM) et choisir son système d exploitation. Cette information est importante, car elle permettra de créer une machine optimisée pour l OS désiré: 7 6

3 Un paramètre important, le type de conteneur. Pour une utilisation courante, utilisez le mode dynamique, ce qui n utilisera que l espace disque réellement consommé sur votre machine hôte. Le mode dynamique est cependant un peu plus gourmand en ressources machines lors de l écriture, car VBOX doit alors augmenter la taille du fichier. Le mode à taille fixe va lui créer un fichier à la taille exacte du volume que vous avez demandé, cette opération peut prendre un peu de temps maintenant, mais cela améliorera les performances de votre VM en cours d exécution et lui garantira que l espace disque lui est vraiment disponible. Le mode fixe est à utiliser si l on a besoin de performances ou s il s agit d une machine critique. Dans notre cas, nous choisirons une image à taille dynamique: Voilà! La VM est (presque) prête, la partie de droite vous donne un rappel de la configuration de votre machine: 10 8 Nous allons définir ici l emplacement du fichier sur la machine hôte. Par défaut VBOX va créer un répertoire avec le nom de la VM dans le répertoire des disques virtuels (vous vous souvenez, je vous avais fait modifier ce paramètre au tout début?). Comme j ai un disque dynamique, je suis généreux et je lui donne 120 GB Mais, pour installer le système, il nous faut le DVD de Windows 7. Rassurez-vous, nous n allons pas vous faire graver un DVD (bien que l installation d un OS soit aussi possible depuis un lecteur physique), mais nous allons plutôt monter un CD virtuel qui pointera sur l image ISO de Windows 7 disponible sur Olympe &. Cliquez sur le lien Stockage et sélectionnez l icône du CD dans l arborescence Stockage. Dans la partie de droite, en face de Lecteur optique, cliquez sur le symbole Dossier avec une flèche (Ouvrir le Gestionnaire de supports virtuels): 11 9 Dans ce gestionnaire, cliquez sur Ajouter, puis, dans la boîte de dialogue d ouverture de fichier, allez sur Olympe et sélectionnez le fichier ISO pour Windows 7, 32 bits, puis validez. Sélectionnez la ligne que vous venez de créer, puis cliquez sur Choisir JANVIER N 1 7

4 Il ne vous reste plus qu à lancer l installation de la machine en cliquant sur l icône Lancer. La procédure d installation de Windows 7 démarre et, au bout de quelques minutes (si! si! ça va très vite!) ta-da! Vous avez un beau Windows 7 tout beau, tout neuf: Activation de Windows (pour Windows 7, Vista, Windows Server 2008 et 2008 R2) Dans cette configuration (comme pour une machine physique), Windows n arrivera pas à s activer auprès du serveur KMS & de l école. Il faut soit rentrer la machine dans Active Directory (ce n est peut être pas pertinent selon l usage de la VM) ou suivre les indications données dans l article: windows.epfl.ch/?article=256. Installer une machine virtuelle: Linux (Ubuntu) La procédure d installation est très similaire à celle que nous venons de faire Sauf qu il faudra bien entendu spécifier Linux Ubuntu comme machine invitée: 13 Mais, mais, mais, ce n est tout à fait fini, même si l OS invité fonctionne parfaitement. Vous remarquez déjà que chaque fois que vous cliquez sur la fenêtre, la souris devient captive de l invité et que vous devez utiliser la touche CTRL droite du clavier pour la libérer. De plus, l affichage n est pas optimisé et chaque affichage pourra consommer beaucoup de ressources de la machine hôte. Pour contourner ces problèmes, il suffit d installer une collection de pilotes nommée Additions Invité. Sous Windows, c est très facile (nous verrons plus loin que pour Linux, c est un poil plus tricky), il suffit d aller dans le menu Périphériques de cette fenêtre et de choisir l option Installer les additions invité (n oubliez pas de libérer la souris avec la touche CTRL droite du clavier pour accéder au menu!) Cela simule en fait le montage d un CD qui contient tout ce qui est nécessaire. Et comme d habitude sous Windows, lorsqu un CD est inséré dans un lecteur, il affiche: 15 Pour le reste, faire comme précédemment. Une fois l installation d Ubuntu terminée, il faudra tout d abord désactiver le pointeur vers l image ISO du CD: Dans la fenêtre de la VM, menu Périphériques --> Périphériques optiques --> Décocher l image ISO de votre distribution Ubuntu (sinon votre VM redémarrerait avec le CD). Puis, comme sous Windows, il faut installer les Additions Invité. Tout d abord ET AVANT DE TENTER UNE INSTALLATION DES ADDI- TIONS, ouvrir une fenêtre Terminal et exécuter les commandes suivantes: $ sudo apt-get install dkms (entrez votre mot de passe) (installation du paquet dkms) $ sudo reboot 14 Cliquez sur la barre Exécutez VBoxWindowsAdditions.exe. Autorisez le fichier à s exécuter et l assistant d installation démarre. Je vous fais grâce des copies d écran qui sont classiques pour l installation de pilotes. Une fois ceux-ci installés, redémarrez la VM et celle-ci est maintenant prête à l emploi. Comme sur une machine physique, il ne faudra pas oublier d installer un anti-virus et de mettre à jour Windows par un petit coup de Windows Update. Un reboot est nécessaire, car le kernel peut être touché Ensuite, allez dans le menu Périphériques --> Installer les Additions Invité (vous n avez pas oublié que la touche CTRL droite libère le curseur, n est-ce pas?). Un message d information apparaît comme quoi un CD avec des exécutables vient d être inséré. Cliquez sur validez, puis lancez une fenêtre terminal. Dans celleci tapez les commandes suivantes: $ cd /media/cdrom0 $ sudo sh./vboxlinuxadditions-x86.run (entrez votre mot de passe) (construction et installation des modules Guest Additions) $ sudo reboot 8 26 JANVIER N 1

5 Si vous maîtrisez bien Linux, vous pouvez éviter ce reboot en redémarrant manuellement la HAL et le système graphique. Voilà! vous avez un bel Ubuntu tout prêt: 16 VirtualBox et le réseau VBOX virtualise également la connexion réseau entre vos systèmes invités et la connexion réseau de votre machine hôte. Vous pouvez opter pour plusieurs types de connexions. Réseau par translation d adresse (NAT & ) C est la connexion par défaut. Un serveur NAT et DHCP & fournit une connexion vers le monde extérieur. C est un peu comme le routeur ADSL ou Câble que vous avez probablement à la maison et qui vous permet de connecter plusieurs machines sur votre réseau privé. C est une méthode facile à mettre en œuvre, mais qui pose quelques difficultés si vous devez vous connecter à l une de vos VM depuis le monde extérieur. Prenons le cas où vous auriez un serveur Web sur l une de vos VM et que vous désiriez qu un utilisateur puisse s y connecter depuis une machine autre que votre machine hôte ou une VM locale. Pour y arriver, il va falloir retrousser un peu ses manches et utiliser la ligne de commande.sur votre machine hôte ouvrez une fenêtre CMD (Windows) ou Terminal (autres) dans le répertoire d installation de VBOX. Dans cet exemple, le nom de la machine virtuelle est article, la carte réseau virtuelle PCNet, sur l emplacement 0 (le premier). Le port du serveur Web sur la VM est le 80, le port translaté sur la machine hôte sera le 8080 (voir dans les restrictions du NAT pourquoi l on ne peut pas utiliser ici le port 80!). Entrez les commandes suivantes: > VBoxManage setextradata "article" "VBoxInternal/Devices/pcnet/0/LUN#0/Config/myweb/ Protocol" TCP > VBoxManage setextradata "article" "VBoxInternal/Devices/pcnet/0/LUN#0/Config/myweb/ GuestPort" 80 > VBoxManage setextradata "article" "VBoxInternal/Devices/pcnet/0/LUN#0/Config/myweb/ HostPort" 8080 myweb est le nom de la section de configuration pour cette ouverture de port, vous pouvez choisir le nom que vous désirez, mais il doit être identique pour toutes les commandes qui concernent cette action. Pour plus d informations, lisez le chapitre VBoxManage dans la documentation. RESTRICTIONS en mode NAT Il y a quatre limitations que le NAT de VBOX impose par rapport à un NAT classique: 1) Limitation du protocole ICMP Le support de ICMP n est pas complet, si le ping fonctionne correctement, d autres outils ICMP comme traceroute peuvent ne pas donner un résultat fiable. 2) La réception de broadcasts UDP n est pas fiable Un invité peut ne pas recevoir un broadcast UDP car, pour économiser des ressources, l invité n écoute que quelques instants après une transmission par un port UDP. Cela impacte surtout la résolution de noms NetBIOS en mode broadcast sous Windows (WINS et AD fonctionnent, eux, parfaitement bien!) 3) Les protocoles autres que TCP et UDP ne sont pas supportés Typiquement le GRE du VPN PPTP de Microsoft. N utilisez que des logiciels travaillant en TCP et UDP en mode NAT. 4) La translation de port <1024 sur la machine hôte est impossible Si vous essayez quand même et que la machine hôte est basée sur Unix (Linux, Mac OSX etc.), la VM refusera de démarrer! Cela est dû au fait que le noyau exige, pour un processus écoutant sur un port < 1024, que celui-ci soit exécuté avec les droits root. Par accès par pont (bridged) C est le mode recommandé pour un invité serveur (ou offrant des services). Il s agit alors d une liaison directe, mais virtualisée entre la couche réseau de la machine hôte et la VM. Les paramètres réseau de la VM se situent au même niveau que la machine hôte, ce qui signifie, à l EPFL, l obtention d une adresse TCP-IP du type xxx.yyy auprès de l équipe réseau (network.epfl.ch). Par réseau interne Il s agit d un câblage purement interne. Une VM ne peut donc voir que les autres VM qui sont connectées sur ce réseau. Aucune connexion n est possible par ce réseau entre la VM et l hôte ou le monde extérieur. Par accès privé hôte Similaire au réseau interne, il permet en plus de se connecter à la machine hôte mais toujours pas au monde extérieur. Une interface virtuelle est créée sur l hôte pour permettre la connexion à ce réseau. Par aucun accès (non attaché) Cela simule une carte réseau présente physiquement sur la VM, mais non raccordée (comme si l on avait déconnecté le câble réseau). Pratique pour désactiver provisoirement une connexion. Matériel réseau virtuel Ah! Que voici un beau titre! En fait VBOX simule le matériel de différentes cartes réseau: 1) AMD PCNet PCI II 2) AMD PCNet Fast III (carte par défaut) 3) Intel PRO/1000 MT Desktop 26 JANVIER N 1 9

6 4) Intel PRO/1000 T Server 5) Intel PRO/1000 MT Server 6) Adaptateur réseau paravirtualisé Le choix entre le chipset réseau AMD ou Intel peut être influencé par l OS installé sur l invité. Par exemple, Linux préfèrera un AMD PCNet Fast III tandis que Vista un Intel PRO/1000. Le sixième type est un peu spécial, si vous le choisissez, le hardware de la carte réseau Host sera directement connecté à la VM ce qui permet une amélioration notable des performances réseau. Cependant il nécessite la mise en place d un pilote de paravirtualisation virtio qui fait partie du projet Open Source KVM &. Virtio est supporté nativement par les noyaux Linux ou supérieurs. Pour Windows, vous trouverez les pilotes sur la page Web du projet KVM: Chaque VM permet l installation de quatre cartes réseau. Les répertoires partagés Il peut être intéressant de pouvoir se connecter depuis une VM sur un volume de la machine hôte. Cela est réalisé au moyen de l option des répertoires partagés. Création du partage sur la machine hôte Dans les préférences de la machine (ou dans le menu Périphériques de la VM), accédez à l option Répertoires partagés. Si vous n avez pas encore de répertoire actif, cliquez sur l icône de dossier avec un + pour ajouter un répertoire à la liste et choisissez le répertoire local de la machine hôte à partager: Et voici le résultat: 18 Note: les additions invité doivent être installées pour que les répertoires partagés fonctionnent! Instantanés et clonage des disques VBOX permet de faire des instantanés, cela prend littéralement une photographie de l invité à un moment précis. Ultérieurement vous pourrez alors rétrograder la machine virtuelle exactement au moment de l instantané. Cette option vous permet de tester un logiciel, puis de revenir avec une machine propre si ce logiciel vous pose un problème. L instantané est donc fortement lié à une machine virtuelle. Pour faire un instantané, utilisez le menu de la VM: Machine --> Saisie d un Instantané. Pour revenir à un état précédent, arrêtez la VM, puis, dans la page principale de VBOX, sélectionnez la VM en question (partie gauche), puis sélectionnez l onglet Instantané (partie droite). Sélectionnez maintenant l instantané à restaurer, puis avec le clic droit de la souris, sélectionnez l option Restaurer instantané: 17 Les répertoires partagés seront disponibles pour toutes les VM. Montage d un répertoire partagé depuis un invité Windows C est d une simplicité enfantine, les répertoires partagés de VBOX fonctionnent comme une connexion réseau Microsoft sur le serveur (virtuel) VBOXSVR. Montage d un répertoire partagé depuis Linux Ouvrir une fenêtre Terminal et tapez les commandes suivantes: # créer un point de montage (à ne faire qu une fois): $ sudo mkdir /mnt/hostdownloads # monter le répertoire partagé: $ sudo mount t vboxsf downloads /mnt/ hostdownloads 19 Cependant, quelquefois il peut être intéressant de cloner une machine pour éviter de devoir réinstaller tout l OS. Il n est malheureusement pas possible de connecter deux VM sur le même disque virtuel, VBOX vérifiera le GUID du disque et refusera l opération. Cependant VBoxManage nous offre la possibilité de cloner un disque facilement. Comme toujours, ouvrez une fenêtre CMD ou Terminal et tapez la commande suivante (je vais ici cloner le disque de ma machine virtuelle Windows 7): > VBoxManage clonehd D:\VBoxArticle\HardDisks\ Fenêtre_sept.vdi D:\VBoxArticle\HardDisks\ Fenêtre_sept_clone.vdi - format VDI Je pourrai alors ensuite créer une nouvelle VM Windows et, au lieu de créer un nouveau disque, le connecter à ce volume cloné. Mais il existe un problème inhérent au clonage (le problème est bien connu des gens qui font des déploiements par image disque) 10

7 c est que vous avez deux machines rigoureusement identiques, ce qui ne devrait jamais se produire et qui pourrait poser des problèmes de sécurité (MAC address & pour Linux, Machine SID & pour Windows). Pour les versions de Windows antérieures à Vista, il existe un petit outil de SysInternals qui fait très bien le travail: NewSID.exe. Pour Windows Vista et 7, le SID n'est plus aussi important, vous pouvez donc le laisser tel quel! Pour Linux, il faut modifier la MAC address de la carte réseau. C est facile: les paramètres de la carte réseau de la VM permettent de la changer facilement (cliquer sur les deux flèches tête-bêche pour régénérer une nouvelle adresse). Cependant, ce n est pas vraiment suffisant, car Linux garde une trace dans le fichier /etc/udev/rules.d/70- persistent-net.rules. La solution la plus simple est d effacer ce fichier, il sera recréé proprement lors du prochain démarrage de la machine. Périphériques USB VBOX vous autorise à connecter un périphérique USB sur la machine hôte et qui sera redirigé vers un invité. Tout d abord un avertissement, histoire d éviter tout désagrément ultérieur: UN PÉRIPHÉRIQUE USB NE PEUT SERVIR QU UNE MACHINE À LA FOIS!!! Soit la machine hôte, soit une (et une seule) VM. Réserver un périphérique USB Lorsque vous connectez un périphérique USB, celui-ci va demander à l OS de se connecter et de mettre en place les pilotes nécessaires à son bon fonctionnement. Lors de l installation de VBOX vous aurez peut-être remarqué qu il installait un pilote USB spécial. Celui-ci aura pour tâche de détecter un périphérique lors de sa connexion et de le rediriger vers la VM choisie. Lancer, VM arrêtée, les préférences de celle-ci, puis sélectionner l option USB. Cliquez sur la petite prise USB avec un plus à droite et sélectionnez le périphérique désiré (ici une clé USB fig. 20). Redémarrez la VM, pendant ce temps, éjectez le périphérique USB, attendez quelques secondes, puis reconnectez-le dès que l OS de l invité est prêt. Cette manière de faire réservera ce périphérique USB à l usage exclusif de la VM choisie. Une autre solution est de connecter au vol un périphérique USB déjà présent sur la machine hôte. Attention! Cela déconnectera brutalement le périphérique de la machine hôte (comme si vous sortiez la prise), évitez donc cette manipulation si des données sont en cours d écriture sur le périphérique!!! Dans la fenêtre de la VM, menu Périphériques --> Périphériques USB --> (faire votre choix dans la liste). Il sera alors déconnecté de la machine hôte puis reconnecté sur l invité. Si vous avez des difficultés avec les périphériques USB, lisez le chapitre USB Troubleshooting de la documentation. En guise de conclusion Vous avez maintenant entre les mains un outil TRÈS puissant, gratuit et partiellement Open Source, malheureusement je n ai fait que survoler les principales caractéristiques. Jetez VRAIMENT un œil (même si vous n en avez que deux) sur la documentation fournie, vous apprendrez plein de trucs et d astuces (saviez-vous que VBOX était programmable ou que vous pouvez vous connecter à distance avec le protocole RDP?). De plus, l équipe qui développe VBOX est très dynamique: le temps que j écrive ce papier, nous sommes passés à la version 3.1.2!!! (ou alors, c est moi qui suis très lent J). PS: Comme cet article doit paraître dans l édition de janvier du Flash Informatique, j en profite pour vous souhaiter une bonne et heureuse année avec tout plein de logiciels qui fonctionnent bien et font ce que l on désire (hum!). n 20 GLOSSAIRE & DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): protocole réseau qui permet d attribuer une adresse IP de façon dynamique KMS (Key Management Service): pour les systèmes Windows, un serveur KMS local distribuant automatiquement des clés de licence pour les produits de Microsoft (actuellement Vista, Win7, Win2008 et Win2008R2) KVM (Kernel-based Virtual Machine): machine virtuelle libre pour Linux (www. linux-kvm.org) MAC Address: c est un identifiant physique unique stocké dans la carte ou l interface réseau de l ordinateur Machine SID: Identificateur de sécurité unique. Il s'agit d'une chaîne au format GUID qui permet d'identifier une machine donnée pour la gestion des ACL de ladite machine. myvm: prestation du DIT-EPFL pour l hébergement en central de machines virtuelles (myvm.epfl.ch) NAT (Network Address Translation): mécanisme réseau qui permet de faire communiquer un réseau local avec Internet; dans le cadre de virtualisation, cela permet de faire correspondre une seule adresse physique (celle de la machine-hôte) aux adresses des machines virtuelles. Olympe: serveur de logiciels pour le monde Windows géré par le DIT-EPFL Oracle: logiciel de bases de données de la société Oracle Corporation qui a acquis en 2009 la société Sun Microsystems qui a elle-même acquis en 2008 la société InnoTek, développeur du logiciel VirtualBox. 26 JANVIER N 1 11

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