Kapitel 1 Einleitung

Transkript

1 Dieses Buch befasst sich mit dem Programm VMware Workstation, dessen Verwendung, der Einrichtung seiner Gast-Betriebssysteme und den Möglichkeiten, die Ihnen mit diesen Systemen nach deren Einrichtung offen stehen. VMware Workstation ist so etwas wie ein Computer innerhalb eines Computers, so dass Sie ein komplettes Betriebssystem starten und unter ihm mit beliebigen Programmen arbeiten können, die für dieses Betriebssystem geschrieben wurden. Und dabei bleibt Ihr ursprüngliches Betriebssystem intakt (und benutzbar). Wenn beispielsweise ein Linux-Anwender mit einem Windows-Programm arbeiten muss, das für Linux nicht angeboten wird (wie z.b. ein System zum Herunterladen von Landkarten für das GPS-System eines Palmtop-Rechners), kann VMware Workstation in einem Fenster geöffnet werden. Dann kann Windows NT dort gestartet und das Landkartenprogramm ausgeführt werden. Nun können die benötigten Karten über die virtuelle serielle Schnittstelle (die mit der echten seriellen Schnittstelle unter Linux verbunden ist) heruntergeladen werden. Anschließend kann Windows dann wieder bis zum nächsten Mal heruntergefahren werden. Das kann auch anders herum funktionieren, so dass Windows-Anwender, die Linux- Anwendungen benötigen, diese auf einer virtuellen Maschine ausführen können. Und das ist erst eine der grundlegendsten Möglichkeiten. VMware ist eine virtuelle Maschine (VM) für einen Rechner mit einem Prozessor ab der Intel-Pentium-Klasse und wird für die Betriebssysteme Windows NT 4.0/ 2000/XP (und Windows.NET Server) und Linux angeboten. Die Software für die virtuelle Maschine läuft auf einem echten Rechner und stellt eine virtuelle Maschine mit derselben virtuellen Architektur wie die der echten Maschine zur Verfügung. Die Architektur basiert auf dem Prozessortyp, so dass es sich beispielsweise bei i686 (Intel Pentium II/III) und sun4u (Sun UltraSPARC) um zwei verschiedene Architekturen handelt. Oberflächlich betrachtet ähnelt VMware Workstation einem Emulator (einer Maschine, die ausschließlich über Software realisiert wird), aber es gibt einen entscheidenden Unterschied zwischen einer virtuellen Maschine im VMware-Stil und einem Emulator. Während Emulatoren jeden einzelnen Befehl für den Zielrechner abfangen, reicht eine virtuelle Maschine die meisten zu verrichtenden Aufgaben an den im Hintergrund arbeitenden echten Rechner weiter. Da der echte Rechner bedeutend schneller als eine Software-Emulation ist, werden Programme auf echten Maschinen viel schneller und effektiver als auf Emulatoren ausgeführt. Darü-

2 ber hinaus brauchen Sie sich weniger Gedanken über Kompatibilitätsfragen als bei Emulatoren zu machen, weil die Fehler bei echten Prozessoren weit weniger wahrscheinlich sind. Der Prozessor eines Rechners arbeitet Hand in Hand mit seinem Arbeitsspeicher (RAM). VMware nutzt die von den heutigen Betriebssystemen gebotenen Speicherverwaltungstechniken, um diese enge Zusammenarbeit auch für seine virtuellen Maschinen zu nutzen. Aber auch virtuelle Maschinen müssen in gewissem Umfang mit Emulationen arbeiten, da ansonsten die virtuelle Maschine einfach nur den kompletten Rechner übernehmen würde. Unter VMware Workstation begegnen Sie Emulationen an zwei Stellen: bei der Hardware-Peripherie (Festplatten, Netzwerkkarten usw.) und bei bestimmten privilegierten Prozessorbefehlen. Aber auch, wenn die VMware- Hardware nur auf der Software-Ebene existiert, lässt sich die echte Hardware doch so auf die virtuelle Hardware abbilden, dass Sie die echte Hardware wie gewohnt über die virtuelle Maschine nutzen können. Natürlich entsteht dabei ein gewisser zusätzlicher Aufwand bzw. Overhead, da die Kommunikation zwischen der echten Hardware und der virtuellen Maschine einige Schichten zusätzlich durchlaufen muss, aber durch diese Abstraktion lassen sich auch bestimmte Eigenschaften nutzen, die diesen Nachteil mehr als ausgleichen. (Ein spezifisches Beispiel ist das Trennen und der Wiederanschluss eines Geräts.) 1.1 An wen richtet sich dieses Buch? Dieses Buch soll eine vollständige Anleitung und Referenz für VMware Workstation sein. Die einzelnen Kapitel beginnen mit praktischen, schrittweisen Anleitungen, mit denen sich jeweils einzelne Aufgabenstellungen bewältigen lassen. Anschließend wird die Darstellung eher zu einer referenzartigen Dokumentation. Da unter VMware Workstation eine Vielzahl von Betriebssystemen gestartet werden können, ist es nur natürlich, dass einzelne Teile für die verschiedenen Leser wiederholenden Charakter haben. Um welche Materialien es sich dabei konkret handelt, ist jedoch vom jeweiligen Leser und dem Betriebssystem abhängig, mit dem dieser am besten vertraut ist. Da VMware einen PC»vervielfältigt«, werden in diesem Buch bei Bedarf auch Aspekte der Hardware und Elemente von Betriebssystemen erläutert. Wenn Ihnen diese Konzepte zwar bekannt sind, Sie sich aber hinsichtlich einiger Details ein wenig unsicher sind (z.b. wie ein PC bootet), können Sie einige dieser Informationen unterwegs mitnehmen. Denken Sie dabei aber daran, dass es sich hier um ein Buch über VMware handelt und dass diese Themen daher nicht sonderlich erschöpfend behandelt werden. Dieses Buch wird sich wahrscheinlich nicht für Leser eignen, die bisher noch mit keinem der in diesem Buch behandelten Betriebssysteme gearbeitet haben, und 10

3 Begriffe und Schreibweisen wahrscheinlich auch kaum für sehr erfahrene Anwender, die alle bisher produzierten Betriebssysteme bereits in allen Einzelheiten kennen. 1.2 Begriffe und Schreibweisen Nun sollen einige Begriffe und Schreibweisen erläutert werden, die in diesem Buch verwendet werden: Host-System: Hier handelt es sich um den Rechner und das Betriebssystem, auf bzw. unter dem VMware ausgeführt wird, mit anderen Worten also den Rechner, auf dem VMware Workstation installiert wird. Der Begriff Host-Betriebssystem bezieht sich nur auf das Betriebssystem des Host-Systems. Gast-System: Die virtuelle Maschine und das Betriebssystem, die unter VMware arbeiten. Unter VMware Workstation kann jedes Host-System mehrere Gast-Systeme haben. Der Begriff Gast-Betriebssystem bezieht sich nur auf das Betriebssystem des Gast-Systems. Boot und Reboot: Während des Bootvorgangs des Rechners wird das Betriebssystem geladen. Beim Reboot wird einfach das Betriebssystem heruntergefahren und neu gestartet. Bei einigen Betriebssystemen werden daher auch die Begriffe Start und Neustart für diese Vorgänge verwendet. Wir werden die Begriffe Boot und Reboot verwenden, um Verwechslungen zu vermeiden, da auf einem laufenden System auch Prozesse gestartet und neu gestartet werden können. (Der Begriff Boot rührt von der Metapher eines Systems her, das sich»selbst an den eigenen Stiefelstrippen hochzieht«, auch wenn der Computer diese Aufgabe manchmal nicht allein bewältigen kann.) Texte mit festem Zeichenabstand (z) beziehen sich üblicherweise auf Dinge, die Sie an einer Unix/Linux- oder DOS-Eingabeaufforderung (Prompt) eingeben können oder auf dem Bildschirm sehen. Manchmal handelt es sich auch um Dateinamen auf diesen Systemen. Sie müssen sich nur daran erinnern, dass sich Texte mit festem Zeichenabstand üblicherweise auf Dinge beziehen, die im Zusammenhang mit einer Befehlszeilenschnittstelle stehen. Im Unterschied dazu werden Abfolgen von Menübefehlen so dargestellt: DATEI SPEI- CHERN. Menübefehle beziehen sich auf grafische Benutzerschnittstellen. Ein Beispiel:»Öffnen Sie das Menü DATEI und wählen Sie die Option SPEICHERN«. 1.3 Aufbau des Buches Das Buch folgt in seinem Aufbau der Reihenfolge der Themen, mit denen sich neue VMware-Anwender auseinander setzen müssen. Da es viele verschiedene Kombinationen von Host- und Gast-Betriebssystemen gibt, werden die Informationen so aufbereitet, dass Sie direkt zu einem anderen Kapitel übergehen können, 11

4 wenn Sie genug gelernt haben. Nehmen wir beispielsweise an, dass Sie VMware Workstation für Windows ausführen und FreeBSD als Gast-Betriebssystem verwenden wollen. Dann können Sie sich den Informationen in Kapitel 3 zuwenden, die sich auf Windows beziehen, zu Kapitel 4 übergehen und sich mit dem Configuration Wizard (Konfigurationsassistenten) und der entsprechenden Arbeitsweise von VMware auseinander setzen, um die nächsten zwei Kapitel zu überspringen und sich mit den Informationen in Kapitel 7 zu beschäftigen, die sich auf FreeBSD als Gast-Betriebssystem beziehen. Wenn Sie erst einmal besser mit VMware vertraut sind, können Sie zu Kapitel 4 zurückkehren und sich mit dem Configuration Editor befassen. Bevor wir uns ausführlich mit dem Einsatz von VMware Workstation befassen, stellen wir in Kapitel 2 die virtuelle Hardware vor. Da wahrscheinlich nicht alle Leser bereits mit echter Hardware vertraut sind, wird in den einzelnen Abschnitten kurz die echte PC-Hardware erläutert, bevor die Möglichkeiten von VMware vorgestellt werden. In diesem Kapitel werden darüber hinaus einige weitere Themen, wie z.b. das BIOS eines Personal Computers beschrieben. Kapitel 3 beschreibt die Installation von VMware Workstation auf Ihrem Host-System und die Fragestellungen, mit denen Sie sich dabei möglicherweise befassen müssen. Da VMware auf einige der internen Datenstrukturen des Host-Systems zugreift, müssen Sie möglicherweise die Konfiguration Ihres Systems ändern. Auch wenn sich die Ausführungen vorwiegend auf VMware Workstation für Linux beziehen, finden Sie hier auch Informationen über die Windows-Versionen. In Kapitel 4 erfahren Sie, wie Sie eine virtuelle Maschine konfigurieren können und machen sich mit der Benutzerschnittstelle von VMware vertraut. VMware stellt zwei Konfigurationswerkzeuge zur Verfügung: den Configuration Wizard und den Configuration Editor. Sie werden zunächst den Wizard kennen lernen und dann erfahren, wie sich die Einstellungen von VMware ändern lassen. Dieses Kapitel stellt auch eine Reihe äußerst wichtiger Programme vor, die zusammenfassend VMware Tools genannt werden, und zeigt Ihnen, wie Sie jene Komponenten einsetzen können, die unter allen Gast-Systemen verfügbar sind. Die Materialien, die im Kapitel 4 zum Nachschlagen gedacht sind, umfassen auch den Configuration Editor und das VMware-BIOS. Kapitel 5 bis 8 sind den Gast-Betriebssystemen gewidmet. Die meisten Teile dieser Kapitel befassen sich mit der Geräteunterstützung und insbesondere damit, wie diese Geräte unter den jeweiligen Gast-Betriebssystemen eingerichtet werden. Bei den verschiedenen Gast-Systemen müssen Sie einige Dinge zuvor wissen. Auch wenn für die Windows-Systeme nur wenige Vorabinformationen erforderlich sind, müssen Sie sich für die Linux- und FreeBSD-Kapitel doch ein wenig mit der Unix- Shell-Schnittstelle vertraut machen. Glücklicherweise bietet VMware Ihnen die Möglichkeit, während Ihrer praktischen Arbeit zu lernen. Wenn Sie Linux als Gast auf einer virtuellen VMware-Festplatte installieren, können Sie Ihr Host-System nicht beschädigen, wenn Sie spielerisch Ihre Erfahrungen mit dem Linux-System machen, und Sie können Ihre virtuelle Festplatte sogar in einen»unzerstörbaren«modus versetzen. 12

5 VMware-Anwendungen Informationen über Windows 95, 98, Me, NT, 2000 und XP finden Sie in Kapitel 5. Ältere Microsoft-Systeme, wie z.b. DOS 6 und Windows 3.1 lassen sich ebenfalls unter VMware ausführen, so dass sie ebenfalls behandelt werden. Kapitel 6 widmet sich Linux und Kapitel 7 beschreibt FreeBSD unter VMware. Andere Betriebssysteme, die sich (zumindest in gewissem Umfang) unter VMware Workstation als Gast benutzen lassen, werden in Kapitel 8 vorgestellt. Die Netzwerkfähigkeit ist eine der Stärken von VMware, und Kapitel 9 befasst sich eingehend mit der Einrichtung von Netzwerken auf dem Host- und den Gast-Systemen. Da es viele mögliche Konfigurationen gibt, handelt das gesamte Kapitel von der Einrichtung. Wenn das Netzwerk erst einmal eingerichtet ist, wollen Sie damit sicherlich auch etwas Sinnvolles anstellen. Eine der gängigsten Netzwerk-Aufgabenstellungen unter VMware ist die gemeinsame Nutzung des Host-Dateisystems durch das Gast-System, so dass die dazu erforderliche Vorgehensweise natürlich in diesem Buch behandelt wird. Über die einfache gemeinsame Nutzung von Dateien hinaus lassen sich mit Netzwerken aber viele weitere Aufgaben bewältigen, so dass einige hinsichtlich VMware besonders interessante Möglichkeiten in Kapitel 10 vorgestellt werden. Kapitel 11 enthält einen kurzen Leitfaden zur Übertragung von Dateien zwischen Host- und Gast-Systemen ohne Unterstützung durch ein Netzwerk. Schließlich enthält Kapitel 12 Informationen zur Fehlersuche. Da sich VMware Workstation wie ein echter Computer verhält, können viele der bekannten Probleme auch hier auftreten. Dieses Kapitel erörtert diese potenziellen Probleme in derselben Reihenfolge, an die sich auch das übrige Buch hält. Anhang A bietet Hinweise zur Einrichtung von Videomodi auf einem Linux-Host- System. Da es sich hierbei um eine recht»verwirrte«problemstellung handelt, die nur am Rande für VMware von Bedeutung ist, erscheint diese Thematik nicht im Haupttext. Hätten wir sie dort integriert, wäre sie in Kapitel 4 bei dem Full-Screen- Modus anzusiedeln. Anhang B behandelt die Aktualisierung bisheriger VMware- Versionen auf VMware Workstation VMware-Anwendungen Die Einsatzmöglichkeit für VMware, an die Sie möglicherweise zuerst denken, gilt der Nutzbarmachung von Programmen, die für andere als Ihr üblicherweise eingesetztes Betriebssystem geschrieben wurden. Es wurden viele Versuche unternommen, die plattformübergreifende Unterstützung von Anwendungen zu erreichen. Zwischen Solaris und Windows gibt es Systeme, wie z.b. WABI, und Linux verfügt über ein Modul namens ibcs (Intel Binary Compatibility Standard), um Binärdateien anderer Unix-Varianten für den PC ausführen zu können. All diese Ansätze haben aber, da die zugrunde liegenden Betriebssysteme verschieden sind, ihre jeweils eigene Macken. Da VMware Workstation neben der Anwendung selbst aber 13

6 wirklich das Betriebssystem der Anwendung ausführt, treten hier nur selten Kompatibilitätsprobleme auf. VMware Workstation eignet sich darüber hinaus jedoch für wesentlich mehr Einsatzzwecke. Die folgenden Beispiele sollen dies demonstrieren Qualitätssicherung Da es viele verschiedene mögliche Versionen und Konfigurationen von Betriebssystemen gibt, kann der Test von Softwareprodukten eine Menge an zusätzlichem Aufwand mit sich bringen. Traditionell wurden für die in der Qualitätssicherung arbeitenden Teams mehrere physische Rechner benötigt, auf denen jeweils unterschiedliche Betriebssysteme liefen. Das kostet nicht nur Geld, sondern die Einrichtung dieser Infrastruktur erfordert darüber hinaus einen erheblichen Aufwand. VMware beseitigt die Notwendigkeit des Einsatzes vieler verschiedener physischer Rechner. Mit virtuellen Festplatten lassen sich viele verschiedene Betriebssysteme auf den physischen Festplatten eines einzigen Rechners unterbringen. Darüber hinaus können Sie mehrere Betriebssysteme gleichzeitig ausführen lassen, so dass Sie diese direkt miteinander vergleichen können. Es gibt viele weitere Vorteile. Wenn Ihre Tests beispielsweise das Betriebssystem irgendwie beschädigen können, können Sie den»unzerstörbaren«festplattenmodus von VMware nutzen und einfach zum alten Zustand des Rechners zurückkehren, wenn wirklich Unannehmlichkeiten auftreten. Auf einem echten Rechner müssten Sie dann wahrscheinlich das Betriebssystem neu installieren. Durch seine verglichen mit umfangreicher Hardware-Ausstattung geringen Kosten ebnet VMware Workstation kleineren Software-Unternehmen das Feld im Bereich der Qualitätssicherung Netzwerkprogrammierung und Netzwerktests Da der auf einen Host beschränkte Netzwerkmodus von VMware kein physisches Netzwerk erfordert, können Sie mit Netzwerken experimentieren, ohne sich mit dem Verlegen von Kabeln und der Einrichtung von Rechnern plagen zu müssen. Wenn Sie über ein Peer-to-Peer-Programm (Programm zur Verbindung zweier Rechner, wie z.b. Laplink) verfügen, können Sie es zwischen Ihrem Host- und Ihren Gast-Systemen nach Herzenslust testen. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass Sie physisch getrennt von Ihrem echten Netzwerk arbeiten können (sofern Sie ein solches haben). Sie müssen nicht Ihren Netzwerkadministrator belästigen, wenn Sie eine neue IP-Adresse für Ihre Experimente benötigen, und wenn Sie das auf Ihren Host beschränkte Netzwerk bis an dessen Grenzen auslasten, wird der Netzwerkadministrator auch nicht an Ihre Tür klopfen. 14

7 VMware-Anwendungen Weiterhin können Sie Ihre Netzwerkprogramme ohne jegliche zusätzliche Ausrüstung unter verschiedenen Betriebssystemen testen. Bei der Arbeit mit dem Hostgestützten Netzwerk muss Ihr Gast-System nicht immer nur mit dem Host-System kommunizieren. Sie können vielmehr mehrere Gast-Systeme gleichzeitig ausführen lassen, so dass die Systeme untereinander kommunizieren können. So können Sie z.b. auf einem Linux-Host-System feststellen, wie gut ein unter FreeBSD laufender Webserver mit dem unter Windows NT laufenden Internet Explorer zusammenarbeitet Entwicklung, Forschung und Ausbildung im Bereich von Betriebssystemen Eines der frustrierendsten Dinge im ersten Stadium des Schreibens von Betriebssystemen besteht darin, dass man dabei Unmengen an Zeit mit der Fehlersuche verbringen kann. Ein übliches Problem besteht darin, wie man den kompilierten Kernel eines Betriebssystems für Testzwecke auf ein System bekommt. Es ist kaum möglich, die Entwicklungsarbeit auf demselben Rechner durchzuführen, auf dem Sie auch den Quelltext schreiben, da Sie dann den Rechner ständig neu booten müssen. Ähnlich problematisch ist die Übertragung Ihres Kernels auf einen Testrechner: Sie können Disketten oder irgendwelche Wechselmedien verwenden. Für derartige Probleme gibt es zwar kostspielige Hardwarelösungen, aber VMware bietet eine weit elegantere Lösung und kostet weit weniger. Sie können Ihre Test-Kernel einfach so verändern, dass Sie ein Abbild eines Gast-Betriebssystems darstellen und diese auf demselben Bildschirm wie Ihre anderen Entwicklungsarbeiten anzeigen lassen. In Kursen auf Universitätsniveau, die sich mit Betriebssystemen befassen, treten ähnliche Schwierigkeiten auf. In sinnvollen Kursen beginnen die Teilnehmer völlig ohne Code, da die Studenten alles von Anfang an selbst schreiben sollen. Dabei ist aber, wie bereits erwähnt, eine anfängliche, zeitraubende Hürde zu nehmen. Die Unterrichtenden haben darauf mit Umgebungen mit Hardwaresimulatoren, wie z.b. USLOSS und Yalnix reagiert, die zwar den überwiegenden Teil des Codes im ursprünglichen Modus ausführen können, die aber über ein eigenständiges, selbst entwickeltes System von CPU-Programmunterbrechungen und simulierte Hardware verfügen. Die Letztere bildet zwar in gewissem Umfang echte Hardware nach, kann aber nicht alle Einzelheiten erfassen. Leiter intensiver Kurse, die ihre Studenten wirklich in einem möglichst detailgetreuen Umfeld arbeiten lassen wollen, so dass sie echte praktische Erfahrungen sammeln können, können den ultimativen Hardwaresimulator einsetzen: VMware Workstation. Die Ursprünge von VMware liegen übrigens teilweise bei diesen Simulatorumgebungen. 15

8 1.4.4 Andere VMware-Produkte Dieses Buch befasst sich zwar mit VMware Workstation, aber VMware bietet darüber hinaus weitere Produkte an. Auch wenn diese im vorliegenden Buch nicht beschrieben werden, möchten Sie vielleicht doch ein wenig mehr darüber erfahren. Bei den VMware-Server-Produkten handelt es sich um noch umfassendere virtuelle Maschinen. Ihr Schwerpunkt liegt im Server-Bereich, das heißt bei der gleichzeitigen Ausführung mehrerer Betriebssysteme. Auch wenn bereits die Workstation- Versionen über diese Fähigkeit verfügen, besitzen die Server-Produkte doch weitere Möglichkeiten, mit denen sich das jeweilige Betriebssystem leichter verwalten lässt, wie z.b. Web-Verwaltungswerkzeuge und virtuelle Monitore zur Fernüberwachung der Systeme. Weiterhin bieten sie verbesserte Leistungsmerkmale, bilden das zugrunde liegende Host-Betriebssystem noch besser nach und unterstützen Mehrprozessorsysteme. Zurzeit stehen zwei Server-Produkte zur Verfügung. VMware GSX Server ist im mittleren Bereich angesiedelt und läuft unter Linux oder Windows NT/2000/XP (und Windows.NET Server). Wie die Workstation-Version verträgt sich diese Version mit nahezu allen Hardwarekomponenten, die vom Host-Betriebssystem unterstützt werden. VMware Server ESX ist noch etwas leistungsfähiger und stellt ein eigenes, auf Linux basierendes, kommandozeilenorientiertes Betriebssystem zur Verfügung. Insbesondere arbeiten die Netzwerk- und Datenträger-Komponenten mit weniger Abstraktionsebenen als bei den anderen VMware-Produkten und sind daher deutlich schneller. Beide Server-Versionen sind mit VMware Workstation kompatibel, so dass sich die Konfigurationen virtueller Maschinen zwischen den verschiedenen Versionen austauschen lassen. 16