Linux virtual machine for windows 10

Virtualization is not a new term to most of us, with the help of the Virtual Machine program on Windows 10 we can run and test various other operating systems just like one on some physical machine. There are many benefits of working with a Virtual Machine such as it allows us to test new systems safely, let’s use older software on old versions of Windows, or test unknown software with a second Windows without using the actual operating system.  Here in this article, we will explain what is a virtual machine and for what purpose one should use which Virtual Machine platform?

What is a virtual machine?

Generally, on our PC or Laptop, we have only one operating system either Windows or Linux, however, what happens if we want to try out some other OS. For example, we have Windows 10 PC and want to try Ubuntu Linux, in such a scenario either you can set a boot manager that offers a selection of which operating system should be started when the system is booted. Well, this whole procedure is not only time-consuming and error-prone, moreover, if you don’t know how to do it properly it can even cause a breakdown of the system’s current OS.

However, this all doesn’t need anymore, we already have a technology called virtualization achieved using different hypervisor platforms for Windows, Mac OS, and Linux. Hypervisor programs such as Hyper-V, VMware Workstation, and Oracle VirtualBox are some popular ones that allow a virtual machine (VM) to run in isolation on a host system as if it were on a physical machine. For better compatibility, the VMWare and VirtualBox virtualizers also offer extensions that have to be installed on the guest system so that, for example, USB 3.0 or switching to the guest system is possible using the mouse focus alone. You can also know the difference between Type I and II Hypervisor and the best Type 1 virtualization platforms in the opensource category. 

In clear words, the virtual machine (VM) running on our existing physical machine virtually has the ability to be executed like any other program on the desktop and can be displayed as a window or on a full screen. The OS which runs on VM known as guest OS and our physical machine’s main OS is called the host. Yes, a host that is taking care of guest requirements so that it could run properly. Guest can access the hardware and other attached peripheral devices.

In short, you can install everything within the virtual machine that would be executable on the real hardware. Regardless of whether it’s an old Windows XP, Linux, BSD, Solaris, OS / 2, macOS X, or the latest insider build of Windows 10.

Key Benefits of using Virtual Machines on Windows 10

1. Control on Resources

Well, the Virtualization platforms use the computing power and memory available on the host system, thus there would not be any massive loss in performance as compared to the expectation for running an OS on a real system. However, the major advantage is we can control the CPU performance and RAM allocation to installed Guests. This means, according to the demand it is possible to set how much RAM and CPU cores should be used by any particular guest OS.  For example, we have two virtual machines one is Ubuntu Linux with GUI and the other is CentOS server CLI, of course, the GUI one needs more RAM and processing power than a command-line interface, hence we can customize the hardware resource on Hypervisors accordingly.

2. Networks with virtual machines

Guest machines get their network connectivity from the host machine, thus we can control its mode or turn it off to isolate the guest system completely from the outside world.  There are multiple modes such as by default the network connection of the guest system is via “NAT” in which the client does not receive its IP from the main DHCP server or router whereas in “bridge mode” the guest system behaves like a normal PC, it receives its own IP address from the router and behaves like any other PC in the network.

You can use these network settings to determine how the VM is connected to the network, depending on the area of ​​application.

Furthermore, we can set a shared folder that facilitates data exchange between the virtual machine and the host system. Access to the folder from the real system can also only be set up as “read” to prevent the attack of a virus from the guest system on the host system.

3. Ability to run an older OS like Windows XP on Windows 10

Many of us especially the new generation didn’t get a chance to experience one of the dominant operating systems of the world i.e Windows XP, thus if any of us want to try an old operating system then virtual machines are the best available way.

4. Test new Linux or trial versions of Windows Server

As we know there are hundreds of Linux variants and every month something new is developing, thus we cannot test all of them on our physical machines but on Virtual Machine, we can. Also, if you are learning Windows Server then trying it on VM with other couple guests’ VMs to simulate a real-life server-client environment will be quite easy.

Furthermore, we can safely try out new feature upgrades of Windows 10 that appear every six months in a virtual machine before having the new build installed on the real system.

5. Experience unknown applications

Although Windows 10 has now a sandbox feature to test software in an isolated environment, however, the moment we close the Sandbox window, it automatically resets everything. Therefore, if you want to safely test new programs or those unknown sources from the Internet for as long as you want then the virtual environment gives us that freedom.

6. Virus protection

Virtualization offers enough protection from various kinds of Viruses, as VM platforms keep different machines separate from each other.  Therefore, those who are in the testing field or developing can test security programs safely, it is very unlikely that viruses will jump from the guest system to the host system.

7. Better usage of powerful hardware

Today’s processors even in the PC of home users are enough powerful that we couldn’t actually use their complete processing power. For example, a common i7 desktop with 12 GB RAM, we can’t use its complete power by just doing regular day to day tasks, in the same way, today’s servers are way competent than we think. Therefore, to not only proper usage of their powers & resources but to save electricity, space, and carbon footprint, virtualization helps a lot.

Best virtual machines free for Windows 10 32 or 64-bit

When it comes to Virtualization platforms for professional or home users of Windows 10 32-bit or 64-bit, then there are only a couple of or rather I say only three best possible options. Of course, Docker and Vagrant like platforms are there but inclined more towards advance and enterprise users. The market of virtualization solutions is getting bigger day by day but especially for server services in the cloud for example VMware Cloud, Google Cloud, Microsoft with Azure, VMWare Cloud, or other solutions with Infrastructure as a Service (IaaS) show.

However, regular users somewhere confined to only three solutions on Windows 10- Microsoft Hyper-V, Vmware Workstation, and Oracle Vmware. Hence, these are the only best virtualization solution available to fulfill the demands of Home and professional users.

Some people may say about Qemu but it is an emulator rather than a virtualizer (one that has access to the same hardware available on the system), thus Qemu cannot match the performance of Hypervisors. However, when we use Qemu with KVM Kernel-based Virtual Machine (KVM ) on Linux then it provides high performance and virtualization of any operating system at near-native speed. But unfortunately, KVM is a Linux kernel and only available for Linux platforms, thus, using Qemu on Windows 10 is out of the question.

1. VMWare Workstation Player

Vmware is not a new name in the world of Virtualization, they have been in the market for many years and offer a range of enterprise products, however, two products for which VMware is mainly known among the home and professional Windows 10 desktop users are VMWare Workstation Player and VMWare Workstation Pro. The difference lies in the range of functions and the price.

The best thing VMware Workstation Player (download) is free for personal usage, however, compared to the pro version, of course, lacks many functions. Well, that’s acceptable but it even lacks some functions which are available in open-source Oracle VirtualBox such as snapshots or the simultaneous execution of several VMs without opening a separate app again. Despite some limitations and especially the lack of snapshots, VMWare Workstation is better in terms of performance to VirtualBox on Windows 10 (it is my personal experience and could be different for others). Even it is quite easy to handle and also offers unattended installation for common Linux operating systems such as Ubuntu.

Creating VMs on VMware is not a cumbersome task, just create a new VM, define memory and hard disk space along with ISO of the Linux or Windows OS you want to install on it. It provides support to almost all available platforms from Windows 3.1 to Windows 10 including Linux distributions and also other systems such as MS-DOS, FreeBSD, Netware, or Solaris. VMware workstation player is available for Windows and Linux platforms. One thing that also needs to be noted that we can run Vmware Player along with Hyper-V installed Windows 10. 

How to install Vmware workstation Player on Ubuntu Linux

2. Oracle VirtualBox

VirtualBox is popular not only due to its wide range of features but also because it is an open-source platform, thus can be used without any restrictions by home, professional users, and educational institutions. The virtualization software is available for Windows, Mac OS, Solaris, and Linux.

If we talk about guest OS supports, then VirtualBox has extensive compatibility with most of the available operating systems such as MS-DOS, Windows 3.1 to Windows 10, most Linux distributions, Solaris, BSD, OS / 2, and Mac OS X…

The user interface of VirtualBox has been improved quite a lot since the release of version 6 and ease of handling and usage of VM on it is no better or worse than that of VMWare Workstation Player.

On VirtualBox, we can perform various configurations such as hard drive, optical data storage device or ISO file, memory, network, USB, a shared folder for exchange with the host system, and much more.

One of the interesting features of VirtualBox is Snapshots, which are basically backup points that can be created, deleted, or cloned at any time. Snapshots are handy when we are installing some unknown software or upgrading our Virtual Guest OS, and incase if some problem occurs later, we can reset the system to the latest backup point. Just like Vmware, it is also possible to use VirtualBox side by side with Microsoft Hyper-V, however, performance toll will be there.

3. Microsoft Hyper-V

Hyper-V is also a free virtualizer from Microsoft that only available for Windows. However, only Pro editions of Windows 10 will have this feature; thus, if you are on Windows home, then you should go for the above-mentioned platforms. Apart from Windows 10, Windows Server 2016 or 2019 will also have it out of the box.

Also, your Windows or Server should be using a 64-bit processor with Second Level Address Translation (SLAT and at least 4GB of RAM to run Hyper-V, which is common in all modern systems.

The users can enable the Hyper-V feature either using PowerShell or via GUI “Turns Windows feature on or off” Settings.

Well, the quickest method is the command line, simply press Win+X and open Windows PowerShell (Admin) to run the below-given command:

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All

After that restart your PC or Server.

VM Setup on Hyper-V

We can use local stored ISO images to create VMs on Hyper-V and apart from that, there is also an option to Quickly create an evaluation version of Windows 10 Enterprise and three Ubuntu versions of virtual machines by downloading their files online. For other systems use ISO images from other systems via “Local installation source”.

A special feature of Hyper-V is the dynamic memory management. Here you set a minimum and maximum value. Hyper-V then uses the memory dynamically and does not block it when the VM is started. However, for newbies, Hyper-v will be a little bit complicated such as its Network Management is not like VMWare Workstation Player and VirtualBox. For example, by default, the virtual switch will be in NAT mode, and to have a bridge connection, you must first create a new virtual switch using the Hyper-V Manager.

Usage of created VMs is simple in Hyper-V, we can start, stop and stop them using corresponding buttons available in an icon bar.

Taking backup of Virtual Machine Guest OS is also possible using the Snapshot feature that is known as checkpoints in Hyper-V.

Which Virtual Machine should you use on Windows 10?

All three can be used to virtualize any existing popular operating system on Windows 10, however, if you want to narrow down your choice then that depends on your need and familiarity with Virtualization technology.

Hence, if you are a beginner then VirtualBox and VMWare Workstation Player are the best because of their interfaces and ease of usage. However, performance-wise I found VMware much better to run Linux distros on Windows 10 than VirtualBox whereas on the other hand users who are looking for a well-balanced and feature-rich platform then Oracle Virtualbox is good to go.

Well, advanced users, those who want a well-integrated virtualizer into the host operating system with a dynamic memory management feature to run several active VMs at the same time then Hyper-V would be the one to ponder upon.

Hyper-V vs VirtualBox: A basic comparison

Other Articles:

• How to check virtualization enabled on Windows 10
• Create and mount virtual disks on Windows
• How to Set up Virtual machines with QEMU
• Advantages and disadvantages of virtualization
• How to set VirtualBox Web Service as background
• Quick Steps to Create a Virtual Hard Drive

Время на прочтение
6 мин

Количество просмотров 13K

Операционная система Linux похоже в очередной раз пытается ворваться в жизнь российского пользователя. И многим Windows-пользователям хочешь – не хочешь приходится пытаться ужиться с данной операционной системой. Можно много говорить о том, что это все придирки, что операционные системы сейчас как близнецы, что проблемы с «пересаживанием» пользователя на Linux выдумки тех, кто его не разу не видел, но… Лучше всего приучать постепенно и дать пользователю возможность попробовать операционную систему «в деле» до того, как вы ее ему поставите.

Я буду вести повествование с точки зрения преподавателя, которому необходимо перейти на отечественный дистрибутив (в моем случае это будет один из школьных дистрибутивов семейства Альт). Это будет интересный вызов еще и с той точки зрения, что известные дистрибутивы имеют больше информации о своем использовании, а данный дистрибутив хоть и похож на остальные Linux, но имеет свои «самобытные» черты и особенности.

LiveCD (точнее LiveUSB)

Самый простой способ, но не лучший. Вы записываете установочный образ дистрибутива на USB-носитель и получаете также возможность запустить дистрибутив в Live-формате. Дистрибутив будет разворачиваться прямо с USB в память вашего компьютера, не меняя ничего на его дисках. В обычном LiveCD режиме вы получаете систему с «предзаданным» набором ПО и настроек, где все ваши изменения и данные будут уничтожены после завершения текущего сеанса. Чисто «на посмотреть».  Да, можно загрузиться в режиме «LiveCD с поддержкой сеансов», но ваши возможности также будут ограничены объемом USB-диска и доустановка ПО (а тем более обновление системы до актуальной версии) вызовут проблемы, если вообще будет возможна.

Сперва вам необходимо будет скачать и установить специализированный софт (я использовал программу от авторов дистрибутива ALT Media Writer) для создания USB‑диска. Далее вставляете в ПК «флешку» подходящего объема (я взял на 16 гигов, чтобы использовать режим сохранения сеансов) и запускаете программу. Затем вам нужно будет, нажав на три точки, выбрать нужный дистрибутив и затем просто нажав на кнопку Создать Live USB. После скачивания дистрибутива вам останется нажать на кнопку Записать на диск и загрузиться с созданного загрузочного USB-носителя.

VirtualBox

Следующий вариант предсказуем: виртуальная машина. Скачиваем и устанавливаем VirtualBox. Скачиваем дистрибутив операционной системы. Далее создаем новую виртуальную машину, куда подключаем скачанный iso-образ и ставим типа ОС Linux, а Версию Linux 2.6/3.x/4.x/5.x (64-bit).

После выделяем необходимое количество ОЗУ и числа ядер процессора для виртуальной машины (рекомендую поставить на максимум зеленой зоны параметров) и создаем новый виртуальный жесткий диск. Для нашей ОС лучше установить объем в 60 Гб. Меньше будут проблемы с автоматическим разбиением, а больше вы скорее всего не заполните при тестировании.

Запускаем виртуальную машину и учимся устанавливать операционную систему Linux по инструкции. Здесь рекомендую выбрать на шаге Подготовка диска метод установки «Использовать неразмеченное пространство», а на шаге Установка системы не выбирать «Среда KDE5», если у вас ПК с 4 Гб ОЗУ или менее. Остальные пункты тут по желанию, например учителям 1–10 классов школ будет достаточно выбрать «Начальная школа» и «Средняя школа».

После установки вы загрузитесь в Linux и можете спокойно его «пробовать», не боясь сломать вашу Windows. Вы также можете пробросить в операционную систему подключенные к компьютеру через USB-порты устройства и есть шанс, что они там тоже заработают. Единственное что придется поколдовать с разными настройками. Ну и доступ к файловой системе «носителя» виртуалки вам придется реализовывать через Общие папки. Также можно забыть про полноценное 3D-ускорение, не говоря уже об ML.

Hyper-V

Если у вас Windows Pro версий 8 и старше (лучше, конечно, 10 или 11), то вы можете использовать «родную» виртуализацию от Microsoft. Это даст вам большую скорость работы и лучшую интеграцию с Windows. Для начала вам нужно будет добавить компоненты Hyper-V в вашу систему (Настройки – Приложения – Дополнительные компоненты – Hyper-V).

После вам нужно будет запустить Диспетчер Hyper-V и создать виртуальную машину через пункт Создать. Выбираем первое поколение ОС, объем ОЗУ виртуалки равный четверти объема ОЗУ на вашем компьютере, виртуальный жесткий диск на 60 Гб и подключаем iso-образ дистрибутива Linux. Затем подключаемся к созданной виртуалке, запускаем ее и устанавливаем Linux….

Вот тут меня лично ждал облом, так как я столкнулся с проблемой black screen и на рабочем ПК, так и не смог ничего увидеть. Виртуальная машина работала, но vmconnect не хотел к ней подключаться. Провозившись пару дней, перерыв кучу сайтов, перепробовав разные советы от настройки прав до смены порта подключения, я плюнул на эту затею (я грешу на видеокарту Radeon 6500 XT, у которой просто нет нужных блоков для кодинга/декодинга) и попробовал все сделать на ноутбуке. Только вот там стоит Win 10 Home, под которую нет Hyper-V.

Но мир не без добрых людей, и вуаля, у меня виртуалка с линукс, только в очень печальной конфигурации с 1 Гб ОЗУ. XFCE на ней работает, хоть и чуть тормознуто. В вашем случае, очень надеюсь, все пройдет более гладко.

Минусы у данного метода тоже есть: доступ к данным физического жесткого диска требует его отключения от основной системы (или придется расшаривать папки по сети) и работа с подключенными USB-устройствами возможна только в Расширенном сеансе и выборе второго поколения ОС при установке. У меня это на ноутбуке с данным дистрибутивом не получилось.

WSL2

Третий вариант позволяет больше «пощупать» внутренности и софт Linux, чем ее графическое окружение. В данном случае мы сделаем виртуалку через Windows Linux Subsytem. При этом мы сможем запускать все приложения нативно из меню Пуск, получать доступ к терминалу Linux прямо из терминала Windows, а также получать прямой доступ как к файловой системе Linux, так и к Windows в обоих направлениях. Плюс будет идти трансляция 3D-запросов графики от Linux в Windows, преобразуя в запросы DirectX и мы даже сможем выполнять вычисления на GPU.

Звучит заманчиво, но как это сделать. WSL вы сейчас можете установить из Microsoft Store, но вот дистрибутивы там ограничены популярными. Но и это можно поправить. Вот пошаговая инструкция:

1. В Hyper-V создаем виртуальную машину, но в настройках ставим объем виртуального диска 30 Гб и в Параметрах ВМ отключаем создание контрольных точек.

2. Ставим дистрибутив линукс, но на этапе Подготовка диска выбираем «Подготовить разделы вручную» и создаем единственный раздел на 30 Гб с монтированием в корень ( / ).

3. Ничего не выбираем из дополнительных пакетов, ставим как есть.

4. После установки необходимо будет загрузиться в дистрибутив, запустить Терминал, переключиться на root (su -) и прописать конфигурацию, чтобы включить использование systemd в WSL

echo -e “[boot]\nsystemd=true” >> /etc/wsl.conf

5. Завершить работу в виртуальной машине и скопировать файл виртуального диска VHDХ (он обычно находится в подпапке Virtual Hard Disk) куда-нибудь в другое место, чтобы подключить его к WSL. Главное не забудьте, что этот диск будет «разбухать» в процессе работы, поэтому копируйте его на носитель с достаточным свободным местом.

6. После этого можете удалить Hyper-V с вашего компьютера, убрав соответствующие галочки (см. ранее, как мы его ставили). WSL работает без установки его компонентов.

7. Подключаем наш виртуальный диск с Линукс к WSL

wsl --import-in-place ALTEDU10 <путь до вашего образа VHDX>

8. Проверяем, что дистрибутив добавился командой wsl -l (у меня стоит параллельно еще Ubuntu)

Дистрибутивы подсистемы Windows для Linux:

Ubuntu-20.04 (по умолчанию)

ALTEDU10

9. Пробуем запустить командой wsl -d ALTEDU10

Если все сделано правильно, то дистрибутив загрузится в командную строку и вы сможете с ним работать, как с обычным Linux. Более того, все ваши физические диски уже буду примонтированы в /mnt, устройства с компьютера будут доступны и в Linux, как и будет работать буфер обмена.

Если у вас до этого не было дистрибутивов Linux, то установленный дистрибутив встанет дистрибутивом по умолчанию и для его запуска достаточно будет набрать в консоли wsl.

Из замеченных минусов: дистрибутив загружается в root пользователя и слетает системная локаль. Второе лечится добавлением в конец файла .bashrc в каталоге /root следующей команды

export LANG=ru_RU.UTF-8

а первое переключением на пользователя командой

su - <имя пользователя>

Можно еще повозиться, настроить sudo для пользователя или вообще заморочиться входом в пользователя в режиме консоли, но мне хватает и такого режима. Может быть позже.

Linux-система получается полноценной, приложения, требующие X-сервер работают, система обновляется и это тот вариант, когда вам нужно попробовать те же серверные компоненты или посмотреть Linux-приложения, или получить доступ к каким-то языкам программирования, но в Linux.

Далее можно уйти в сторону контейнеризации или попробовать другие виртуальные машины, но это выходит за рамки моего повествования.

Если вы только начали свой путь разработчика и до сих используете операционную систему семейства Microsoft Windows, то уже наверняка столкнулись с ситуацией, когда ваш инструментарий отличается от того, что установлено у большинства людей из этой профессии. Чаще всего проблемы начинаются при работе в командной строке. Дело в том, что Windows не является POSIX-совместимой операционной системой, поэтому в ней отсутствует базовый набор прикладных программ, который необходим для разработки.

Несмотря на все написанное дальше, наша основная рекомендация — ставить полноценный Linux-дистрибутив, например, Ubuntu и полностью погружаться в него. Подавляющее большинство веб-проектов работает под управлением Linux-систем. А постоянное использование такой системы на домашнем и рабочем компьютере равносильно погружению в языковую среду при изучении иностранных языков.

Для новичков есть способ проще и быстрее — технологии виртуализации. Об этом и поговорим.

• Ubuntu из Microsoft Store
• Другие способы

Ubuntu из Microsoft Store

Если вы работаете на Windows версии не ниже 10 с архитектурой x64, то можно воспользоваться встроенным решением и установить слой совместимости (Windows Subsystem for Linux), а затем дистрибутив на основе Ubuntu Linux через магазин приложений Microsoft Store.

Подсистема WSL поставляется вместе с Windows, но не включена по-умолчанию. Чтобы её активировать, необходимо открыть PowerShell и ввести команду:

wsl --install

Также эта команда скачивает и устанавливает дистрибутив Ubuntu Linux. Скорее всего после завершения установки потребуется перезагрузить компьютер.

После перезагрузки найдите в меню Пуск приложение Ubuntu и запустите его.

Первый запуск может вызвать ошибку Error: 0x8007007e и предложение прочитать инструкцию по её решению https://aka.ms/wslinstall. Если хотите сэкономить время, то просто запустите PowerShell (не путать с cmd) от имени администратора и выполните следующую команду:

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

После этого компьютер попросит перегрузиться, а потом нужно снова запустить приложение Ubuntu. В случае удачной установки откроется интерпретатор командной строки с предложением ввести имя пользователя и пароль. Выглядеть это будет вот так:

Installing, this may take a few minutes...
Installation successful!
Please create a default UNIX user account. The username does not need to match your Windows username.
For more information visit: https://aka.ms/wslusers
Enter new UNIX username:

Данные логин и пароль никак не связаны с вашим пользователем в Windows, придумайте новые и не забывайте их. Чтобы изменить пароль Ubuntu в будущем, вам пригодится команда passwd

Обратите внимание на данные официальные инструкции от Microsoft, где рассмотрены не только установка и настройка WSL и Ubuntu, но так же рассказано о настройке окружения для разработки (VSCode, Git)

• Настройка среды разработки WSL
• WSL + VSCode

Другие способы

Если у вас нет возможности установить WSL, то можно использовать другие способы виртуализации для установки Linux. Смотрите другие наши гайды:

• VirtualBox
• Vagrant