Maschinen virtualisieren

VirtualBox simuliert die komplette Hardware eines Rechners. Im Gegensatz zu Containern kann man so auch andere Konfigurationen und andere Betriebssysteme ausprobieren. Virtuelle Maschinen lassen sich sowohl per Kommandozeile als auch über eine graphische Oberfläche steuern.

Pakete installieren

Oracle stellt ein eigenes Depot zur Verfügung.

/etc/apt/sources.list
…
deb https://download.virtualbox.org/virtualbox/debian bullseye contrib

Daher müssen wir dem Schlüssel von Oracle vertrauen und die Paketliste aktualisieren, um schließlich die relevanten Pakete zu installieren.

curl https://www.virtualbox.org/download/oracle_vbox_2016.asc | apt-key add
apt update
apt install virtualbox-6.1
adduser User vboxusers

Bei aktiviertem SecureBoot müssen wir noch die Kernelmodule signieren.

for module in vboxdrv vboxpci vboxnetadp vboxnetflt
do
	ko=$(modinfo -n $module)
	key=/etc/ssl/efi/DB.key
	cer=/etc/ssl/efi/DB.cer
	/usr/lib/linux-kbuild-4.19/scripts/sign-file $key $cer sha256 $ko
	modprobe $module
done

Standardmäßig legt VirtualBox einen sichtbaren Ordner im Benutzerverzeichnis an. Eine kleine Änderung der Konfiguration sorgt dafür, dass die VDIs in einem versteckten Ordner landen.

~/.config/VirtualBox/VirtualBox.xml
<SystemProperties defaultMachineFolder="/home/User/.virtualbox" … >

Für eine gute Performance sollten wir für dieses Verzeichnis COW deaktivieren.

mkdir  -p ~/.virtualbox
chattr +C ~/.virtualbox

Das Kommando virtualbox startet die graphische Oberfläche. Mit dem CLI vboxmanage kann man das aber auch automatisieren. Um die Kommandos allgemein zu halten, definieren wir uns Variablen für den Namen des Gastes und den Pfad der virtuellen Festplatte.

vm=debian
disk=~/.virtualbox/$vm/$vm.vdi

Virtuelle Festplatte erzeugen

Es gibt zwei Wege, um eine virtuelle Festplatte anzulegen. Der einfachere Weg besteht darin, eine leere Festplatte anzulegen, auf der man später ein Betriebssystem per Startmedium installiert.

vboxmanage createmedium disk --filename $disk --size 8192
vboxmanage list hdds

Der komplexere Weg erzeugt die virtuelle Festplatte aus einem selbst erstellten Abbild, welche wir dann in eine virtuelle Festplatte konvertieren (und zurück).

vboxmanage convertfromraw --format VDI $vm.iso $disk
vboxmanage convertfromraw --format RAW $disk $vm.iso

Virtuelle Maschine bauen

Zuerst registrieren wir den neuen Gast und statten es mit ausreichend Arbeitsspeicher aus.

vboxmanage createvm  --name $vm --ostype Debian_64 --register
vboxmanage modifyvm         $vm --memory 1024 --vram 16 --acpi on \
                                  --pae off --rtcuseutc on --firmware efi

Als nächstes schließen wir eine Festplatte per SATA an.

vboxmanage storagectl    $vm --name SATA --add sata
vboxmanage storageattach $vm --storagectl SATA --medium $disk \
                               --port 0 --device 0 --type hdd

Bei Bedarf schließen wir noch ein DVD-Laufwerk per IDE an und legen ein Installationsmedium ein.

iso=*-netinst.iso
vboxmanage storagectl    $vm --name IDE --add ide
vboxmanage storageattach $vm --storagectl IDE --medium $iso \
                               --port 0 --device 0 --type dvddrive

Nun starten wir den Gast und experimentieren nach Lust und Laune damit herum.

vboxmanage startvm $vm
…
vboxmanage controlvm $vm poweroff

Schließlich wollen wir Gäste auflisten und löschen.

vboxmanage list vms
vboxmanage unregistervm $vm --delete

Dateien austauschen

Über ein gemeinsames Verzeichnis lassen sich bequem Dateien zwischen Host und Gast austauschen. Auf dem Host legen wir ein entsprechendes Ordnerobjekt an.

mkdir -p ~/vm/$vm
vboxmanage sharedfolder add $vm --name shared --hostpath ~/vm/$vm

Außerdem legen wir schon einmal die DVD mit den Gasterweiterungen in das virtuelle Laufwerk ein.

iso=/usr/share/virtualbox/VBoxGuestAdditions.iso
vboxmanage storageattach $vm --medium $iso --storagectl IDE \
                               --port 0 --device 0 --type dvddrive

Auf dem Gast müssen wir noch die Gasterweiterungen installieren und eventuell einen Benutzer in die Gruppe vboxsf aufnehmen.

apt install linux-headers-$(uname -r) build-essential
mount /dev/sr0 /mnt
/mnt/VBoxLinuxAdditions.run
umount /mnt
adduser User vboxsf

Dieser Benutzer kann nun den gemeinsamen Ordner montieren.

mount -t vboxsf shared /mnt
…
umount /mnt

Virtuelles Netzwerk aufspannen

Standardmäßig werden Gäste per nat angebunden und können sich mit dem Internet verbinden, aber nicht untereinander kommunizieren. Es stehen folgende Topologien zur Auswahl:

Um vom Host direkt auf den Gast zugreifen zu können, müssen wir eine hostonly Schnittstelle einrichten, die auf dem Host als vboxnet0 erscheint.

vboxmanage hostonlyif create
vboxmanage modifyvm $vm --nic1 hostonly --hostonlyadapter1 vboxnet0

Damit die Gäste eine Adresse erhalten und ins Internet kommen, aktivieren wir auf dem Host für die Schnittstelle sowohl DHCP als auch NAT.

/etc/systemd/network/vboxnet0.network
[Match]
Name=vboxnet0

[Network]
Address=10.0.1.1/24
DHCPServer=yes
IPMasquerade=yes

Danach starten wir noch den Netzwerk-Daemon durch.

systemctl restart systemd-networkd

Kochbuch

Verschlüsselte Partition auf dem Host montieren.

modprobe nbd max_part=16
qemu-nbd -c /dev/nbd0 $disk
cryptsetup luksOpen /dev/nbd0p2 vroot
Geben Sie die Passphrase für »/dev/nbd0p2« ein:
mount -o subvol=@root /dev/mapper/vroot /mnt/
...
umount /mnt
cryptsetup luksClose vroot
qemu-nbd -d /dev/nbd0

Referenz

Diese Auflistung soll nur einen Überblick über die verfügbaren Kommandos und Optionen vermitteln und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Als authoritative Quelle gelten nur die Manpages und die offizielle Dokumentation.

Literatur

1. Oracle Corporation: VirtualBox User Manual