KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikka/tietoverkkotekniikka WINE-API SEKÄ VIRTUALISOINTIOHJELMISTOT 206101312 Linux-järjestelmät Lukukausi: Kevät 2015 Teemu Ahoniemi Mikko Ahdepelto Ti13_TiVe Ti13_TiVe
1 YLEISTÄ Tehtävänämme oli tutustua Windows pohjaisten sovellusten asentamiseen sekä käyttöön Unix ympäristössä Wine-APIn avulla. Tämän lisäksi tutustuttiin muihin virtualisointiohjelmistoihin, kuten VirtualBoxiin, OpenVZ, Xen ja Kernel-based Virtual Machine (KVM). 2 WINE 2.1 Mikä Wine on Wine on ilmainen ja avoimeen lähdekoodiin perustuva sovellusrajapinta, jonka päätarkoitus on tuoda Windows-pohjaiset sovellukset käytettäväksi Unixympäristöön. Wine oli alun perin lyhenne sanoista Windows Emulator, mutta se myöhemmin muutettiin tarkoittamaan sanayhdistelmää Wine Is Not an Emulator. Tällä haluttiin korostaa, ettei Wine ole emulaattori, vaan yhteensopivuuskerros jolla Windows-ohjelmien DLL -kirjastot voidaan käyttää vaihtoehtoisesti. Wineä kehitetään suurelta osin Linux käyttöön, mutta tukee myös Solarista sekä FreeBSD:tä. Microsoft ei ole antanut Wineen liittyen omaa lausuntoaan puolesta tai vastaan. Helmikuussa 2005 Ivan Leo Puoti, joka on yksi Winen kehittäjistä, huomasi Windows Updaten estävän sovellusten päivittämisen jos se havaitsi Winen rekisteriavaimia. Myös Windows aitoustarkistuksen havaitessa Winen rekisteriavaimia se estää aitoustarkistusta vaativien sovellusten lataamisen. Sittemmin Microsoft on kuitenkin tehnyt sovelluksissaan muutamia poikkeuksia, kuten Internet Explorer 7 ja Windows Media Playerin kohdalla. 2..2 Winen synty ja kehitys Winen ensimmäinen versio julkaistiin vuonna 1993 Bob Amstadtin ja Eric Youngdalen toimesta. Tuolloin käyttöjärjestelmämarkkinoita hallitsi Windows 3.1. Vuodesta 1994 eteenpäin projektia on johtanut Alexandre Julliard.
Winen kehitystä on monelta osin vaikeuttanut Microsoftin useasti puutteellinen ja virheellinen dokumentointi. Tästä johtuen Wine-kehittäjät ovat joutuneet useasti käyttämään takaisinmallinnusta saadakseen sovellukset toimimaan halutulla tavalla. Winen virallinen betaversio 0.9 julkaistiin vasta lokakuussa 2005. Versio 1.0 julkaistiin kesäkuussa 2008, 15 vuoden kehityksen jälkeen. Tästä eteenpäin uusia kehitysversioita on julkaistu kahden viikon välein. Kehitystyö on suurelta osin käyttäjien itse tekemää. Winen suurin yhtiömuotoinen kehittäjä on CodeWeavers, jossa myös Julliard itse työskentelee. Myös Google tukee vahvasti Winen kehitystä. 2.3 Väittämiä Winestä Yksi yleisimpiä harhaluuloja Winestä on, että käyttäjät luulevat sen olevan emulaattori ja täten tietokoneen prosessorille raskas työstää. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa sillä Wine on vain rajapinta Windows-pohjaisen ohjelman ja Linuxin välillä Monien mielestä virtualisoidut koneet ovat parempia kuin Wine. Niissä ongelmaksi kuitenkin tulee erilaiset asiat: usein tarvitaan täysversio toisesta käyttöjärjestelmästä jokin virtualisointiohjelma, esim. VMware tarvitaan enemmän muistia ja kovalevytilaa, tämä myös suoraan vaikuttaa koneen muuhun toimintaan huomattavasti Winen väitetään olevan jatkuvasti jäljessä Windows-ohjelmien kehityksestä. Tämä ei pidä paikkaansa, sillä Winen kehittäjät julkaisevat uudet ominaisuudet yleensä muutaman kuukauden kuluessa uuden sovelluksen julkaisusta. Loppukäyttäjän vastuulle jääkin vain oman DLL kirjaston ajan tasalla pitäminen.
2.4 Sovellusten yhteensopivuus Winen yksi parhaimpia ominaisuuksia on sen soveltuvuus taaksepäin. Uusimmissa Winen versioissa tuki Windows 1.x sekä Windows 2.x versioihin on poistettu, mutta esimerkiksi monet Windows 3.1 käyttöön tehdyt ohjelmat saa Winen avulla toimimaan. Tämä mahdollistaa siis myös 16-bittisten ohjelmien ajamisen 64-bittisessä ympäristössä. Kuva 1. 16-bittinen Windows-peli 64-bittisellä Linuxilla Windowsissa vastaavaa ominaisuutta ei ole, vaikkakin sen yhteensopivuustilassa (Compatibility Mode) saa joitakin vanhempia sovelluksia ajettua. Winellä sovellusten yhteensopivuus jaetaan viiteen kategoriaan: Platinum. Sovellus toimii virheettömästi. Gold. Sovellus toimii virheettömästi sopivien asetusten säätämisen jälkeen. Silver. Sovelluksessa pieniä ongelmia/bugeja. Bronze. Sovelluksessa suuria ongelmia/bugeja. Garbage. Sovellus on käyttökelvoton.
Winessä käytettävien sovellusten asennustiedostot saa parhaiten ladattua niille tarkoitetuilta sivustoilta, joista suosituin on WineHQ Wine Application Database. Sivustolta löytyy kirjoitushetkellä 22308 sovellusta joihin sisältyy mm. pelejä, multimediaohjelmia sekä toimistokäyttöön soveltuvia ohjelmia. Kuva 2. WineHQ application databasen etusivu 2.5 Winen asennus ja testaus Aikaisemmin oli varmistettava, ettei Linuxissa ollut ennestään vanhempaa versiota jo asennettuna, sillä se saattoi aiheuttaa yhteensopivuusongelmia. Uusimmissa versioissa tämän pitäisi hoitua uuden Winen versiossa itsestään. Linuxissa on myös oltava tarvittavat kehitystyökalut (Development Tools, libx11, FreeType). Tämän jälkeen Wine voidaan asentaa suoraan ohjelmavaraston kautta (repository). $ yum -y groupinstall 'Development Tools' $ yum -y install libx11-devel freetype-devel $ yum install wine Suositeltavaa on myös käyttää Dan Kegelin ylläpitämää scriptiä winetricks, joka lataa ja asentaa useita käytönaikana ajettavia ohjelmia (redistributable runtime libraries). $ wget http://winetricks.org/winetricks $ chmod +x winetricks
Winen asennuksen jälkeen käytettävissä ovat esimerkiksi Wine Explorer joka vastaa Windowsissa käytettävää File Exploreria. $ wine explorer Kuva 3. Wine explorer Käytettävissä on myös Wine Control joka vastaa Windowsissa olevaa ohjauspaneelia. Controlin avulla voi asentaa ladattuja ohjelmia niiden asennustiedostoista. $ wine control Kuva 4. Wine control
Kokeilimme asentaa Winen avulla muutamia ohjelmia. Skypen asennuksessa tuli ongelmia, toisaalta kyseinen ohjelma on tuettuna suoraan Linuxille. WinRAR- pakkausohjelma sen sijaan asentui ja toimii hyvin. $ wine start winrar-x64-520.exe Kuva 5. WinRAR ohjelman asennus $ wine c:\program files\winrar\winrar.exe Kuva 6. WinRAR käynnissä
Winen kautta asennettavat ohjelmat voidaan myös asentaa graafista käyttöliittymää hyödyntäen. Tämä tapahtuu Windowsista tutulla tavalla oikealla hiirenpainalluksella ja avaamalla sovelluksella Wine Installer. Kuva 7. Asennus graafisesta näkymästä Ohjelmien asennusten jälkeen ne on myös mahdollista käynnistää Toimintojen (Activities) kautta. Kuva 8. Pikakäynnistys 2.6 Loppumietteet Winestä Winen asennus ja käyttäminen vaativat käyttäjältä perustason Linux osaamista. Harjoituksessa käyttämämme Fedora 21:ssä oli valmiina vain peruspäivitykset. Suurena apuna olivat WineHQ-sivusto ja sieltä löytyvät ohjeet kaikkeen tarvitsemaamme.
Päällimmäisenä jäi tunne että etenkin pelaava yleisö hyötyy suuresti Winen tarjoamista palveluista, sillä monet yleisesti käytetyt Windows ohjelmat on jo saatavilla Linux versiona tai täysin vastaavia ohjelmia on hyvin saatavilla. 3 VIRTUALISOINTI LYHYESTI Virtualisointi piilottaa fyysisen resurssin tekniset piirteet loppukäyttäjältä tai sovellukselta. Näin ollen fyysinen resurssi, esimerkiksi palvelin tai käyttöjärjestelmä, voi näkyä useana loogisena resurssina. Monet fyysiset resurssit voivat myös näkyä yhtenä kokonaisuutena, esimerkiksi monet tallennuslaitteet toimivat näin. 4 XEN Xen on Cambridgen yliopistossa kehitetty virtualisointiohjelma. Se on ilmainen ja pohjautuu avoimeen lähdekoodiin, mutta siitä on julkaistu myös erillisiä yritysversioita. Xen mahdollistaa usean käyttöjärjestelmän ajamisen samalta koneelta. Xenin arkkitehtuurin takia se tukee lähes kaikkia käyttöjärjestelmiä. Ian Pratt ja Simon Crosby aloittivat Xenin kehittämisen tutkimusprojektina. Vuonna 2003 julkaistiin ensimmäinen versio. Aluksi Xen-projektia tuki XenSource, jota Pratt oli perustamassa. Citrix osti XenSourcen vuonna 2007 ja on tukenut Xenin kehitystä siitä asti. Tämän siirron jälkeen myös monet muut isot yritykset alkoivat tukea Xenprojektia. Näihin yrityksiin kuuluu muun muassa IBM, Intel, Hewlett-Packard, Novell, Red Hat, Sun Microsystems and Oracle. Vuonna 2013 Xen-projekti siirrettin Linux Foundation -säätiön suojelukseen. Samaan aikaan julkaistiin yhteisölle uusi verkkosivu nimeltä xenproject.org. Projektia alkoi tukea suurempi määrä yrityksiä, joihin kuului esimerkiksi Google, Samsung ja Verizon.
Xenin käyttötarkoitus vaihtelee suuresti ja on kiinni itse käyttäjästä. Xeniä voi käyttää omalla tietokoneellaan tai vaikka isossa serverissä. Kuva 9. Xen, joka ajaa kolmea Linux-jakelua 5 OPENVZ OpenVZ (Open Virtuozzo) on käyttöjärjestelmätason virtualisointitekniikkaa, joka perustuu Linux kerneliin ja käyttöjärjestelmään. Se mahdollistaa yhden fyysisen serverin ajamaan useita käyttöjärjestelmiä. OpenVZ julkaistiin vuonna 2005 yhteisöprojektina, jota tuki yritys nimeltä Odin, Inc. OpenVZ on erilainen verrattuna muihin virtualisointitekniikoihin (esim. Xen, VMware). Muut tekniikat voivat ajaa useita erilaisia käyttöjärjestelmiä ja eri kernelversioita, mutta OpenVZ käyttää vain yhtä modifioitua kerneliä ja näin ollen ajaa vain Linuxia. Tämä voi olla ongelma, jos virtuaalikoneet tarvitsevat eri kernel-versioita kuin isäntäkone. OpenVZ vaatii kuitenkin vähemmän resursseja kuin perinteinen virtualisointi, joten se on hyvin nopea ja tehokas.
Kuva 10. OpenVZ WEB Panel 6 Kernel-based Virtual Machine Kernel-based Virtual Machine eli KVM on Linux-ytimeen rakennettu tuki virtualisoinnille. KVM vaatii prosessorilta virtualisointilaajennuksen (Intel-VT, AMD-V). Toimii alustana ajettavalle virtualisointi-ohjelmistolle eli se ei itsessään suorita emulointia. Tukee monia eri käyttöjärjestelmiä: Linuxia, Windowsia, Solarista ja monia muita. Avi Kivity aloitti KVM:n kehityksen yrityksessä nimeltä Qumranet. KVM yhdistettiin Linux kerneliin vuonna 2007. Red Hat osti Qumranetin vuonna 2008. Tällä hetkellä KVM:n ylläpidosta vastaavat Paolo Bonzini ja Gleb Natapov. Kuva 11. KVM ajamassa NetBSD:tä ja OpenSolarista
7 VIRTUALBOX 7.1 Yleistä VirtualBox on virtualisointiohjelmapaketti 32- ja 64-bittisille tietokoneille. Se mahdollistaa useiden käyttöjärjestelmien käytön yhdeltä fyysiseltä isäntäkoneelta. Tuettuja käyttöjärjestelmiä isäntäkoneelle ovat tällä hetkellä Linux, Mac OS X, Windowsin eri versiot XP:stä tähän päivään asti, Solaris sekä OpenSolaris. Ensimmäinen versio julkaistiin vuonna 2007 saksalaisen Innotek GmbH:n toimesta. Sun Microsystems osti Innotekin vuonna 2008, ja vuonna 2010 Oracle Corporation osti Sunin. Oracle uudelleenbrändäsi tuotteen nimellä Oracle VM VirtualBox. 7.2 VirtualBoxin- sekä virtuaalikoneen asennus ja käyttö Asensimme koulun kannettavalle VirtualBoxin (versio 4.3.26), johon loimme Windows 7 virtuaalikoneen (32-bit). Käyttöjärjestelmänä toimi Fedora 21, joka oli aikaisemmin asennettu VMwaressa. Yritimme ensin asentaa sitä perinteiseen tapaan eli latasimme asennustiedoston VirtualBoxin sivuilta, jonka jälkeen suoritimme kyseisen tiedoston. Pääosin asennus sujui Next -nappia painamalla. Kun asennus oli valmis, ohjelma ei toiminutkaan halutulla tavalla. Saimme virheviestin, johon ei löytynyt selkeää korjaustapaa. Kuva 12. Virheviesti VirtualBoxin asennuksessa.
Päätimme yrittää asentaa VirtualBoxia Fedoran komentorivin kautta. Poistimme vanhan asennuksen käskyllä sudo yum remove VirtualBox-4.3. Seuraavaksi latasimme ja asensimme kaikki paketit seuraavilla käskyillä: # cd /etc/yum.repos.d/ # wget http://download.virtualbox.org/virtualbox/rpm/fedora/virtualbox.repo # yum update # yum install binutils qt gcc make patch libgomp glibc-headers glibc-devel kernel-headers kernel-devel dkms # yum install VirtualBox-4.3 # /etc/init.d/vboxdrv setup Nyt asennus sujui ongelmitta ja pääsimme virtuaalikoneen luomiseen. Kuva 13. VirtualBox asennuksen jälkeen. Virtuaalikoneen tekeminen ja Windowsin asennus oli hyvin helppoa. VirtualBoxin aloitusruudusta valitaan New, jonka jälkeen ohjelma kysyy virtuaalikoneelle perusmääritykset. Annoimme koneelle nimen Win 7, jonka jälkeen valitsimme välimuistin määrän ja kovalevyn koon. Tässä tapauksessa 1024 MB ja 25 GB.
Virtuaalikoneen käynnistyessä ohjelma kysyy Windowsin image-tiedostoa. Tämän olimme jo ladanneet aikaisemmin. Käyttöjärjestelmän asennus tapahtui pääosin Nextnappia painamalla, poikkeuksena kieli- ja aika-asetukset. Kuva 14. Valmis virtuaalikoneen asennus
7 LÄHTEET http://fi.laovirtualisointi.wikia.com/wiki/luokka:virtualisointi http://en.wikipedia.org/wiki/xen http://fi.wikipedia.org/wiki/xen http://en.wikipedia.org/wiki/openvz http://en.wikipedia.org/wiki/kernel-based_virtual_machine http://fi.wikipedia.org/wiki/kernel-based_virtual_machine http://fi.wikipedia.org/wiki/virtualbox http://en.wikipedia.org/wiki/virtualbox http://www.tecmint.com/install-virtualbox-on-redhat-centos-fedora/ https://www.winehq.org/ http://fi.wikipedia.org/wiki/wine http://en.wikipedia.org/wiki/wine_(software)