Si riportano in questa pagina le istruzioni di installazione e configurazione del sistema di virtualizzazione multi-piattaforma Oracle VM VirtualBox per la creazione di una macchina virtuale con Debian Linux.

A che serve un sistema di virtualizzazione?

Un sistema di virtualizzazione consente di eseguire in un contesto protetto un sistema operativo, detto macchina virtuale o Virtual Machine (VM), in contemporanea ad altri sistemi operativi. Una VM crea un ambiente di esecuzione che simuli un computer completamente separato, dedicando ad esso una parte delle risorse del computer reale. Ciascuna macchina virtuale è caratterizzata da certe risorse di processamento (come l’uso di uno o più core della CPU), da una porzione di memoria RAM allocabile e da un disco fisso virtuale per la memorizzazione dei dati. Tutte le operazioni svolte nell’ambito di un sistema operativo su VM, detto anche guest, non hanno alcun effetto sul sistema operativo host nativo.

Perché è utile adottare un sistema di virtualizzazione?

• Testare più sistemi operativi senza l’obbligo di partizionare il disco e gestire le problematiche di avvio multiplo.
• Utilizzare programmi che non sarebbero disponibili per il sistema operativo nativo in uso sul proprio PC.
• Operazioni “distruttive” su un sistema operativo guest non implicano alcun danno al sistema host, così come la cancellazione definitiva della VM.

Nel seguito delle istruzioni si farà riferimento al popolare software opensource gratuito per la virtualizzazione Oracle VM VirtualBox, su cui verrà installata una macchina virtuale Debian.

Installazione di VirtualBox

Download del software VirtualBox dal sito Web ufficiale

È possibile scaricare l’ultima versione del software di virtualizzazione VirtualBox dalla pagina ufficiale del prodotto, sotto alla dicitura “VirtualBox Platform Packages“. Al momento della scrittura di questa guida la versione 7.2.4 è l’ultima disponibile, ma qualsiasi versione successiva va bene.

VirtualBox è disponibile per sistemi Microsoft Windows, MacOS, GNU/Linux e Solaris. È necessario selezionare la versione di VirtualBox relativa al sistema operativo attualmente installato sul proprio computer (host), non a quello che si intende installare all’interno di una macchina virtuale (guest). Se si dispone di un Mac con processore Apple Silicon (M1, M2, etc) selezionare la versione corrispondente, altrimenti selezionare la versione Intel.

Procedura di installazione del software VirtualBox

Una volta scaricato il file di installazione, è necessario procedere all’installazione stessa eseguendo il file e seguendo le istruzioni riportate dal programma, però con alcune accortezze.

Durante l’installazione verrà chiesto se installare alcuni driver, ad esempio “Oracle Corporation Universal Serial Bus”: è necessario acconsentire, si tratta di driver che permettono di virtualizzare alcune periferiche (maggiori dettagli nella sezione “Uso avanzato di VirtualBox” a fondo pagina)

Su MacOS potrebbe essere necessario acconsenitre l’esecuzione del programma scaricato da internet.

Abilitazione delle tecnologie di virtualizzazione hardware per la propria CPU

Solo per PC Windows:
Le CPU moderne sono equipaggiate con set di istruzioni addizionali e meccanismi hardware per incrementare le performance di esecuzione dei sistemi di virtualizzazione. VirtualBox, o una Virtual Machine generata da esso, potrebbero non funzionare correttamente o funzionare molto lentamente, nel caso in cui le seguenti tecnologie non siano abilitate nel PC in uso:

• Intel Virtualization Technology VT-x per processori Intel (Pentium, Atom, Core i3, i5, i7, Celeron, Xeon)
• AMD-v per processori AMD (Ryzen, Athlon, Opteron)

L’attivazione di queste tecnologie è consentita abilitando la funzione Virtualization Technology (o nomi simili) dal BIOS della macchina in uso. È possibile accedere al BIOS premendo tasti come F2, F10 o Canc all’avvio della macchina per sistemi Windows 7 o precedenti. I PC più moderni, invece, integrano un BIOS alternativo, detto UEFI, che è accessibile solitamente agendo dal sistema operativo Microsoft, come indicato in questa guida.

Si raccomanda di attivare queste funzionalità, se supportate dal proprio elaboratore, per avere un’esperienza d’uso migliore della macchina virtuale.

Nota: è possibile che VirtualBox non consenta l’installazione di sistemi operativi guest a 64 bit per macchine in cui le tecnologie di virtualizzazione hardware non siano abilitate. In questo caso provare a disinstallare Hyper-V dalle Funzionalità di Windows

Download dell’immagine ISO della distribuzione Linux

La distribuzione consigliata per il corso è Debian 13.

Se hai un computer con processore ARM (PC con processore Snapdragon o Mac con processore M1, M2, etc) devi scaricare l’immagine ARM.

Se hai qualsiasi altro PC devi scaricare l’immagine x86.

Debian, come la maggior parte delle distribuzioni, viene distribuito in forma di file ISO, masterizzabile su DVD o su chiavetta USB, o direttamente avviabile su VirtualBox. Salvare il file in un luogo noto in quanto andrà selezionato in seguito.

Creazione di una macchina virtuale per Debian

A seguito dell’installazione del software VirtualBox, è possibile procedere creando una nuova macchina virtuale appositamente per la distribuzione Debian.

Procedura di creazione della macchina virtuale

La creazione di una nuova macchina virtuale è possibile attraverso alcuni passi, di seguito descritti.

1. Avviare VirtualBox e se presente premere sul pulsante modalità base, poi selezionare l’icona Nuova in alto a sinistra.
2. Indicare un nome per la macchina virtuale, selezionare l’immagine ISO di Debian precedentemente scaricata e assicurarsi che l’opzione “Procedi con l’installazione non presidiata” sia deselezionata, poi premere avanti.
3. Impostare la memoria di base a 2048 MB, il numero di processori a 2 e la dimensione del disco a 15 GB, poi premere avanti. Per personalizzare queste opzioni in base alle caratteristiche del proprio computer, leggere il paragrafo successivo.
4. Controllare che le impostazioni siano corrette, poi prefere fine.

A seguito di questi passaggi, VirtualBox finalizza le operazioni di installazione della macchina virtuale che ospiterà la distribuzione Debian.

Dimensionamento della VM per Debian

A seguito della creazione della macchina virtuale, può essere utile configurare ulteriormente l’ambiente di esecuzione prima di installare il sistema operativo guest. Queste operazioni in generale migliorano le performance, ma non sono obbligatorie.

La configurazione avanzata della macchina virtuale è disponibile selezionando la stessa nell’interfaccia di VirtualBox e cliccando sull’icona in alto Impostazioni. Apparirà una finestra contenente diverse schede per le sezioni che compongono la VM appena creata. Si consigliano le seguenti operazioni, per le quali è indicato il percorso, per migliorare le prestazioni di una macchina virtuale per Ubuntu. Alcune impostazioni sono disponibili soltanto abilitando la modalità esperto nell’angolo in alto a sinistra della finestra.

• Sistema -> Processore: si può aumentare il numero di CPU destinate alla VM per migliorare le prestazioni. Una buona linea guida è non aumentarle oltre la metà di quelle disponibili.
• Sistema -> Scheda madre: si può aumentare la quantità di memoria RAM destinata alla VM per migliorare le prestazioni. Una buona linea guida è impostarla fra un quarto e la metà di quella disponibile.
• Schermo -> Schermo: aumentare la memoria video ad almeno 128 MB, ed abilitare l’Accelerazione 3D (soprattutto in presenza di una scheda video dedicata). Questa seconda impostazione è disponibile solo in modalità esperto.

In questo mondo si andranno ad allocare risorse maggiori alla macchina virtuale, con l’intento di migliorare le performance e l’esperienza d’uso del sistema operativo guest. Si ricordi che la VM non ha alcun impatto sulle performance del sistema operativo host, se spenta.

Installazione di Debian nella VM

Installazione del sistema operativo Debian

L’installazione del sistema operativo Debian è pressoché identica a qualsiasi installazione nativa come sistema operativo host.

1. Aprire VirtualBox, selezionare la VM appena creata e cliccare sull’icona Avvia in alto nella barra del programma.
2. Una volta caricato l’installer selezionare “Graphical install”.
3. Nelle schermate successive selezionare la lingua e il layout della tastiera desiderati.
4. Inserire un nome host per il sistema. Questo sarà il nome con cui la macchina virtuale sarà identificato all’interno della propria rete. Lasciare il nome del dominio vuoto.
5. Lasciare la password per l’account root vuota. In questo modo l’account root sarà disattivato e saranno forniti i permessi di amministratore all’account dell’utente.
6. Fornire il nome completo dell’account dell’utente, poi un nome abbreviato e minuscolo, e infine una password.
7. A questo punto l’installer chiederà di configurare il disco. Le opzioni preselezionate sono corrette, quindi accettare con invio. (“Guidato – usa l’intero disco” > “VBOX HARDDISK” > “Tutti i file in una partizione” > “Terminare il partizionamento e scrivere le modifiche sul disco”)
8. Quando l’installer richiede di eseguire l’analisi di supporti di installazione aggiuntivi, selezionare no.
9. Quando l’installer richiede di selezionare un mirror, selezionare Italia come regione anche se si ha impostato una lingua diversa precedentemente e poi selezionare il primo mirror. Lasciare vuoto il proxy HTTP.
10. Dopo aver caricato e installato i pacchetti essenziali, verrà chiesto all’utente quali software aggiuntivo installare. Selezionare solamente “ambiente desktop Debian”, “Xfce” e “Utilità di sistema standard”.
11. A questo punto l’installer continuerà l’installazione autonomamente. Quando chiede di rimuovere il supporto di installazione, premere continua e la macchina virtuale si riavvierà da sola in Debian. Per fare il login, utilizzare il nome utente abbreviato che è stato scelto precedentemente.

Uso avanzato di VirtualBox

Di seguito si riportano alcune considerazioni su caratteristiche avanzate di VirtualBox, che tuttavia esulano dallo scopo del corso GNU/Linux Base.

VirtualBox Guest Additions

Per migliorare le performance dei sistemi virtualizzati, VirtualBox consente di installare del software sui guest, denominato Guest Additions all’interno del SO virtualizzato. Per installarlo è necessario:

1. Aprire un terminale e digitare “sudo apt install build-essential linux-headers-$(uname -r) -y.
2. Al termine bisogna selezionare dal menù Dispositivi > Inserisci l’immagine CD delle Guest Additions.
3. Creare una nuova cartella sul desktop e copiare al suo intenro i contenuti del cd che è comparso sul desktop.
4. Trascinare sul terminale il file “autorun.sh” dalla nuova cartella e premere invio.
5. Riavviare la macchina virtuale.

Condivisione di appunti e cartelle

È possibile condividere il contenuto degli appunti (clipboard, in sostanza il testo copiato con Ctrl+C o con Tasto destro del mouse > Copia) tra i sistemi host e guest. Questo può essere utile ad esempio per salvare l’output di comandi eseguiti su Linux in un file di testo sull’host. Per abilitare questa funzionalità, mentre la macchina virtuale è in esecuzione, selezionare Dispositivi > Appunti condivisi > Bidirezionale. È possibile abilitare la condivisione anche in un solo verso, dallo stesso menu.

Si possono anche condividere intere cartelle tra macchina virtuale e sistema host, che altrimenti sarebbero completamente isolati e indipendenti, al fine di trasferire file dall’uno all’altro. Ciò può essere fatto dal menu Dispositivi > Cartelle condivise. Poiché questa funzionalità non è banale da configurare e permette al sistema guest di accedere e modificare i file sull’host, con il potenziale rischio di fare danni, ne consigliamo l’uso solo a chi ha già raggiunto una certa padronanza di GNU/Linux e di VirtualBox.

Condivisione di dispositivi

VirtualBox consente di emulare alcuni dispositivi, come i dischi rigidi e i lettori ottici, rappresentati da normali file salvati in una cartella sul sistema host (file VDI per i dischi rigidi, ISO per i CD). Oltre a questo, è possibile condividere alcuni dispositivi fisicamente collegati al computer host, in modo che vengano rilevati dal sistema guest come se fossero collegati a quest’ultimo. È possibile fare ciò dal menu Dispositivi > USB: se si seleziona un dispositivo, non sarà più utilizzabile dal sistema host (almeno, finché non lo si rilascia dallo stesso menu) ma verrà rilevato e gestito dal sistema guest, che prima di quel momento non aveva alcun accesso ad esso. Ad esempio si può compiere questa operazione con una chiavetta USB: il sistema guest sarà in grado di accedere al suo contenuto e modificarlo.

Questa operazione non è necessaria per mouse e tastiera, in quanto VirtualBox permette già di usarli “in simultanea” su guest e host.

Tuttavia, per questioni di licenza, VirtualBox è in grado di condividere solo dispositivi USB 1.1 con le macchine virtuali. In pratica i dispositivi USB sono retrocompatibili quindi anche se fossero USB 2.0 o USB 3.0 funzionerebbero comunque, ma molto lentamente. È possibile utilizzare dispositivi USB 2.0 e 3.0 alla massima velocità installando sull’host anche il VirtualBox Extension Pack che, sebbene gratuito, è software proprietario e closed source, quindi non è coperto da questo corso.

Link utili

Di seguito si riportano alcuni link utili per l’installazione del sistema di virtualizzazione VirtualBox e per la configurazione di una macchina virtuale con distribuzione Ubuntu.

• Pagina ufficiale VirtualBox per il download del sistema di virtualizzazione.
• Attivare la virtualizzazione hardware VT-x e AMD-v (Inglese).
• Guida completa in Italiano per l’installazione di Ubuntu.