VirtualBox

VirtualBox لنظام Windows: الدليل الشامل للمحاكاة الافتراضية، إنشاء الأنظمة الضيفة، وتكوين الأجهزة (الجزء الأول)

يُعد برنامج **Oracle VM VirtualBox** لنظام **Windows** هو المعيار الذهبي في عالم المحاكاة الافتراضية (Virtualization)، حيث يتيح للمستخدمين تشغيل أنظمة تشغيل كاملة (تسمى "أنظمة الضيف" أو Guest Systems) مثل Linux أو macOS أو إصدارات قديمة من Windows داخل نافذة على سطح مكتب نظام التشغيل الرئيسي (Host System). بفضل كونه مفتوح المصدر ومجانياً، أصبح VirtualBox أداة لا غنى عنها للمطورين، ومحترفي تكنولوجيا المعلومات، والباحثين الأمنيين الذين يحتاجون إلى بيئة آمنة ومعزولة لاختبار البرامج، أو محاكاة الخوادم، أو استكشاف البرامج الضارة.

إن إتقان VirtualBox يتطلب فهماً لـ **آلية التمهيد والتثبيت (Boot and Installation Mechanics)** للأنظمة الضيفة، وكيفية **تكوين الأجهزة الافتراضية** (الذاكرة، المعالج، التخزين) لضمان الأداء الأمثل، واستراتيجيات **عزل الشبكات** للحفاظ على أمان النظام المضيف. في هذا الجزء الأول، سنتعمق في البنية الأساسية للمحاكاة الافتراضية، عملية إنشاء وتشغيل الأجهزة الافتراضية (VMs)، وتكوين الإعدادات الحيوية.

فلسفة المحاكاة الافتراضية: العزل والأداء

ترتكز قوة VirtualBox على إنشاء طبقة تجريد (Abstraction Layer) تفصل النظام الضيف عن الأجهزة الفعلية، مما يسمح بالمرونة والأمان.

أ. النظام المضيف مقابل النظام الضيف (Host vs. Guest):

• **النظام المضيف (Host):** هو نظام التشغيل الذي يتم تثبيت VirtualBox عليه (في هذه الحالة، Windows).
• **النظام الضيف (Guest):** هو نظام التشغيل الذي يتم تشغيله داخل بيئة VirtualBox (مثل Ubuntu أو Windows 7). يتمتع هذا النظام بذاكرة افتراضية، ومساحة تخزين افتراضية، ووحدة معالجة مركزية افتراضية.

ب. أهمية العزل (Isolation):

• **الأمان:** أي ضرر أو تغيير أو برامج ضارة تحدث داخل النظام الضيف تظل معزولة تماماً ولا يمكنها التأثير على النظام المضيف (Windows) أو باقي الأجهزة الافتراضية.
• **التجربة:** يمكن اختبار البرامج الجديدة، أو التحديثات، أو حتى فتح المرفقات المشكوك فيها بأمان داخل البيئة الافتراضية.

عملية إنشاء الجهاز الافتراضي (VM Creation)

يبدأ العمل مع VirtualBox بإنشاء "صندوق" افتراضي مخصص لاستضافة النظام الجديد.

أ. تحديد الإعدادات الأساسية:

• **نوع نظام التشغيل:** يجب تحديد نوع ونواة نظام التشغيل الضيف (مثال: Linux / Ubuntu 64-bit) لتكوين الإعدادات الافتراضية الصحيحة.
• **الذاكرة العشوائية (RAM):** تحديد حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي سيتم تخصيصها للجهاز الافتراضي. يجب عدم تجاوز نصف ذاكرة الوصول العشوائي المتوفرة لديك لتجنب بطء النظام المضيف.

ب. التخزين الافتراضي (Virtual Storage):

• **إنشاء قرص ثابت افتراضي (VDI):** يقوم المستخدم بإنشاء ملف قرص ثابت افتراضي (بصيغة VDI أو VHD) على جهاز Windows. هذا الملف هو ما يراه النظام الضيف كقرص ثابت.
• **التخزين الديناميكي مقابل الثابت:** يفضل اختيار **التخزين المخصص ديناميكياً (Dynamically Allocated)**، حيث يبدأ الملف بحجم صغير وينمو فقط عند الحاجة، مما يوفر مساحة على النظام المضيف.

تكوين موارد الأجهزة الحيوية (Hardware Configuration)

لضمان الأداء، يجب ضبط إعدادات الأجهزة الافتراضية بدقة.

أ. المعالج والـ VT-x:

• **عدد الأنوية:** تخصيص عدد أنوية وحدة المعالجة المركزية (CPU Cores) للجهاز الضيف. يجب تخصيص ما لا يقل عن 2-4 أنوية لنظام التشغيل الحديث ليعمل بسلاسة.
• **تمكين VT-x/AMD-V:** لضمان عمل المحاكاة الافتراضية بفعالية، يجب تمكين تقنية المحاكاة الافتراضية للأجهزة (Hardware Virtualization) في BIOS/UEFI للنظام المضيف (المعروفة بـ VT-x لـ Intel أو AMD-V لـ AMD). بدون هذه الميزة، سيكون الأداء بطيئاً للغاية.

ب. الذاكرة المرئية (Video Memory):

• **الرسومات:** تخصيص ذاكرة الفيديو (Video Memory) للجهاز الضيف. من المهم زيادة هذه الذاكرة وتمكين ميزة **التسريع ثلاثي الأبعاد (3D Acceleration)** (إن أمكن) لتحسين عرض الرسوميات داخل النظام الضيف.

تكوين الشبكات الافتراضية (Network Settings)

تُعد إعدادات الشبكة هي المفتاح لتحديد كيفية تفاعل النظام الضيف مع الإنترنت ومع الشبكة المضيفة.

أ. جسر الشبكة (Bridged Adapter):

• **الاتصال المستقل:** يجعل هذا الإعداد النظام الضيف يتصرف وكأنه جهاز مستقل تماماً على شبكتك المحلية (أي يحصل على عنوان IP خاص به من جهاز التوجيه). وهو مثالي لاختبار الخوادم أو محاكاة بيئة شبكة حقيقية.

ب. ترجمة عنوان الشبكة (NAT):

• **الخيار الافتراضي:** يسمح للنظام الضيف بالوصول إلى الإنترنت عبر النظام المضيف (Windows)، ولكنه يعزله عن رؤية الأجهزة الأخرى على الشبكة المحلية. هذا هو الإعداد الأكثر أماناً للاستخدام العادي.

عملية تثبيت نظام التشغيل (OS Installation)

بعد تكوين الأجهزة، تبدأ مرحلة التمهيد وتثبيت نظام التشغيل الضيف.

أ. استخدام ملفات ISO:

• **الوسائط:** يجب على المستخدم إرفاق ملف صورة ISO لنظام التشغيل المطلوب (Windows, Linux, إلخ) كـ "قرص بصري افتراضي" (Virtual Optical Drive) بالجهاز الافتراضي.
• **التمهيد:** يتم تشغيل الجهاز الافتراضي، ويقوم بالتمهيد من ملف ISO لبدء عملية التثبيت القياسية لنظام التشغيل.

ب. أهمية التقاط لوحة المفاتيح والماوس (Input Capture):

• **التحكم:** بمجرد النقر داخل نافذة الجهاز الافتراضي، يتم "التقاط" لوحة المفاتيح والماوس، مما يعني أنه لا يمكن استخدامهما في النظام المضيف (Windows) مؤقتاً. يمكن إطلاق سراحهما بالضغط على مفتاح "المضيف" (Host Key)، وهو عادة زر **Ctrl الأيمن**.

ملخص الجزء الأول

في هذا الجزء الأول، قمنا بتغطية الجوانب الأساسية التي تجعل VirtualBox أداة المحاكاة الافتراضية الأقوى على Windows. تم التركيز على آليات العزل والأداء، وعملية إنشاء الجهاز الافتراضي وتكوين موارد الأجهزة الأساسية (RAM, CPU, التخزين الديناميكي)، وأهمية تكوين الشبكات الافتراضية (NAT و Bridged)، بالإضافة إلى الخطوات الأولى لتثبيت نظام التشغيل الضيف.

VirtualBox لنظام Windows: حزمة إضافات الضيف، اللقطات (Snapshots)، مشاركة المجلدات، والأداء المتقدم (الجزء الثاني)

في الجزء الثاني، نستعرض الميزات المتقدمة لـ **VirtualBox** التي تحول تشغيل الأنظمة الضيفة من تجربة معزولة وبطيئة إلى بيئة عمل متكاملة وعالية الأداء. يُعد تثبيت **حزمة إضافات الضيف (Guest Additions)** هو الخطوة الأكثر أهمية بعد تثبيت نظام التشغيل الضيف، حيث تفتح هذه الحزمة الباب أمام وظائف أساسية مثل **مشاركة المجلدات (Shared Folders)**، و **تغيير حجم الشاشة التلقائي (Dynamic Screen Resizing)**، و **نقل الملفات بالسحب والإفلات (Drag and Drop)**.

يتطلب إتقان هذا المستوى فهماً لـ **آلية عمل اللقطات (Snapshots)** كوسيلة حماية وتراجع، وكيفية تكوين **مشاركة المجلدات** للتكامل السلس بين Windows والنظام الضيف، واستخدام **أدوات سطر الأوامر (CLI)** للإدارة المتقدمة.

حزمة إضافات الضيف (Guest Additions): مفتاح الأداء

تُعد Guest Additions مجموعة من برامج التشغيل والأدوات التي يجب تثبيتها داخل النظام الضيف (Guest OS) لزيادة الأداء وتكامل الإدخال/الإخراج.

أ. وظائف حاسمة توفرها إضافات الضيف:

• **تحسين الأداء البصري:** تمكين برامج تشغيل الفيديو الخاصة، مما يتيح تغيير حجم شاشة الجهاز الافتراضي ديناميكياً (ليناسب نافذة Windows) ويدعم دقة عالية.
• **الماوس السلس:** يزيل الحاجة إلى استخدام مفتاح المضيف (Host Key) لتحرير الماوس، حيث يمكن تحريك مؤشر الماوس بسلاسة بين النظام الضيف والنظام المضيف.
• **المشاركة السلسة:** تفعيل ميزات **السحب والإفلات (Drag and Drop)** و **الحافظة المشتركة (Shared Clipboard)**، مما يسمح بنسخ النصوص والملفات بين Windows والنظام الضيف.

ب. عملية التثبيت:

• يتم تثبيت Guest Additions عن طريق النقر على قائمة **Devices** في نافذة الجهاز الافتراضي واختيار **Insert Guest Additions CD Image**. يتم التعامل مع هذا الملف كقرص تثبيت داخل النظام الضيف.

مشاركة المجلدات والتكامل السلس (Shared Folders)

تسمح هذه الميزة بالتفاعل المباشر مع ملفات Windows من داخل النظام الضيف.

أ. آلية المشاركة:

• **التحديد:** يحدد المستخدم مجلداً فعلياً على النظام المضيف (Windows) ويعطيه اسماً.
• **الوصول:** يتم تعيين هذا المجلد على أنه مجلد مشترك (Shared Folder)، ويظهر بعد ذلك كـ **محرك شبكة** أو مجلد مشترك داخل النظام الضيف (يتطلب تثبيت Guest Additions).

ب. حالات الاستخدام:

• **المشاركة السريعة:** مثالي لمشاركة ملفات كبيرة بين النظامين دون الحاجة إلى نقلها عبر الشبكة.
• **العمل التعاوني:** يمكن للمطورين حفظ الكود المصدري على Windows والعمل عليه وتجميعه (Compile) باستخدام النظام الضيف (مثل Linux).

إدارة اللقطات (Snapshots) ونقاط الاستعادة

تُعد اللقطات إحدى أقوى ميزات VirtualBox لأغراض الاختبار والأمان.

أ. وظيفة اللقطة:

• **حفظ الحالة:** اللقطة هي نسخة محفوظة من **الحالة الحالية** الكاملة للجهاز الافتراضي (بما في ذلك ذاكرة RAM، وحالة القرص الثابت، والإعدادات).
• **نقطة التراجع:** يمكن للمستخدمين العودة إلى أي لقطة محفوظة مسبقاً في غضون ثوانٍ.

ب. حالات الاستخدام الحاسمة:

• **اختبار البرامج الضارة:** يمكن أخذ لقطة قبل فتح ملف مشبوه. إذا تضرر النظام الضيف، يمكن التراجع فوراً إلى اللقطة "النظيفة" (Clean Snapshot).
• **التحديثات والتكوين:** أخذ لقطة قبل تثبيت تحديث رئيسي أو إجراء تغيير كبير في تكوين النظام.

دعم الأجهزة الطرفية و USB

يتيح VirtualBox ربط الأجهزة المادية المتصلة بجهاز Windows مباشرة بالجهاز الافتراضي.

أ. مرشحات USB (USB Filters):

• **التحكم:** يمكن للمستخدمين تحديد أجهزة USB معينة ليتم **التقاطها تلقائياً** بواسطة النظام الضيف عند توصيلها بجهاز Windows.
• **حزمة الامتدادات (Extension Pack):** تتطلب وظيفة USB المتقدمة (USB 2.0 و 3.0) تثبيت حزمة الامتدادات الخاصة بـ VirtualBox (Oracle VM VirtualBox Extension Pack)، وهي مجانية للاستخدام الشخصي.

ب. الصوت (Audio):

• **الإخراج الصوتي:** يتم دعم الصوت بالكامل، حيث يتم توجيه إخراج الصوت من النظام الضيف عبر بطاقة الصوت الافتراضية إلى سماعات النظام المضيف (Windows).

الأداء المتقدم وواجهة سطر الأوامر (CLI)

يمكن للمحترفين استخدام أدوات سطر الأوامر (VBoxManage) لإدارة الأجهزة الافتراضية خارج واجهة المستخدم الرسومية.

أ. الأداء عبر سطر الأوامر:

• **الإدارة السريعة:** تسمح أداة **VBoxManage** بتنفيذ مهام معقدة مثل استنساخ الأجهزة الافتراضية، أو تغيير إعدادات الأجهزة (الذاكرة، المعالج) دون الحاجة لفتح الواجهة الرسومية.

ب. استيراد وتصدير الأجهزة (Import/Export Appliances):

• **تنسيق OVA/OVF:** يمكن تصدير جهاز افتراضي كامل كملف واحد (بصيغة OVF أو OVA). هذا مثالي لمشاركة جهاز افتراضي كامل الإعدادات مع زملاء العمل أو نقله إلى جهاز كمبيوتر آخر.

أسئلة متقدمة حول VirtualBox لنظام Windows (FAQ)

نجيب هنا على أبرز الاستفسارات المتقدمة التي يطرحها المستخدمون حول VirtualBox:

س1: لماذا يعمل نظام التشغيل الضيف ببطء شديد على الرغم من تخصيص ذاكرة RAM كافية؟

ج: السبب الأكثر شيوعاً هو **عدم تمكين المحاكاة الافتراضية للأجهزة (VT-x/AMD-V)** في إعدادات BIOS/UEFI لجهاز Windows المضيف. يجب تمكينها ثم التأكد من تفعيلها في إعدادات VirtualBox.

س2: هل يمكنني تشغيل VirtualBox و Hyper-V في نفس الوقت على Windows؟

ج: لا يمكن تشغيل كليهما في نفس الوقت بشكل افتراضي. كلاهما يتطلب السيطرة الحصرية على ميزات المحاكاة الافتراضية للأجهزة. إذا كنت بحاجة إلى تشغيل VirtualBox، يجب تعطيل ميزة Hyper-V (وغيرها من أدوات المحاكاة الافتراضية في Windows) عبر إعدادات Windows Features أو سطر الأوامر.

س3: كيف يمكنني نقل ملف VDI (القرص الافتراضي) إلى جهاز كمبيوتر آخر؟

ج: أفضل طريقة هي استخدام ميزة **تصدير جهاز الظاهري (Export Appliance)** إلى ملف OVF/OVA. هذا الملف يضمن حفظ ليس فقط القرص الثابت (VDI) ولكن أيضاً جميع إعدادات الأجهزة والتكوينات للجهاز الافتراضي.

س4: ما هو أفضل نوع اتصال شبكة للاختبار الأمني (Penetration Testing)؟

ج: يفضل استخدام إعداد **جسراً داخلياً (Internal Network)**. هذا يعزل النظام الضيف عن شبكة الإنترنت الفعلية، ولكنه يسمح للأجهزة الافتراضية الأخرى على نفس جهاز Windows بالتواصل مع بعضها البعض (مما يحاكي شبكة معزولة للتجربة).

س5: هل يمكنني زيادة حجم القرص الثابت الافتراضي (VDI) بعد إنشاء الجهاز؟

ج: نعم، يمكن زيادة حجم القرص الثابت الديناميكي (VDI) باستخدام أداة **VBoxManage** في سطر الأوامر (CLI) في Windows. بعد زيادة حجم الملف الافتراضي، يجب استخدام أدوات إدارة الأقراص داخل النظام الضيف لتوسيع قسم النظام للاستفادة من المساحة الجديدة.

ملخص المقال الكامل

يُعد VirtualBox لنظام Windows أداة لا غنى عنها في بيئة تكنولوجيا المعلومات. إنه يجمع بين قوة المحاكاة الافتراضية للأجهزة، ودقة التكوين اليدوي، والتكامل السلس عبر حزمة إضافات الضيف. إن إتقان وظائف مثل اللقطات، ومشاركة المجلدات، والتحكم في الشبكات، يضمن أن يتمكن المستخدمون من إنشاء بيئات آمنة وعالية الأداء لأغراض التطوير، والاختبار، والتدريب دون المساس بالنظام المضيف.