Windows系统下VirtualBox新建Ubuntu虚拟机并采用WindTerm和XShell远程连接（2022.5.11）
1、Ubuntu系统简介
????????Ubuntu是一个基于Debian的Linux操作系统，从桌面到云端，再到所有与互联网相连的东西，它是跨公共云和OpenStack云的世界上最流行的操作系统。由于具有快速、安全、简单等特点，Ubuntu系统可以大规模运行容器，从而为全球数百万台PC提供了动力和支持。
????????由Canonical Ltd.牵头承担开发的Ubuntu项目公开致力于开源软件开发的原则；鼓励人们使用免费自由软件，研究如何工作、改进和分发Ubuntu系统。因此，Ubuntu系统的应用覆盖范围十分广泛，有公有云、私有云、Docker容器、工作站、数据中心、智能机器人、PaaS云应用等。
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????????如果想要进一步对Ubuntu系统有所了解，可以查看Ubuntu桌面指南和Ubuntu帮助文档。
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2、VirtualBox虚拟机中安装Ubuntu系统
2.1 VirtualBox简介
????????Oracle旗下的VirtualBox是一款针对x86硬件且面向服务器、桌面和嵌入式应用的通用虚拟机。它是一款功能强大的x86和AMD64/Intel64虚拟化产品，可供企业和家庭使用。VirtualBox的功能极其丰富，性能优越，同时也是唯一一个根据GNU通用公共许可证（GPL）作为开源软件免费提供的专业解决方案。VirtualBox可以运行在Windows、Linux、Macintosh和Solaris主机上，它看似简单，但非常强大，可以在任何地方运行，从小型嵌入式系统或台式机，一直到数据中心部署，甚至是云环境。
????????作为一个跨平台的虚拟化应用程序，VirtualBox具有以下两个显著特点：（1）它安装在现有的基于英特尔或AMD的计算机上，无论它们运行的是Windows、Mac OS还是Linux；（2）它扩展了现有计算机的功能，使其能够在多个虚拟机内同时运行多个操作系统。例如，我们可以在Mac上运行Windows和Linux，在Linux服务器上运行Windows Server，在Windows上运行Linux等等，所有这些都可以与现有应用程序一起运行。此外，用户可以根据需求安装和运行任意数量的虚拟机，但唯一的限制就是本地计算机的磁盘空间和运行内存。
2.2 安装VirtualBox
????????参考VirtualBox操作手册文档，首先下载VirtualBox-6.1.34-150636-Win.exe安装包文件，双击进行安装，安装过程如下图所示：
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????????VirtualBox安装过程较为简单，选择好安装目录后直接点击下一步即可，安装完成后打开如下。
2.3 下载Ubuntu镜像并在VirtualBox中安装
????????为了在虚拟机中安装Ubuntu系统，可参考how-to-run-ubuntu-desktop-on-a-virtual-machine-using-virtualbox，需要下载Ubuntu镜像文件，这里下载的是ubuntu-22.04-desktop-amd64.iso，如下图所示。
????????在得到Ubuntu镜像iso文件后，进入VirtualBox，点击新建，在新建虚拟电脑弹窗中输入名称，选择自己想要安装虚拟机的文件夹（这里设置为F:\VirtualBox VMS），类型选择Linux，版本选择Ubuntu（64-bit），点击下一步。
????????之后设置虚拟电脑的内存在绿色范围以内（这里设置为4GB，即4096MB），选择现在创建虚拟硬盘，虚拟硬盘文件类型选择VDI，存储在物理硬盘上选择动态分配，文件位置选择F:\VirtualBox VMs\MyUbuntuHost\MyUbuntuHost.vdi（会自动创建好）,文件大小设置为20GB后，点击创建。
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????????在创建完成后，VirtualBox应用左侧多出一个虚拟机MyUbuntuHost，点击启动按钮提示选择启动盘，点击右侧打开文件夹图标后弹出虚拟光盘选择窗口，点击注册，选择之前下载好的Ubuntu镜像iso文件后点击启动，这样就进入了Ubuntu系统的安装界面了。
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????????然后点击Install Ubuntu，选择English为键盘布局，按照如下过程正常安装即可。
????????虚拟机中Ubuntu系统安装成功后，还可以对系统语言进行设置，可查看系统已经安装好的应用程序，其中Terminal为命令行窗口。
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3、通过ssh远程连接Ubuntu系统（XShell / WindTerm）
3.1 Ubuntu系统配置IP地址
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????????如上图所示，在Windows系统下Win+R打开cmd命令行窗口或者打开PowerShell窗口，在窗口中输入ipconfig命令，获得VirtualBox Host-Only Network的详细信息（IP地址为192.168.56.1）；然后查看VirtualBox虚拟机中Ubuntu的网络IP地址为10.0.2.15，很明显它不是一个局域网IP地址，并且不在VirtualBox Host-Only Network的网段下，因此需要对此虚拟机添加网络，具体方法为：第一步关闭VirtualBox中的虚拟机；第二步在VirtualBox中选中该虚拟机，点击右侧的设置，在设置窗口中选择网络，在网卡2选项卡下选中启用网络连接，并选择连接方式为仅主机（Host-Only）网络，选择界面名称为VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter后点击OK按钮保存设置；第三步启动虚拟机查看局域网IP。
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3.2 Ubuntu系统配置ssh
????????为了使用WindTerm软件远程登录VirtualBox虚拟机中的Ubuntu系统，还需要对Ubuntu系统配置ssh，即需要了解OpenSSH。OpenSSH是使用SSH协议远程登录的首选连接工具，可对所有流量进行加密，以消除窃听、连接劫持和其他攻击。此外，OpenSSH还提供了一整套安全隧道功能、多种身份验证方法和复杂的配置选项。下面在Ubuntu系统中安装OpenSSH，打开终端命令行窗口，输入以下命令安装openssh并设置为开机自启，具体命令参考apt-get。
sudo apt-get update
sudo apt-get install openssh-server
ps -ef |grep sshd
sudo gedit /etc/ssh/sshd_config #PermitRootLogin yes
sudo systemctl start ssh # 单次启动ssh
sudo systemctl status ssh #查看ssh是否启动，running表示成功
sudo systemctl stop ssh # 单次关闭ssh
sudo systemctl enable ssh # 开机自动启动ssh命令
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3.3 WindTerm远程登录Ubuntu系统
3.3.1 安装WindTerm（免费开源）
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????????尽管XShell是一款优秀的远程登录软件，的确非常实用，但由于需要付费使用，即便是个人版也需要提交个人信息（姓名和邮箱）方可实用，这里最终考虑使用kingtoolbox中的WindTerm，这里下载了2.4.1版本64位的WindTerm，此版本对Win7、Win8、Win10和Win11操作系统均可适用，下载完成后解压即可使用（无需安装）。
????????解压后在WindTerm_2.4.1文件夹下找到WindTerm.exe并双击运行，弹出选择配置文件目录窗口，为了节省C盘空间，这里选择了自己新建的D:\WindTermProfile文件夹后点击OK按钮，并重新启动进入WindTerm应用界面。
3.3.2 WindTerm通过ssh远程连接Ubuntu虚拟机
????????如上图所示，让VirtualBox中的虚拟机处于启动状态，现在打开WindTerm，点击菜单栏中的会话->新建会话，在弹出的新建会话窗口中点击SSH，主机输入之前获取的Ubuntu系统的局域网IP地址（192.168.56.101），端口默认为22，点击连接后弹出登录窗口，输入用户名(jingzhong)后点击继续，又会弹出一个用户登录窗口，密码选择公钥后并输入正确密码后点击继续即可连接成功。
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????????连接成功后如下图所示，进入了Ubuntu系统命令行窗口，可输入一些命令检验一下效果。
ls #查看当前目录下的所有文件
cd Downloads #进入Downloads文件夹
ls #查看Downloads目录下的所有文件
cd ../ #回到主目录
sudo systemctl status ssh #查看ssh服务的运行状态
exit #退出WindTerm对Ubuntu系统的远程连接
3.4 XShell远程登录Ubuntu系统
3.4.1 安装XShell
????????XShell是一款功能强大的针对Windows平台的SSH1、SSH2、SFTP、TELNET、RLOGIN和串行终端仿真器。它=允许用户在Windows工作站上轻松安全地访问Unix/Linux主机。SSH（Secure Shell）协议支持通过Internet进行安全连接的加密和用户身份验证，它取代了TELNET和RLOGIN等传统协议。它旨在满足初学者和高级用户的需求，用户界面直观，为高级用户提供强大的功能，如本地命令、正则表达式搜索、动态端口转发、国际语言等。
????????XShell个人试用版下载，该许可仅供个人在家庭或学校使用。下载完成后双击Xshell-7.0.0108p.exe进入安装界面，点击下一步，接受许可协议，选择安装目录（最好默认）后即可成功安装。
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3.4.2 XShell远程连接VirtualBox虚拟机中的Ubuntu系统
????????在确保VirtualBox虚拟机为启动状态后，打开XShell软件，点击文件->新建，弹出新建会话属性窗口，输入会话名称和主机号，主机号输入IP地址即可，点击确定后会弹出安全警告窗口，点击接受并保存，之后依次输入SSH用户名、SSH用户密码即可成功连接Ubuntu虚拟机。
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????????最终连接成功后的结果如下图所示，依次输入如下命令来测试XShell远程连接Ubuntu虚拟机的效果：
ls #查看当前目录下的所有文件
cd Downloads #进入Downloads文件夹
ls #查看Downloads目录下的所有文件
cd ../ #回到主目录
sudo systemctl status ssh #查看ssh服务的运行状态
exit #退出WindTerm对Ubuntu系统的远程连接
4、总结
????????与GUI操作方式相比，批处理命令深受广大开发者的喜爱，操作步骤及处理流程直观可视化，能够更加直接、快速实现想要的功能，完成大规模的任务，尽管需要牢记各种命令和语法参数，对开发者有一定的要求。
????????如今，各种各样的操作系统（Windows系统、Linux系统和Mac OS系统等）都有众多用户在使用，没有绝对好的操作系统，往往只是取决于用户的实际需求。但对于工程化的应用来说，向Linux这样侧重于命令行式的系统更能够提高工作效率，节省时间，因为GUI图形用户界面更多是为了提供给非专业用户来使用，对于专业用户而言反而没有那么高效。不可否认，虚拟机（VMware Workstation、VirtualVox、VMware vSphere、Proxmox VE和Hyper-V(企业版）等）将各个环境进行有效隔离，使得操作虚拟机正如操作实体机一样流畅。在Windows系统上通过安装虚拟机的方式来获得Linux系统的操作体验，ssh远程连接linux系统的方式在服务器运营、管理、维护和应用部署等方面的能力显得格外出众，能够极大提高科研人员、工程师、开发者们的工作效率，对于不同操作系统下的环境配置、编译、运行提供了良好的可操作性和扩展性。比如可利用Linux环境对源码进行编译和构建，然后扩展到Windows平台下利用，所以对操作系统的按需利用可加深自己对计算机架构、逻辑、存储等机制的理解。
