虚拟化技术在软件测试课程实验教学中的应用

黄海隆 黄长城 陈赛娉

温州大学 浙江温州 325035

1 引言

软件测试课程是大学计算机专业本科学生的一门重要专业课。该课程涉及内容比较广，既包括黑盒测试、白盒测试、测试用例设计等基础测试技术，也包括单元测试、功能测试、集成测试、系统测试、性能测试等测试方法，还包括基础的测试流程管理、缺陷管理、自动化测试技术等知识。该课程一般是针对高年级学生开课。学生学习该课程前需要具备网络、操作系统、数据库和软件编程等方面的专业知识。学生在进行软件测试课程实验时需要用到多个不同的测试工具，在测试的过程中需要配置和调试各种不同的测试环境。

现有的高校软件测试实验环境普遍存在几个问题。

1）测试环境变动不够灵活。高校软件测试实验环境由于受资源利用率的限制，基本上会与软件工程、数据库等其他实验环境共用，系统设置保护模式，不能根据个性化的测试实验需求随意设置相应的实验测试环境。

2）实验室使用不够灵活。由于部分大型软件测试时可能需要较长的等待时间，学生无法在规定的时间内完成相应的测试目标，导致部分实验无法进行。

3）实验室管理员维护系统困难。管理员在面对各类测试软件与现有软件不兼容时经常束手无策。

基于以上问题，引入虚拟化平台，利用虚拟化技术解决软件测试实验课程中存在的问题[1]。

2 桌面虚拟化技术

桌面虚拟化技术，Desktop Virtualization，是一种基于服务器的计算模型。或者称为Virtual Desktop Infrastructure，最早由虚拟化厂商VMware提出，目前已经成为标准的技术术语。虽然借用了传统的瘦客户端的模型，但是让管理员与用户能够同时获得两种方式的优点：将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理；用户同时能够获得完整PC的使用体验[2]。

桌面虚拟化就是将计算机的桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。可以通过任何设备，在任何地点、任何时间访问在网络上的属于个人的桌面系统。桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统（虚拟机或者虚拟桌面），同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。用户只需要记住用户名和密码及网关信息，即可随时随地通过网络访问自己的桌面系统。

现有的虚拟化平台产品提供商主要有思杰、微软、VM-ware等几家大型公司。在实验室应用中选择VMware虚拟化平台。

3 虚拟化平台中软件测试实验环境设计

3.1 实验室现有条件

目前，实验室有4台HP DLL88 G7服务器（CPU为12核2.4 GHz，内存为24 G），2台外部数据存储（华赛2600），2台CISCO千兆交换机，基本具备成功部署一个基于虚拟化平台软件测试实验室的硬件条件。

3.2 平台网络拓扑结构

图1 平台网络拓扑图

平台网络拓扑结构如图1所示。利用现有的4台服务器作为ESXi服务器。服务器具有双网卡，分别组建两个不同的子网。服务器网卡1与2台外部数据存储组建子网1，该子网服务器与数据之间的数据传输，具备千兆以太网的性能。服务器网卡2与PC终端等机器组建子网2，该子网用于终端设备与服务器之间的通讯，具备百兆以太网性能。

3.3 软件测试虚拟实验室构建

软件测试课程针对的主要是计算机专业的学生。计算机专业以小班教学为主，每个班级不超出30人。从系统的安全性、灵活性和易维护性等方面考虑，将实验室按以下方式进行构建。

1）实验环境配置。实验环境配置如表1所示。将4台服务器放在一起建立群集，并开启群集的HA和DRS功能。所有虚拟机存储在外部数据存储中。

2）测试系统模版制作。模板是虚拟机的主副本，可用于创建和置备新虚拟机。此映像通常包含指定的操作系统和配置，可提供硬件组件的虚拟副本。由于软件测试时需要用到各类不同的操作系统，所以分别制作Windows XP、WINDOS7、Windows2003 server、Ubuntu这四类不同的系统模版，供课程需要时使用。

另外制作一个带有各类自动化测试软件的模版，作为学生主测试用机。

3）虚拟机生成。通过VMware View定制不同模版的虚拟桌面，每批30台机器。提前在AD中建立学生的账户。通过账户与虚拟桌面绑定，使学生能够完全独立使用该虚拟机。

4）虚拟服务器安装。在测试课程中，需要进行软件测试管理。安装1台Windows 2003 server系统虚拟机，在该虚拟机上安装TestDirector软件。学生同个IE客户端连接该服务器。

5）虚拟实验室管理。虚拟机全部运行在服务器上，学生可以在校园网中任意机器登录自己的系统，具有很大的灵活性。一般学生虚拟机系统由实验室管理人员统一提供，测试环境由学生自己根据实验需要配置。个别学生在测试过程中遇到系统崩溃时，由实验室管理员重新生成指派新虚拟机。

表1 环境配置表

4 软件测试中的性能和负载测试实验

下面以一个具体的实验来简单阐述虚拟实验室的运行过程。

1）实验内容。用一台装有Loadrunner测试工具的机器去测试另外一台装有BBS系统的机器，找出并发用户数量达到5、10、30时，首页载入时间的变化；设定载入时间不能大于5 s时并发用户的最大上限。

2）实验目的。理解和掌握性能测试工具Loadrunner的使用，包括测试整个过程并分析结果。

3）实验准备。该实验每位学生需要使用2台机器，1台安装BBS系统的被测机器，另外1台安装有Loadrunner测试工具。

4）实验步骤：①远程开启被测机器，配置BBS系统，完成被测环境；②远程开启测试机，登录TD服务器，制定测试计划；③运行Virtual User Generator录制测试脚本；④使用Controller工具创建Scenario和实施压力测试，分别用5、10、30用户数去加压；⑤使用Analysis工具分析不同用户测试结果；⑥设定载入时间不能大于5 s时并发用户的最大上限；⑦登录TD服务器，反馈测试结果。

这里仅列出一个简单的软件测试实验的测试过程。该平台还可以组建多个复杂的软件测试环境，满足测试实验需求。

5 结束语

在实际运行过程中，软件测试课程实验教学取得很好的效果，由于虚拟机全部运行在服务器上，学生可以在校园网中随时随地登录到自己的测试环境，并完全拥有该虚拟机的所有权限，这极大地提高了学生学习的积极性。同时学生可以同时操作多台虚拟机，可以轻松构建测试环境。虚拟实验室的建立很好地解决了硬件资源不足的问题，将原先不兼容的软件归类，分别安装于不同的虚拟机。虚拟实验室在软件更新和升级方面具有明显的优势。因此，使用虚拟化平台构建软件测试实验室有很多可取之处，值得其他各类实验课程和广大高校借鉴[3]。

[1]邱成功,张玫,马英红.基于VMware的电子商务实验环境的构建[J].实验室研究与探索,2012(1)：168-170.

[2]桌面虚拟化[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/1434493.htm.

[3]赵勇礼.基于VMware的计算机实验教学设计[J].计算机教育,2009(5)：81-83.