用虛擬機搭建多程序軟件的網絡測試環境

周夢瑤

摘 要：在對某些同步運行的軟件進行網絡測試時，搭建軟件真實的運行環境通常會遇到各方面的困難。而虛擬機測試系統可以通過多種方便、靈活的方式進行通信，形成復雜和多變的測試環境，繼而完成各種復雜的網絡測試。本文首先闡述了使用虛擬機搭建測試環境的原因，再通過使用虛擬機對大屏幕導航系統進行網絡測試作為示例，介紹了虛擬機測試環境的創建、配置過程。

關鍵詞：虛擬機；軟件測試；測試環境搭建

中圖分類號：TP316 文獻標志碼：A

Abstract：In some network testing of softwares which are running synchronously， setting up a real operating environment usually encounters various difficulties. The virtual machine testing system can communicate to form a complex and ever-changing test environment through a variety of convenient and flexible way， and then complete a variety of complex network testing. This paper expounds the reason why the test environment is set up by using virtual machine first. Then it introduces the process of creating and configuring the test environment of virtual machine by means of taking the network testing of Wall Panel Navigation System by using virtual machine as a typical example.

Keywords：virtual machine；software testing；testing environment setup

1 使用虛擬機搭建測試環境原因

1.1 難以配備實際運行環境所需硬件

在對軟件進行測試時，通常搭建的測試環境直接還原軟件真實的運行環境。測試環境包括硬件環境和軟件環境，硬件環境指測試必需的服務器、客戶端、網絡連接設備，以及打印機、掃 描儀等輔助硬件設備所構成的環境；軟件環境指被測軟件運行時的操作系統、數據庫及其他應用軟件構成的環境。還原軟件真實的運行環境即需配備與正式運行環境相同型號的硬件并安裝同版本的軟件。但對于某些需同步運行的多程序軟件，其真實的硬件運行環境復雜，且無法用等價類劃分的方法將測試所依賴的運行環境劃分至相對簡單的測試場景。則需測試人員花費大量時間和成本去搭建結構復雜的硬件測試環境。這時選擇虛擬機代替物理主機一種廉價、快捷而又安全的方法。通過虛擬機軟件，可以在一臺物理計算機上模擬出兩臺或多臺虛擬的計算機，這些虛擬機完全就像真正的計算機那樣進行工作，例如可以安裝操作系統、安裝應用程序、訪問網絡資源等等。

1.2 虛擬機可搭建干凈的軟件環境

配置軟件環境是測試實施的一個重要階段，軟件環境嚴重影響測試結果的真實性和正確性。

使用虛擬機可以根據需求搭建完全純凈的軟件環境。在該環境中測試可排除軟件環境對被測軟件測試結果的影響，更有益于測試人員定位被測軟件的問題。

1.3 使用虛擬機進行測試更便捷

使用虛擬機較使用實體機更為便捷：首先，可以幫助測試人員省去諸如開機、關機等特定操作的等待時間。其次，軟件的測試場景復雜多樣，在測試過程中隨著測試的進展，測試場景需頻繁切換，使用虛擬機可省去手工調整實體硬件連接狀態的時間，有助于提高測試的效率。同時，實體測試環境還需花費時間和精力對其進行定期維護，而使用虛擬機則可省略此環節。

1.4 若遭到破壞，可迅速重建已經搭建好的測試環境

虛擬機提供的快照功能可將虛擬機恢復至以前的任何狀態。將虛擬機關鍵的狀態點打上快照，如果虛擬機系統遇到任何問題，快照可以避免花費大量時間去完成緩慢的系統恢復流程。

2 使用Citrix Xen虛擬化技術對WPNS軟件系統的測試環境進行搭建

本文以WPNS軟件的測試為例，簡述在虛擬機上對多程序進行同步測試的準備過程。

2.1 WPNS軟件及所處環境簡介

WPNS（Wall Panel Navigation System）即大屏幕導航系統主要功能為位于主控制室內的值長或操縱員通過指定控制臺的鍵盤和鼠標，直接操作某一個大屏幕主機，從而達到調整該大屏幕上的顯示畫面的目的。WPNS軟件為該系統功能的實現提供人機交互界面，同時為WPNS提供軟件支持用于發送及接收切換指令。

大屏幕導航系統所處的主控室共有8個控制臺與WPNS相關，每兩個控制臺為一組，每組分別由值長、操作員A、操作員B、操作員C進行控制。一個控制臺由1臺主機、兩臺顯示器、1套鍵鼠組成。除控制臺主機之外系統還包括大屏幕主機及其對應的大屏幕。KVM切換器是整個大屏幕導航系統的核心，KVM切換器連接著各控制臺的鍵鼠、各控制臺的主機及大屏幕主機，能夠讓值長與操作員自主設置當前控制臺的鍵鼠控制哪一臺主機。

WPNS網絡配置如圖1所示。

其中一個方框代表一個控制臺，各設備之間分別由3個不同的局域網進行連接，這3個網分別為C網、D網、KVM網。

其中根據WPNS軟件的需求，該軟件運行于操作員A右側控制臺主機、操作員B左側控制臺主機、操作員C左側控制臺主機、值長左側控制臺主機、值長右側控制臺主機。在對WPNS軟件進行測試時，因其所依賴的測試環境較復雜，因此選擇在虛擬機上搭建測試場景對上述環境進行還原。

2.2 虛擬機安裝

（1）根據測試場景確定虛擬機個數。搭建測試環境前，首先需根據所設計的測試場景來確定需安裝的虛擬機個數。即選出需主機數最大的測試場景。以WPNS軟件中測試值長右側復位按鈕功能為例，測試場景需要4臺主機分別扮演4個不同角色：操作員、大屏幕、值長左、值長右。流程為操作員點擊相應大屏幕的按鈕將鍵鼠控制權切至大屏幕，值長點擊值長右側控制臺復位按鈕將操作員的鍵鼠控制權切回本機。其中值長左的WPNS軟件用于接受及發送切換指令。分析得出其余任意測試用例所在測試場景所需主機都不大于此測試場景。因此可新建4臺虛擬機用于WPNS軟件的測試。

（2）根據軟件真實使用場景確定虛擬機相關配置：（a）搭建虛擬網絡。聯網方式簡介、示例選用的聯網方式及原因：虛擬機有3種聯網方式：第一種方式為Bridged（橋接）模式，虛擬機成為網絡中一臺獨立的計算機，可以和網絡內其他計算機、宿主機進行互訪。在橋接模式下，需要手工為虛擬系統配置IP地址、子網掩碼，并且應和宿主機器處于同一網段，這樣虛擬系統才能和宿主機器進行通信。同時，由于此虛擬系統是局域網中的一個獨立的主機系統，那么可以通過手工配置它的TCP/IP配置信息的方式，實現通過局域網的網關或路由器訪問互聯網的目的。第二種方式為NAT（網絡地址轉換）模式，使用NAT模式，就是讓虛擬系統借助網絡地址轉換功能，通過宿主機器所在的網絡來訪問公網。NAT模式下虛擬系統的TCP/IP配置信息是由虛擬網絡的DHCP服務器提供的，無法進行手工修改，因此虛擬系統也就無法和本局域網中的其他真實主機進行通信。第三種方式為Host—Only（主機）模式，所有的虛擬子系統和宿主機構建成一個封閉的局域網，提供的是主機和虛擬機之間的網絡互訪。若要限制只允許虛擬機和主機之間有數據交換，而不想讓虛擬機訪Internet，需采用此模式。

本文示例中各臺主機上的WPNS軟件需要通過局域網進行指令交換，即各虛擬系統間需要實現相互通信，因此采用的是橋接的方式。為模擬軟件運行所處的正式環境，本測試環境中間建立了3個局域網用來表示C網、D網、KVM網。

虛擬機上新建網卡：

在宿主機上搭建虛擬網絡后，需為虛擬機確定要新建的網卡數量，即為虛擬機需連入的虛擬網絡創建對應的網卡。以值長左側控制臺為例，其主機處在C網、D網、KVM網三網中，因此需建立對應的3塊網卡。

（b）虛擬機配置。在宿主機上按照以下步驟，用戶可以根據自身需求快速地創建所需的虛擬機。選擇需安裝的系統；配置CPU個數及內存大小；配置硬盤大小；虛擬機配置IP地址。配置IP地址時需保證處于同一局域網的虛擬機其網段相同。

3 按虛擬機角色部署軟件

3.1 使用軟件安裝包

使用軟件安裝包直接在主機上安裝軟件是最為常見的部署方式。每當軟件發布新版本時，只需測試人員更新軟件安裝程序包，將其在指定計算機上安裝即可。對于多程序軟件使用統一安裝包的情況，可將安裝包關聯相應的配置文件，通過在配置文件中設置指定IP地址的主機應安裝的程序，達到為不同虛擬機角色部署不同軟件的目的。

3.2 使用批處理腳本拷貝運行文件至指定文件夾

在測試過程中為了節省卸載軟件、安裝軟件的時間，也可直接拷貝程序編譯后的運行文件至對應的虛擬機下，實現軟件的部署。使用批處理腳本可以自動化的執行所有文件創建及拷貝動作，使部署過程更快捷。不同的虛擬機上可為其編輯不同的批處理腳本，拷貝不同程序的運行文件，同樣可達到為不同虛擬機角色部署不同軟件的目的。對示例中程序進行測試時，為節省更新安裝包、安裝及卸載程序的時間，采取的即為此種部署方式。

4 與實體機搭建測試環境的差異及是否達到測試目標

在操作方面，使用虛擬機進行多程序的同步測試與在實體機上進行測試并無差異。測試人員只需將虛擬機當成真實的電腦來部署軟件、執行測試用例及獲取測試結果。在原理上，對于在虛擬機中運行的應用程序而言，它就是一臺真正計算機。因此在虛擬機上得出的測試結果與在實體機上進行測試并無任何差別，并且使用虛擬機進行測試能更便捷的完成測試目標。

參考文獻

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