桌面虛擬化技術在高校考試中的應用研究

◆劉永

（山東青年政治學院教務處 山東 250103）

近幾年來，高校的全國計算機等級考試、計算機文化基礎考試、經濟專業技術資格考試等各類考試都已經實現了無紙化考試。目前，這些考試大多都在傳統機房中進行。雖然使用傳統機房能夠完成這些考試工作，但在考前軟件安裝、系統部署和考試過程中仍然存在很多問題，主要體現在以下幾個方面：

（1）機房維護困難[1]。機房中的計算機被作為“考試機”使用，因此需要保證良好的性能。但由于計算機長年使用，很多設備已經老化，硬盤、內存、“還原卡”等計算機部件經常出現故障，需要管理人員花費額外的時間和精力修復有故障的計算機，從而造成設備維護上的困難。

（2）考試系統環境部署麻煩。機房中的計算機都是依靠“還原卡”來進行保護和管理[2]。雖然“還原卡”提供了便捷的軟件安裝、系統同傳等功能，可以減少一定的工作量，但考試機上的計算機名、顯示器分辨率等系統設置仍然需要人工依次在每臺計算機上進行操作。由于考試機房和計算機數量多，使得考試系統設置的工作量非常大，造成部署時間上的延長。

（3）計算機病毒難以預防和控制[3]。計算機“還原卡”的保護功能在考試過程中必須去掉，因此在整個考試期間計算機一直處于不被保護的狀態。同一個機房的“考試機”都處在同一個局域網中，當考生在考試機上插入帶病毒的優盤，很容易造成病毒的傳播，導致整個機房的計算機被感染。

隨著云計算技術的日益興起，桌面虛擬化技術被提出并被廣泛使用。高校將桌面虛擬化技術應用到各類考試中為解決上述問題提供了一個新的途徑。

1 虛擬化桌面

1.1 虛擬化桌面的概念

虛擬化桌面采用的是桌面虛擬化技術。桌面虛擬化技術指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性的目的。用戶可以借助任何設備，通過網絡對創建好的虛擬化桌面進行訪問[4]。

桌面虛擬化技術的關鍵是服務器虛擬化。在數據中心的服務器上對服務器進行虛擬化，生成大量的相互獨立的個人桌面操作系統（也稱為“虛擬機”或“虛擬桌面”），同時根據專有的虛擬桌面協議發送給終端設備。用戶通過網絡登錄到虛擬機上，只需要記住用戶名和密碼就可以隨時隨地的訪問個人桌面系統。桌面虛擬化原理圖見圖1。

圖1桌面虛擬化原理圖

1.2 使用虛擬化桌面的考試優勢

桌面虛擬化技術采用VOI（Virtual OS Infrastructure，虛擬操作系統基礎設施）架構，該架構具有的優勢是：

（1）維護簡單。“考試機”不再是容易出現故障的計算機，而是簡單的個人桌面終端。桌面終端配有一臺顯示器和一個終端主機。終端主機體積很小，可以懸掛在顯示器后面，并配有CPU、內存、硬盤、顯卡等硬件資源。如果終端主機壞掉，只需要更換一個新的終端主機即可，無須再像以前那樣修復故障的計算機。

（2）容易部署。管理人員不再需要依次在每臺計算機上設置考試系統環境，只需要通過VOI桌面管理系統在服務器上創建一臺虛擬機模板，然后通過虛擬機模板批量生成虛擬機即可。考試服務器也不再是必須需要一臺單獨的物理服務器作為監考機，而是可以使用虛擬化桌面創建一個單獨的虛擬機服務器即可。

（3）性能不受網絡影響。VOI架構采用的是前端計算，CPU、內存、硬盤、顯卡等資源都保存在終端主機上，當網絡斷開時，用戶的個人桌面仍然可以繼續工作，不受網絡的影響，因此采用VOI架構的虛擬化桌面對網絡的網速和帶寬的要求不是很高，管理人員不用擔心“考試機”受網絡環境的影響。

（4）節約成本。因為VOI架構利用的是前端計算，因此一臺2至3萬元的服務器就可以帶動1000個桌面，對于高校而言，不需要再購買大量的高性能的服務器，節約了機房設備的購置成本。

2 虛擬化桌面的考試應用場景

2.1 計算機文化基礎考試

計算機文化基礎考試采用的是C/S架構，該考試對考試服務器和考試客戶端的性能要求不是很高。考試服務器只需要安裝一個考試服務器軟件，客戶端只需要安裝一個考試客戶端軟件和考試用的Microsoft office軟件即可。我們可以先用VOI桌面管理系統創建一臺考試服務器，具體方法是先創建一個單獨的虛擬機，然后在創建好的虛擬機上面安裝windows7操作系統和監考服務器軟件，并修改計算機名稱、IP地址等，此時考試服務器虛擬機創建完成。接下來我們再創建考試機。方法是先創建一個虛擬機，在該模板上安裝windows7操作系統、考試客戶端軟件和Microsoft Office軟件，再進行系統各種參數設置。然后利用創建好的虛擬機批量生成考試虛擬機，此時考試虛擬機也創建完成。在進行模擬測試時，管理人員只需單獨打開考試服務器虛擬機，并利用VOI桌面管理系統一鍵啟動考試虛擬機即可。計算機文化基礎考試虛擬化桌面系統結構圖見圖2。

圖2計算機文化基礎考試虛擬化桌面系統結構圖

2.2 全國計算機等級考試

全國計算機等級考試對考試服務器的性能要求較高，至少需要雙核CPU和4g的內存。為了保證考試的安全性和穩定性，我們可以在每個考場都單獨配置一臺物理服務器作為考試服務器。因為該考試對“考試機”的性能要求不高，我們使用虛擬化桌面即可。首先搭建考試服務器，搭建考試服務器的步驟是：先在服務器光驅中放入引導盤，通過引導盤安裝64位的winserver2008 R2企業版操作系統，然后再依次安裝IIS7.0、SQL Server2008數據庫、Framework4.0和“監控機”軟件。此時，考試服務器系統環境搭建完成。然后創建考試機。創建“考試機”的步驟是：首先為“考試機”創建虛擬機，在該虛擬機上安裝window 7操作系統和各類考試軟件，然后利用該虛擬機批量生成考試虛擬機，最后設置考試服務器的IP地址，使其和考試虛擬機在同一個局域網下。全國計算機等級考試虛擬化桌面考試架構圖見圖3。

圖3全國計算機等級考試虛擬化桌面考試架構圖

在模擬考試過程中，某個桌面終端可能出現藍屏現象，造成這個現象的原因可能是桌面終端的引導區損壞，需要重新為該桌面安裝操作系統，解決的辦法是再為該桌面終端重新克隆一臺已經創建好的“考試機”虛擬機即可[5]。

2.3 其他各類考試

除計算機文化基礎考試、全國計算機等級考試外，全國普通話考試、經濟專業技術資格考試等考試也需要用計算機來進行考試。這些考試大都是采用C/S架構，因此都可以利用桌面虛擬化技術來進行部署，部署方式與計算機文化基礎考試和全國計算機等級考試類似，這里就不再贅述。

3 虛擬化桌面部署中注意的問題

無論是何種類別的考試，考試管理人員在部署虛擬化桌面系統時，都應該注意以下問題：

（1）桌面終端還原功能禁用。考試過程中為了防止考生的本地桌面終端因意外重啟，考試管理人員需要把桌面終端的還原功能禁用，從而保證桌面終端重啟后，考生的答題資料不會丟失。

（2）USB接口功能禁用。為了防止考生在考試過程中，在桌面終端插入帶病毒的U盤，管理人員在部署考試系統的時候，需要把桌面終端的USB接口禁用。

（3）外網禁用。為防止外網的病毒感染局域網中的考試機，考試過程中應切斷機房的外網。

4 結束語

桌面虛擬化技術是云計算技術的代表之一[6]。把桌面虛擬化技術應用到高校的各類考試中能夠方便地維護機房設備，提升考試系統部署效率，保證考試服務質量，并且能有效降低機房的建設成本。隨著高校對桌面虛擬化技術的不斷認識和研究，桌面虛擬化技術會被更為廣泛地應用到各個領域，發揮更大作用。