桌面虚拟化技术在高校考试中的应用研究

◆刘永

（山东青年政治学院教务处 山东 250103）

近几年来，高校的全国计算机等级考试、计算机文化基础考试、经济专业技术资格考试等各类考试都已经实现了无纸化考试。目前，这些考试大多都在传统机房中进行。虽然使用传统机房能够完成这些考试工作，但在考前软件安装、系统部署和考试过程中仍然存在很多问题，主要体现在以下几个方面：

（1）机房维护困难[1]。机房中的计算机被作为“考试机”使用，因此需要保证良好的性能。但由于计算机长年使用，很多设备已经老化，硬盘、内存、“还原卡”等计算机部件经常出现故障，需要管理人员花费额外的时间和精力修复有故障的计算机，从而造成设备维护上的困难。

（2）考试系统环境部署麻烦。机房中的计算机都是依靠“还原卡”来进行保护和管理[2]。虽然“还原卡”提供了便捷的软件安装、系统同传等功能，可以减少一定的工作量，但考试机上的计算机名、显示器分辨率等系统设置仍然需要人工依次在每台计算机上进行操作。由于考试机房和计算机数量多，使得考试系统设置的工作量非常大，造成部署时间上的延长。

（3）计算机病毒难以预防和控制[3]。计算机“还原卡”的保护功能在考试过程中必须去掉，因此在整个考试期间计算机一直处于不被保护的状态。同一个机房的“考试机”都处在同一个局域网中，当考生在考试机上插入带病毒的优盘，很容易造成病毒的传播，导致整个机房的计算机被感染。

随着云计算技术的日益兴起，桌面虚拟化技术被提出并被广泛使用。高校将桌面虚拟化技术应用到各类考试中为解决上述问题提供了一个新的途径。

1 虚拟化桌面

1.1 虚拟化桌面的概念

虚拟化桌面采用的是桌面虚拟化技术。桌面虚拟化技术指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的目的。用户可以借助任何设备，通过网络对创建好的虚拟化桌面进行访问[4]。

桌面虚拟化技术的关键是服务器虚拟化。在数据中心的服务器上对服务器进行虚拟化，生成大量的相互独立的个人桌面操作系统（也称为“虚拟机”或“虚拟桌面”），同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。用户通过网络登录到虚拟机上，只需要记住用户名和密码就可以随时随地的访问个人桌面系统。桌面虚拟化原理图见图1。

图1桌面虚拟化原理图

1.2 使用虚拟化桌面的考试优势

桌面虚拟化技术采用VOI（Virtual OS Infrastructure，虚拟操作系统基础设施）架构，该架构具有的优势是：

（1）维护简单。“考试机”不再是容易出现故障的计算机，而是简单的个人桌面终端。桌面终端配有一台显示器和一个终端主机。终端主机体积很小，可以悬挂在显示器后面，并配有CPU、内存、硬盘、显卡等硬件资源。如果终端主机坏掉，只需要更换一个新的终端主机即可，无须再像以前那样修复故障的计算机。

（2）容易部署。管理人员不再需要依次在每台计算机上设置考试系统环境，只需要通过VOI桌面管理系统在服务器上创建一台虚拟机模板，然后通过虚拟机模板批量生成虚拟机即可。考试服务器也不再是必须需要一台单独的物理服务器作为监考机，而是可以使用虚拟化桌面创建一个单独的虚拟机服务器即可。

（3）性能不受网络影响。VOI架构采用的是前端计算，CPU、内存、硬盘、显卡等资源都保存在终端主机上，当网络断开时，用户的个人桌面仍然可以继续工作，不受网络的影响，因此采用VOI架构的虚拟化桌面对网络的网速和带宽的要求不是很高，管理人员不用担心“考试机”受网络环境的影响。

（4）节约成本。因为VOI架构利用的是前端计算，因此一台2至3万元的服务器就可以带动1000个桌面，对于高校而言，不需要再购买大量的高性能的服务器，节约了机房设备的购置成本。

2 虚拟化桌面的考试应用场景

2.1 计算机文化基础考试

计算机文化基础考试采用的是C/S架构，该考试对考试服务器和考试客户端的性能要求不是很高。考试服务器只需要安装一个考试服务器软件，客户端只需要安装一个考试客户端软件和考试用的Microsoft office软件即可。我们可以先用VOI桌面管理系统创建一台考试服务器，具体方法是先创建一个单独的虚拟机，然后在创建好的虚拟机上面安装windows7操作系统和监考服务器软件，并修改计算机名称、IP地址等，此时考试服务器虚拟机创建完成。接下来我们再创建考试机。方法是先创建一个虚拟机，在该模板上安装windows7操作系统、考试客户端软件和Microsoft Office软件，再进行系统各种参数设置。然后利用创建好的虚拟机批量生成考试虚拟机，此时考试虚拟机也创建完成。在进行模拟测试时，管理人员只需单独打开考试服务器虚拟机，并利用VOI桌面管理系统一键启动考试虚拟机即可。计算机文化基础考试虚拟化桌面系统结构图见图2。

图2计算机文化基础考试虚拟化桌面系统结构图

2.2 全国计算机等级考试

全国计算机等级考试对考试服务器的性能要求较高，至少需要双核CPU和4g的内存。为了保证考试的安全性和稳定性，我们可以在每个考场都单独配置一台物理服务器作为考试服务器。因为该考试对“考试机”的性能要求不高，我们使用虚拟化桌面即可。首先搭建考试服务器，搭建考试服务器的步骤是：先在服务器光驱中放入引导盘，通过引导盘安装64位的winserver2008 R2企业版操作系统，然后再依次安装IIS7.0、SQL Server2008数据库、Framework4.0和“监控机”软件。此时，考试服务器系统环境搭建完成。然后创建考试机。创建“考试机”的步骤是：首先为“考试机”创建虚拟机，在该虚拟机上安装window 7操作系统和各类考试软件，然后利用该虚拟机批量生成考试虚拟机，最后设置考试服务器的IP地址，使其和考试虚拟机在同一个局域网下。全国计算机等级考试虚拟化桌面考试架构图见图3。

图3全国计算机等级考试虚拟化桌面考试架构图

在模拟考试过程中，某个桌面终端可能出现蓝屏现象，造成这个现象的原因可能是桌面终端的引导区损坏，需要重新为该桌面安装操作系统，解决的办法是再为该桌面终端重新克隆一台已经创建好的“考试机”虚拟机即可[5]。

2.3 其他各类考试

除计算机文化基础考试、全国计算机等级考试外，全国普通话考试、经济专业技术资格考试等考试也需要用计算机来进行考试。这些考试大都是采用C/S架构，因此都可以利用桌面虚拟化技术来进行部署，部署方式与计算机文化基础考试和全国计算机等级考试类似，这里就不再赘述。

3 虚拟化桌面部署中注意的问题

无论是何种类别的考试，考试管理人员在部署虚拟化桌面系统时，都应该注意以下问题：

（1）桌面终端还原功能禁用。考试过程中为了防止考生的本地桌面终端因意外重启，考试管理人员需要把桌面终端的还原功能禁用，从而保证桌面终端重启后，考生的答题资料不会丢失。

（2）USB接口功能禁用。为了防止考生在考试过程中，在桌面终端插入带病毒的U盘，管理人员在部署考试系统的时候，需要把桌面终端的USB接口禁用。

（3）外网禁用。为防止外网的病毒感染局域网中的考试机，考试过程中应切断机房的外网。

4 结束语

桌面虚拟化技术是云计算技术的代表之一[6]。把桌面虚拟化技术应用到高校的各类考试中能够方便地维护机房设备，提升考试系统部署效率，保证考试服务质量，并且能有效降低机房的建设成本。随着高校对桌面虚拟化技术的不断认识和研究，桌面虚拟化技术会被更为广泛地应用到各个领域，发挥更大作用。