TFS 2012 實驗室管理(3)
　　在前兩期專欄中，我們說明了如何透過Visual Studio 2012/Team Foundation Server 2012建立測試用的「標準環境」，在本期專欄中，繼續介紹搭配SCVMM(Microsoft System Center Virtual Machine Manager)建立虛擬測試環境，TFS稱之為SCVMM環境。這可以提供虛擬環境快照、儲存實驗室環境、從虛擬機範本建立環境…等，「標準環境」無法支援的功能。兩者間的功能差異可以參考線上說明的列表：

http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/dd997438.aspx

　　當下，因為Visual Studio/TFS、Windows、SCVMM等，都在2012年底更新版本，而在實作環境中，需要遷就既有平台與版權，你可能組合不同產品的某個版本。基本上，除了SCVMM 2012 SP1要安裝在Windows 2012，且這個版本的SCVMM才能管理Windows 2012 Hyper-V 3.0的虛擬機外，其他多可以混和新舊版本安裝。
　　在此文章中，我們採用最新的版本組合：Visual Studio 2012/TFS 2012、Windows Server 2012/Hyper-V 3.0、SCVMM 2012 SP1來說明。

架構概述

　　TFS提供的「實驗室管理」服務執行在伺服器端，是 TFS 提供的眾多服務之一，用以整合與管理測試環境的資源，如：主機，虛擬機、儲存團隊專案集合(Team Project Collection)和團隊專案、測試計畫與案例…等。整個環境架構如圖1所示：

圖1 測試管理員透過 TFS 可以搭配 SCVMM 動態管理與配置測試環境。

　　TFS利用微軟的另一項產品：SCVMM管理虛擬實驗室基礎設施。SCVMM可支援多種虛擬化平台的虛擬機器(Virtual Machine)。但若要搭配 TFS 的實驗室管理，則僅能用自家的 Hyper-V，並不支援其他如 VMWare 的虛擬機器。相關規格可以參考如下網址：

http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/dd380687.aspx

　　圖1中的「Hyper-V主機(Host)」代表實體機器，其上可執行一個以上的 Hyper-V 虛擬機器。虛擬機器是執行在實體電腦內，它模擬完整的硬體架構，形成獨立的作業系統環境，執行各種應用程式。
　　測試或開發人員操控Test Manager或Visual Studio以存取Team Foundation Server(TFS)，TFS經由「Lab Management」與SCVMM溝通，透過SCVMM設定與管理眾多虛擬機。執行測試時，藉由SCVMM叫起裝有「測試代理程式(Test Agent)」的虛擬機器，讓「測試代理程式」與「測試控制器」及TFS溝通，以執行測試並收集資料。
　　當然，若你要測試的功能或內容Hyper-V不支援，例如Hyper-V無法透過USB存取裝置，就無法在虛擬環境中測試USB裝置。
　　虛擬機器提供快照功能(Virtual Machine Snapshot)，記錄在特定時間點下，虛擬機器的完整狀態。一個虛擬機器可以建立多個快照，並回復到任何虛擬機器先前建立的快照，從特定的點開始啟動執行。這讓測試者可以完成特定的測試方案，例如，回復到乾淨的虛擬機基礎狀態，然後再安裝一個新的待測程式版本。或是將發生問題的環境保留下來，讓開發人員得以分析檢討發生問題的環境。
　　若要從 TFS 的「實驗室管理」存取Hyper-V 建立的虛擬機器，但 TFS服務與 SCVMM 服務安裝在不同的電腦，必須於 Lab Management 所在的機器上安裝和設定「SCVMM 管理員控制台」，SCVMM 服務與資料庫可以安裝在其他機器上。可從管理員控制台存取SCVMM服務，以管理 Hyper-V 主機電腦及其上的虛擬機。
　　換句話說，TFS的Lab Management 會呼叫 SCVMM管理員控制台，SCVMM管理員控制台再與SCVMM 服務溝通，以便使用虛擬機器和範本來建立環境。透過SCVMM的安裝程式可以選擇安裝伺服器還是管理員控制台。
　　透過 SCVMM 可以建置與管理「主機群組(host group) 」，也就是定義成一組的實體主機，以便於管理、監測與分配資源。另一功能是建置共享程式庫(Library Share)，虛擬機器的特色之一是不需要依存特定主機，它可以將虛擬機器的定義以檔案形式儲存在磁碟上，並在短時間內恢復成執行中的虛擬環境。SCVMM的共享程式庫是將虛擬機器定義存放在網路共享的資料夾，需要時才將其複製到某個實體主機後啟動。而Visual Studio /TFS 提供的實驗室管理則是倚靠 SCVMM 的控管能力來產生彈性的測試環境。
　　要靈活使用TFS的實驗室管理一定要熟悉SCVMM和Hyper-V，但由於虛擬技術不是本書的重點，在此也就不多談，建議你可以參考趙驚人老師撰寫，悅知文化出版的<>一書。
（註：由於 SCVMM 服務一定要安裝在加入網域(AD)的 Windows 2008 x64 以後版本之伺服器上，因此，TFS 2012 雖然可以沒有網域，但若要使用實驗室管理功能，則需要有網域。
其實，筆者聽到許多對安裝整個實驗室管理功能的困擾與抱怨，絕大部分都是出於對網路環境、Windows 網域、安全、SCVMM、Hyper-V等技術不熟悉。因此，若你是開發人員，若要安裝此功能，最好能就教於網管或伺服器管理人員。）
　　而最新的System Center 2012 Virtual Machine Manager SP1 技術在我們撰寫本文時，僅能參考微軟的線上說明(參考：http://technet.microsoft.com/zh-tw/systemcenter/hh278293)。須提醒的是System Center 2012 Virtual Machine Manager要到SP1才能管理Windows 2012的Hyper-V 3.0。
　　安裝好SCVMM服務和SCVMM管理員控制台之後，可以透過「Team Foundation Server 管理主控台」工具程式的「Lab Management」節點設定SCVMM服務所在位置，如圖2所示：


▲ 圖2 透過「Team Foundation Server 管理主控台」工具程式告知TFS SCVMM 服務所在機器。


　　圖2中除了要在Lab Management設定SCVMM伺服器外，也需要在「Team 專案集合」的「Lab Management」頁籤設定SCVMM的「程式庫共用」與「主機群組」，如圖3所示：


▲ 圖3：設定某個「Team 專案集合」可用的SCVMM共用程式庫與「主機群組」。


　　若SCVMM服務改了伺服器，也是回到圖2和圖3修改，讓TFS改用新的伺服器。另外，需自行準備給實驗室管理使用的虛擬機器；不管是執行在 Host 的虛擬機器，或存在共享程式庫內需要部署的虛擬機器 image，都需安裝 Visual Studio2012 提供的「測試代理程式(Test Agent) 」，以自動化測試流程。在Visual Studio 2010時是3個代理程式，其用途分別說明如下：
●組建代理程式(Build Agent)：讓虛擬機器可以參與 Team Foundation 服務的組建流程(Build Process)，這包含部署新的組建到測試環境，並執行 post-build 的部署腳本。
●測試代理程式(Test Agent)：讓虛擬機器可以執行手動或自動測試。
●實驗室代理程式(Lab Agent)：讓虛擬機器環境可以提供網路隔絕。
　　2012後將其合併成一個「測試代理程式」。在下文中，我們將討論如何安裝代理程式。
　　現今多層次的應用系統往往由多個角色組成，例如，目錄服務(Active Directory)、資料庫伺服器、應用程式伺服器、Web伺服器、客戶端，乃至於各種輔助的服務，如email、asp.net 的 session 服務、ftp、佇列服務…等，每個角色可能執行在一台以上的電腦內。也可以有多個角色在同一台電腦內運行。而這些角色的系統環境可以透過「測試管理員(Microsoft Test Manager 2012)」設定。
　　Visual Studio提供的「測試管理員」有兩個不同的用途：「測試中心(Testing Center)」和「實驗室中心(Lab Center)」，如圖 4 所示：


▲ 圖4 透過測試管理員2012工具程式來管理測試案例與測試環境。


　　簡而言之，「測試中心」負責設定、管理、設計、執行測試案例和檢視、分析執行結果及其相關資訊。「實驗室中心」則負責建置、設定、管理與監控執行測試的實體或虛擬環境。透過圖4上工具列的下拉選單，可在兩種功能模式中切換，而本文的重點在「實驗室中心」。
　　於實驗室中心可以建立「環境」，代表執行特定的應用系統和實驗室設備需要的一組角色。如圖5所示：


▲ 圖5 透過實驗室中心建立測試環境所需的虛擬機器。


　　圖5顯示了在實驗室環境中包括三台虛擬機器，這代表一整組的運作，也就是當你對環境做一個動作，如啟動、暫停、關閉、建立快照、從快照回復…等，這動作會施行在環境中所有的虛擬機器上。執行測試時，還可以記錄虛擬環境中的資訊與動作。
在「實驗室中心」滑鼠雙擊任一台環境中的虛擬機器時，會叫起「環境檢視器」介面，以統一操控一組機器，如圖6所示：

圖6 透過「環境檢視器」執行測試時，可同時操控多台機器。

　　測試用的虛擬環境(Virtual environment)一般包含一個以上的虛擬機器，可以一起部署、啟動、建立快照集…等，只需以滑鼠右鍵選取圖6上方「實驗室中心」視窗之左方的虛擬機器環境名稱，透過快捷選單的選項讓管理與操作時可視為一體，以執行一組測試。
　　點選圖6下方「Microsoft環境檢視器」視窗左方的小圖示，可以在右方的視窗檢視各執行環境的實際內容，遠端操控該機器。左邊視窗上方的工具列可以一體操控多台機器環境，右邊視窗上方的工具列則是針對右邊當下呈現的那台機器。
　　由於整個測試流程是將建置好的軟體部屬到虛擬機器中執行測試，因此，第一個要做的是虛擬環境。接下來就簡單的在Windows 2012 Hyper-V 3.0的虛擬機器安裝測試代理程式。
（註：在我們撰寫這篇文章時，同時測試透過Lab Management的「環境檢視器」和SCVMM 2012 SP1，存取Windows 2008 R2 Hyper-V 2.0和Windows 2012 Hyper-V 3.0。Windows 2008 R2的虛擬機比較順暢地呈現，沒有什麼狀況。但存取Windows 2012 Hyper-V 3.0虛擬機時，在「環境檢視器」的左方小圖似乎因為安全登入的問題，不會出現當下系統狀況的縮圖外，透過SCVMM建立快照也會有錯誤。但由於設定方式都相同，此處以較新的Windows Server 2012示範。）

建置虛擬機器的Image
　　虛擬機器上除了待測系統所需的作業平台與服務外，Visual Studio/TFS 2010版本需要手動安裝代理程式，2012版本後，如果僅是要將這些虛擬機器加入至測試環境，不需要手動在虛擬電腦上安裝測試代理程式。當這些電腦加入至實驗室環境時，Lab Management 會自動在機器上安裝測試代理程式。你可以跳過這一段文章，直接進入下一個主題：建置測試用虛擬環境。
　　不過，若要將虛擬機器轉換成「虛擬機範本」，則建議在虛擬機器上安裝測試代理程式，再將它轉換成範本。 此外，如果要使用此範本來建立網路隔離環境，也必須先在電腦上安裝測試代理程式，再將它轉換成範本。
　　在此就以虛擬機器的一個 Windows 8 Image 來安裝代理程式。測試代理程式需要額外透過「Visual Studio Agents 2012」光碟安裝，直接從「TestAgent」目錄下執行「vstf_testagent.exe」執行檔，其安裝程式的起始畫面如圖7所示：


▲ 圖7 測試代理程式的安裝程式起始畫面。


　　若Windows作業系統上尚未安裝.NET Framework 4.5版，會先行安裝該版.NET Framework。另外，若我們的測試含有互動式操作，例如執行「自動程式碼 UI 測試」，則需要「測試代理程式(Test Agent)」以互動的方式執行。因此，安裝完「測試代理程式」後，在「設定測試代理程式」工具程式的「執行選項」需選擇「互動式處理序」，如圖8所示：


▲ 圖8 在虛擬環境中以互動的方式執行「測試代理程式」。


　　若要Windows作業系統一啟動就自動以特定的使用者帳號登入，避免因作業系統重起但無人登入，也就無法執行有互動式操作的測試，則可以勾選圖8上方的「自動登入」選項。另外，「設定測試代理程式」對話窗中間的「向測試控制器註冊」選項如其下方的解釋，若該系統用在實驗室中心所建立的虛擬環境，則不需註冊至 Team 專案集合的現有測試控制器。
　　相關細節也可參考如下的網址：

http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/ee702479.aspx

　　在此線上說明中，有詳述將虛擬機轉成範本的步驟，在此不多做說明。
　　我們準備好三個虛擬機器後，就可以搭配不同的虛擬機建立一組測試用虛擬環境，其做法如下。

建置測試用虛擬環境

　　在建立完虛擬機器並安裝好 SCVMM 後，可以開啟Visual Studio的「測試管理員(Test Manager)」，並切換到「實驗室中心」，如圖9所示：



▲ 圖9 透過「實驗室中心」建立用於測試的「環境」。




　　圖9中點選「新增」按鈕即可1，接著在「新增環境」設定畫面的「輸入與命名」步驟上方選擇「SCVMM環境」，並賦予環境「名稱」。
（註：Visual Studio/TFS 2010 版本時，建立虛擬環境的方式與選項不同，此處討論的是2012版本的做法。）

　　接下來在「電腦」步驟選擇SCVMM所控管且當下執行中的虛擬機器，如圖10所示：



▲ 圖10 設定組合既有的虛擬機以建置完整的測試環境。




　　接下來在「電腦」頁籤中可以從左方「虛擬機器可供使用」列表中選擇測試環境所需的機器，在圖10中可選擇的機器會受到前文圖3的設定所影響。
　　選擇可用的虛擬機器後，點選上方的「加入至環境」按鈕以加入到右方「選取的電腦」環境後，可透過下拉選單選擇在待測系統擔任的角色，如圖10中，一台當作「Web 伺服器」另一台為「資料庫伺服器」，以及一台「網頁用戶端」。
　　在接下來的「電腦屬性」頁籤較不需設定，若先前選擇採用從範本建立虛擬機器，則因為可以重新定義Windows作業系統的多項屬性，而提供許多選項。
　　若在這個頁籤出現警告，例如虛擬機器的硬體組態中，有設定虛擬光碟機而無法使用。而你已經移除該光碟機設定，此處仍沒有更新資訊，則需要更新SCVMM的「Virtual Machine Manager Console」內該虛擬機的資訊，則此頁籤才能讀到虛擬機更新後的狀態。其透過「Virtual Machine Manager Console」更新虛擬機的畫面如圖11下方所示：



▲ 圖11 透過「Virtual Machine Manager Console」更新虛擬機資訊。




若有任何問題，例如改變了虛擬機的機器名稱，也需要更新「Virtual Machine Manager Console」，實驗室中心完全要靠SCVMM提供的資訊。你可以透過圖11檢視虛擬機的內容，若此處的資訊錯誤，會讓實驗室中心無法正確存取虛擬機。
接著，在圖12的「進階」頁籤設定目前設置的虛擬環境使用的測試控制器，以及是否支援UI測試：



▲ 圖12 設定測試控制器，以及是否支援UI測試。




　　圖12的設定會在建立環境的步驟執行完畢，Lab Management自行對虛擬機器安裝與設定測試代理程式時，賦予到如前文圖8的測試代理程式設定項目。若有安裝多個測試控制器註冊到Team專案集合，則可以於圖12上方的「在這個環境上執行測試的測試控制器」下拉選單中選擇一個。
　　若要執行UI測試，則測試代理程式需要以一般Windows或網域帳號登入虛擬機，才能以互動方式操控待測程式。故需選擇某種測試用途之類型的虛擬機器，並賦予登入帳號和密碼。此設定會讓虛擬機器啟動後，測試代理程式立刻登入Windows作業系統，並在左下角出現如圖13的「測試代理程式」執行畫面，以反映該代理程式正在執行的工作：



▲ 圖13 以互動方式執行的「測試代理程式」之程式畫面。




　　在「摘要」步驟檢視先前設定無誤後，最後一步驟要執行「驗證」，點選右下角的「驗證」按鈕後(圖14已經驗證完畢，「驗證」按鈕自動轉成「完成」)，會針對前述的設定驗證是否可以執行。在「驗證使用提供的使用者名稱和密碼是否可以存取電腦」步驟，必須要能存取到先前所選取的虛擬機，換句話說，虛擬機要在啟動狀態，且能透過網路存取。其畫面如圖14所示：



▲ 圖14 驗證虛擬環境的設定。




　　一切驗證無誤，需要點選「完成」，Lab Management才真正開始準備虛擬環境，其畫面如圖15所示：



▲ 圖15 Lab Management在各個虛擬機上安裝測試代理程式並完成設定。




　　圖15的安裝過程中，會到虛擬機上安裝測試代理程式，並等候測試代理程式與TFS和測試控制器溝通，但若虛擬機本身因為防火牆或DNS解析，乃至於任何其他網路問題，無法與TFS溝通就會造成安裝失敗。你可以到Windows系統的事件檢視器尋找蛛絲馬跡。
限於篇幅的關係，本期專欄就先介紹到此，在下期專欄中，繼續整合SCVMM虛擬測試環境與測試管理員和組建流程，以實際利用該環境進行測試。