校园云平台中的虚拟机管理机制的研究与实现

发布时间：2017-04-13 22:20

  本文关键词：校园云平台中的虚拟机管理机制的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着云计算技术的广泛应用,其为解决传统的高校数据中心建设中出现的基础设施利用率低、运维成本高、设备孤岛等问题提供了一个更好的解决方案——校园云。然而在校园云的实际应用环境中,某一时间段内,由于服务器负载过高导致大量虚拟机动态迁移,这不仅会浪费网络带宽资源,而且会造成服务器的不稳定所带来的业务中断。分析原因可知,校园云不同于传统云平台,传统云平台中的虚拟机往往承担关键业务系统的运行,其运行周期长,稳定性较高。而校园云根据应用特点分为科研型和教学型两类应用,科研型虚拟机的运行往往由科研人员工作性质决定,虚拟机需要在某一时间段运行稳定,具有非周期性特点。教学型虚拟机的运行往往由高校教学日程决定,具有周期性特点。因此需要根据高校的特点和需求设计合理的虚拟机调度机制。本文从虚拟机的运行时间角度出发,分析科研和教学这两种类型虚拟机的共同特性,以负载均衡为目标,将负载合理分配到各个计算节点上,避免各节点的CPU、内存的负载不均所造成的虚拟机大量迁移。具体研究工作和主要贡献如下：(1)提出了校园云平台中科研和教学应用虚拟机调度机制的理论模型首先对教学和科研应用需求进行抽象,提出了请求资源模型、时间模型、需求模型,定义了负载率、负载集合等概念。(2)提出了校园云平台中科研和教学应用虚拟机调度算法本文综合考虑科研和教学应用虚拟机负载特性,为解决传统虚拟机调度机制所造成的集群负载不均问题,提出了“先计算物理机预测负载,再均衡部署”的部署原理以及“以负载均衡为目标,降低物理机高负载”的动态调度策略。(3)设计了校园云平台系统架构并进行了系统实现根据本文所提出的虚拟机调度机制,设计了校园云平台的系统逻辑架构,该架构主要包括平台界面、资源管理及服务、运维监控、资源接口、软硬件基础设施。根据此逻辑架构,搭建了高可用、可扩展性、多节点的OpenStack云平台,最终通过Dasein Cloud开源接口实现了DeCloud-chasis校园云平台虚拟机管理系统。实验表明,本文提出的虚拟机调度机制保证了教学和科研应用需求,并充分利用云主机资源,在云主机之间实现负载均衡。
【关键词】：校园云 IaaS 虚拟机调度 负载均衡
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10
• 1.3 本文主要研究内容10-11
• 1.4 本论文组织结构11-12
• 第二章 相关技术12-21
• 2.1 云计算12-14
• 2.1.1 云计算概念12-13
• 2.1.2 SPI框架13-14
• 2.2 虚拟化技术14-17
• 2.2.1 虚拟化概念14-15
• 2.2.2 服务器虚拟化15-16
• 2.2.3 KVM架构及原理16-17
• 2.3 Libvirt17-18
• 2.4 OpenStack18-20
• 2.4.1 OpenStack介绍18-19
• 2.4.2 Nova模块19-20
• 2.4.3 OpenStack调度策略20
• 2.5 本章总结20-21
• 第三章 虚拟机调度机制21-28
• 3.1 问题定义21-22
• 3.2 概念定义22-23
• 3.3 虚拟机调度原理23-24
• 3.4 算法描述24-27
• 3.4.1 虚拟机静态部署算法24-26
• 3.4.2 虚拟机动态调度算法26-27
• 3.5 本章总结27-28
• 第四章 校园云平台的设计与实现28-42
• 4.1 设计目标28
• 4.2 用例及流程设计28-30
• 4.2.1 用户流程28-29
• 4.2.2 管理员流程29-30
• 4.3 系统架构30-37
• 4.3.1 逻辑架构30-35
• 4.3.2 物理架构35-37
• 4.4 前端UI设计37-40
• 4.5 数据库设计40-41
• 4.6 本章总结41-42
• 第五章 实验验证42-46
• 5.1 实验环境42
• 5.2 应用场景42-43
• 5.3 实验结果43-46
• 第六章 结论与展望46-47
• 6.1 主要结论46
• 6.2 研究展望46-47
• 参考文献47-50
• 在学期间的研究成果50-51
• 致谢51

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4 ;首批通过云计算产品虚拟机管理测评名单[N];中国电子报;2014年

5 申琳;虚拟机泛滥 系统安全怎么办[N];中国计算机报;2008年

6 Tom Henderson邋沈建苗 编译;虚拟机管理的五大问题[N];计算机世界;2008年

7 盆盆;真实的虚拟机[N];中国电脑教育报;2004年

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本文编号：304618