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国防科学技术大学硕士学位论文云环境下的虚拟机监控和服务部署关键技术研究姓名：王忠儒申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：贾焰2010-11国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第i页摘要为了满足互联网环境下广大用户的需求，需要去更多地开发、部署，维护其互联网服务，以降低互联网的运营成本，基于云计算进行服务开发和管理成为实现该目标的重要技术。云计算是网格计算、分布式计算以及并行计算的发展，它能按需的为各种服务进行动态分配资源、自动部署、自动配置。目前全世界各大互联网巨头都在投入大量的人力物力来研究云计算。本文研究实现了云计算环境下虚拟机状态监控及服务部署的关键技术。主要工作包括以下部分：1、本文针对云环境下虚拟机数量过大，状态信息难以获取的情况，通过设计三层体系结构层层响应的方法，利用心跳消息进行状态信息获取，通过对Xen现有虚拟机负载信息采集机制的改进，达到了对于虚拟机状态信息和负载信息有效获取并进行监控的目标。2、给出了基于云平台的服务部署方法。针对用户可能不熟悉也不需熟悉云平台操作的这一情况，通过在后台进行虚拟机创建、软件环境搭建等手段，达到了对用户透明的一键式服务部署的目标。3、为了让拥有多个软件环境接近虚拟机的用户更好的调度资源、部署服务，本文提出了基于多级队列的负载均衡算法（Malti-QueueBasedLoadBalanceStrategy），通过与轮循算法和加权均衡算法的比较实验，验证本算法的有效性。本文提出虚拟机状态监控和服务部署策略主要面向大规模服务开发和部署领域，具有软件服务化、计算虚拟化、位置透明化、交互普适化的特点。通过在开放平台Eclipse上的拓展开发，本文在国家863课题中对系统框架和执行策略进行了实现，达到了良好的效果。主题词：云计算,心跳消息,虚拟机监控,服务部署国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第ii页ABSTRACTAsthedevelopmentofcustomers'requirementsinInternetenvironment,theserviceswhichusedtoreducethecostsofInternetmanagementneededmoreresourcesindevelopmentsanddeployments.Theservicesdevelopmentsanddeploymentsbasedcloudcomputingisoneoftheimportanttechnologiestoreducethecosts.Cloudcomputingistheevolutionofgirdcomputing,distributedcomputingandparallelcomputing.Dynamicresourcedistributing,automaticdeploymentandconfigurationofservicesaccordingtotherequirementsarethecharactersofcloudcomputing.Currently,majorgiantsofInternethaslaunchedalotofresourcesintocloudcomputing.Thekeytechnologiesofvirtualmachinemonitoringandservicedeploymentareresearchedinthispaper.Amassofvirtualmachinesaredeployedincloudenvironmentandtheamountofvirtualmachinesmakeithardtogaintheinformationofmachines'state.Anarchitecturewhichcontainsthreelevelsisdesignedtofetchtheinformation,andthetriplelevelswhichuseheartbeatmessagetogaintheinformationcanresponseeachother.Tomonitoringthetargetsandgetthemessagesofvirtualmachines'stateandload,theXen'svirtualmachineloadinformationgatheringmechanismisimprovedinthisarchitecture.Inordertoscheduleresourcesanddeployservicesmuchbetterbytheuserswhohavemultiplesoftwareenvironmentswhichareclosetovirtualmachines,weputforwardaloadbalancealgorithmbasedonmultistagequeueandthroughthecomparativeexperimentswiththepollingalgorithmandweightedequalizationalgorithmtoverifytheeffectivenessofouralgorithm.Thispaperpresentsavirtualmachineconditionmonitoringandservicedeploymentstrategieswithsoftwareservices,computingvirtualization,locationtransparent,interactivepervasivecharacteristicsaremainlyforlarge-scaleservicedevelopmentanddeploymentfields.Werealizedoursystemframeworkandimplementationstrategiesunderthe863subjectsSoluckingplatformthroughthedevelopmentontheopenEclipseplatform.KeyWords：Cloudcomputing,Heartbeatmessage,Virtualmachinesmonitoring,Servicedeployment国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第III页表目录表1.1Amazon提供的虚拟机类型...........................................................................3表4.1一键式部署时用户需提交信息及作用表......................................................25表4.2一键式部署完成后用户获知的信息及作用表..............................................25表4.3软件被选次数统计表......................................................................................27表4.4用户使用软件次数表......................................................................................27表4.5对象节点一致性检测子.................................................................................30表4.6实验虚拟机的CPU和内存情况....................................................................32表5.1Eucalyptus镜像管理相关命令........................................................................36表5.2Eucalyptus虚拟机管理相关命令....................................................................36表5.3EucalyptusEBS管理相关命令.......................................................................37表5.4Eucalyptus密钥管理相关命令.......................................................................37表5.5EucalyptusIP管理相关命令...........................................................................37国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第IV页图目录图2.1云计算技术的体系结构图[3]............................................................................8图2.2资源管理子系统结构图...................................................................................9图2.3“资源管理子系统”具体组件图..................................................................10图3.1监控系统系统框架图.....................................................................................17图3.2Master总体框架图..........................................................................................19图3.3Cluster总体框架图.........................................................................................20图3.4Agent的总体架构图.......................................................................................20图3.5启动调度系统的总体序列图.........................................................................21图3.6libvirt信息采集框架图...................................................................................23图3.7获取VCPU信息的数据结构图.....................................................................23图4.1一键式部署典型场景交互图.........................................................................24图4.2服务版本更新流程图.....................................................................................28图4.3基于负载均衡的