通过VMware虚拟化技术构建云计算教学平台

河北经贸大学毕业论文使用VMware虚拟化技术组建云计算实验教学平台专业名称：计算机科学与技术班级：学生姓名指导老师：完成时间：2012年5月河北经贸大学毕业论文2摘要虚拟化技术是当今被广泛采用的技术，其实际应用已经普及了IT行业的各个方面；云计算是近些年才兴起的一门技术，并且针对不同的实际问题有诸多解决方案。本文重点就云计算的普及与教学展开论述，介绍通过VMware虚拟化技术解决云计算教学过程中遇到的问题，充分展现虚拟化技术的广泛应用和不可替代的作用。关键词：虚拟机云计算教学河北经贸大学毕业论文3AbstractVirtualizationTechnologyisamaturetechnologywhichisapplicatedbroadlyallovertheITworld.Whileclouldcomputingisyoungandfullofvigour.Accordingtodifferentproblemsnumerouswayswasworkedout.Thispaper,discussingatthepointoftheextentionandeducationofcloudcomputing,throuthingintroducingvirouskindofproblemssolvedbyvirtualizationtechnology,showstheboardandnecessaryeffection.Keyword：Virtualmachine，Cloudcomputing，education河北经贸大学毕业论文4目录绪论…………………………………………………………………………41.化技术简介………………………………………………………………51.1虚拟化原理……………………………………………………………51.2虚拟机的用途………………………………………………………51.3虚拟机的优势………………………………………………………52.云计算简介………………………………………………………………62.1云计算的起源………………………………………………………62.2云计算的现状和未来的云………………………………………63.云计算教学实验……………………………………………73.1在教学过程中遇到的问题………………………………………83.2通过VMware虚拟机组建云计算教学平台……………………93.3虚拟化解决方案的实施步骤……………………………………93.3.1初级虚拟机的创建………………………………………103.3.2云计算平台的搭建—虚拟机的复制……………………143.3.3运行各种虚拟机…………………………………………174.结论………………………………………………………24参考文献………………………………………………………23河北经贸大学毕业论文5绪论虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的，运行在一个完全隔离的环境中的完整的计算机系统。通过虚拟机软件，人们可以在同一台物理计算机上模拟出多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作。而通过这种模拟的方法“构造”硬件，构造出实际中很难或者不方便去实践的计算机系统来从逻辑上实现预期的效果。“云计算”是继1980年代之大型计算机向客户端-服务器转变之后的又一种巨变它是网格计算，分布式，并行计算，网络存储虚拟化以及网络技术的相继发展融合的产物。云计算的目的在于实现一种资源的合理分配、合理集成以实现一种最优组合，这样将本身不在一起的多台计算机有机搭配其产生的计算效果甚至可以超过一台成本远在此之上的大型计算机，而前者需要的软硬件资源将远小于后者。云计算其实是一种指导思想、一种理念，其核心思想就是资源的合理调度。可见云计算势必是今后it技术发展的方向、趋势。本文不是再对虚拟化技术做各种探索，因为这种技术已经相当成熟。也不是继续在“云计算”的各种解决方案上长篇赘述，因为已经有数不胜数的企业集团、精英团队在这方面取得了骄人的成果。本文旨在就“云计算”推广过程中亦即教学过程中遇到的诸多问题提出自己的看法，通过传统的相对成熟的虚拟化技术解决“云计算”教学中遇到的问题。其实，这也是一种云计算解决方案，更确切地说是对虚拟化技术的一种应用，是虚拟化技术与云计算教学应用的一种结合，是用vmware技术搭建一个推广云计算的平台。本文写作中参考了许多虚拟化教学专家及云计算方面的文献，力求展现上述写作效果，由于本人水平所限在相关领域涉足深度限制，在一些问题上难免出现纰漏。本文写作目的其一旨在表达自己的观点，其二在于学术交流，望读者和相关专业人士给予指导和批评。河北经贸大学毕业论文61、虚拟化技术简介1.1、虚拟化原理虚拟机是对真实计算环境的抽象和模拟，vmm需要为每个虚拟机分配一套数据结构来管理每个虚拟机的状态包括全套虚拟处理器的寄存器、内存等等vmm调度虚拟机时将其部分状态恢复到主机系统中。并不是所有的状态都要恢复，类似于传统操作系统处理机调度思想中的分时复用和局部性原理，一般而言，vmm需要经过复杂的流程才能完成原本简单得多操作，在运行结束后，vmm将运行权交还操作系统。1.2、虚拟机的用途总的来说，虚拟机的用途可分为如下几个方面：○1测试操作系统（如windows2000，Vista）、测试应用程序与软件（如Winrar最新版本、exchangeserver2007等）○2网络实验（activedirectory2007等）○3其他实验（A现实不具备条件的实验，如：群集实验、磁盘阵列实验；B有一定危险性的实验，如：网络安全试验、格式化、数据恢复实验等）○4实用（A制作实用环境如：各种报名系统，网银在线交易系统B软件测试环境，如：XP、window2000sp4、等的测试环境Cvmwareserver的企业应用D需要多系统的环境）○5包括大型游戏的在内的其他用途河北经贸大学毕业论文71.3虚拟机的优势方便安全的通过虚拟机的方式利用一台电脑安装多个操作系统来学习;在平台迁移过程中对软件的可移植性进行测试;开发跨平台系统软件中进行跨平台测试。例如，进行mission-critical的Windows与Linux-based的应用程序开发，就可以利用虚拟机进行跨平台开发。利用虚拟机在一台计算机上同时启用多个客户机，连成一个网络，完全真实的模拟环境进行测试或学习。须知，虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理条件的约束。其实，人们引入虚拟机技术的目的也正是和其优势相对应的，引入虚拟机的目的主要包括：其一、降低成本（管理成本、软硬件成本、基础设施建设成本、电力成本）；其二、整合硬件设备：摆脱复杂混乱的硬件、电源、机位、网络、存储、人员等）；其三、改善it管理架构兼容性，通过动态资源分配每个应用程序可动态获取所需的动态资源，同时，设备的虚拟化管理可以更好地评估系统的容量。此外，通过虚拟化技术改善系统的可靠性，简化自动化管理等都在驱使着人们为寻求更加高超的虚拟化技术孜孜不倦的努力着。2.云计算简介2.1云计算的起源“云计算”是分布式处理、并行处理、网格计算的发展，或者说是这些技术在商业应用上的变种和发展，是各种技术商业领域的实现。云计算的特点在于一个“云”字，体现了这种技术的分布性的特点。在实际中，人们发现通过合理组合优化资源配置可以实现比相同或者更高成本的超级计算机更理想的效果，通过联网的主机之间互相支援，达到河北经贸大学毕业论文8最“默契”的状态。所以，云计算是基于互联网的发展的，是通过互联网在起作用。云计算名字的由来，也正是因为人们习惯将一个或者多个网段用一朵云来表示，形象上将这种基于网络的计算理念称为云计算。2.2云计算的现状和未来的云虽然很年轻，但云计算已经是一种应用比较广泛的技术，而且在IT界，各种各样的云不断涌现出来，一些分析人士认为，云计算代表了企业计算方式的改变。预计未来5年，全球诸多巨头厂商如IBM、戴尔、惠普等都会转移自己的产品线到云计算上来。随着越来越多的企业将自己转向云计算，传统的追逐更高性能的CPU芯片，追求更大规模的超级计算机，孜孜不倦的改善单一系统的性能的it行业发展模式将被慢慢取代。云，已经成为了未来IT行业发展的风标。诚然，云计算是一门年轻的技术，很多领域还没有合适的云计算解决方案，而且，云计算的很多方面的关键问题尚未解决，云计算基于互联网的特点也使其安全性和可靠性受到了很多的争议，但这些并没有影响云计算的魅力，也没有影响其作为未来计算机行业、信息行业发展方向的事实，人们探索云计算的热情依然很高。我相信，在可以预见的未来，IT行业必将逐云而去。3.云计算教学诚然，云计算生命力旺盛，代表了未来IT行业的发展方向，代表了现在从事IT行业的人你们孜孜不倦奋斗的目标，但这也需要在当河北经贸大学毕业论文9今教学中很好的将云计算普及开来，在教学中不但需要对学生贯彻扎实的理论功底，更需要结合实践，在更多的实验中，深刻理解云计算。现今，无论是计算机专业还是非计算机专业，机房的实验已经成了一个十分重要的环节，计算机已经成了必不可少的教学设备。可以不夸张的说，在当今大学的所有实验室中，机房的利用率是首屈一指的。3.1在教学过程中遇到的问题对于诸多计算机院校或者计算机院系，机房建设是整个学校实验室建设的大头。计算机专业繁多，需要很多专业相关的软件来支持学习中所需的实验，即使是非专业的学生也需要很多软件来实现本专业的相关实验。与此相应的，很多软件只适应特定的操作系统，这就对高校机房建设提出了难题：这些机房、这么多的计算机频繁的更换操作系统对人力、硬件资源都提出了很大挑战，同时，频繁更换操作系统本身也是对硬件的一种伤害。另一方面，就本文要讨论的云计算教学问题而言，问题似乎更加严重；现实中的云计算是基于互联网的，将很多处于不同网段的、物理位置相差很大的计算机搭配起来，这杨规模的实验，对于小小的机房来说显然是不可能实现的；另外，现实中的云计算，往往包含一些高性能计算机，这些机器性能强，成本高，维护困难，而且只是部分诸如学习云计算的学生在实验中会用到。河北经贸大学毕业论文10这样的设备不是所有的高校都有条件配备的，即使配备了这些计算机也往往达不到实际中想要的教学效果，这显示一种资源的浪费，对于高校和社会来说是得不偿失的。例如，某个机房有40台中档计算机，而某个实验需要模拟100台低端性能并且位于不同网段的计算机之间的协同工作，试图构造一种初级云计算的互联网环境，以当前实验室的配置，这显然相去甚远。学校不可能将高端的计算机换成低端的，更不可能为一个实验而新建机房。以传统的思路进行云计算教学，会遇到更多更加棘手的问题：不同操作系统的云计算；不同档次机器之间的云计算；甚至是运行不同网络协议的计算机的云计算环境。对于传统的解决方法，无非是增加硬件资源，机房扩容，提高设备档、增大机房建设的力度。这些方案只能解决云计算教学实验中的某一部分问题，而实际环境与机房环境的差异所带来的问题是层出不穷的，通过传统方法也是解决不完的。3.2通过VMware虚拟机搭建云计算平台通过虚拟化技术解决“云计算”教学中遇到的问题是一种可适应多种需求的方案，这种方案不再以传统的思路解决云计算教学中的问题，而是通过VMwareWorkstation和VMwarePlayer虚拟机技术，用虚拟机代替实体机，打造一个云计算教学平台。河北经贸大学毕业论文113.3虚拟化教学方案的具体步骤在机房的一台计算机中，使用“还原卡”重新划分分区，其中一个分区需要50GB、文件系统是NTFS，并且划分出一个5～10GB左右的“共用资料盘”，而硬盘剩余的其他分区，可以根据你机房的规划进行设置。在这个50GB的分区中，以“安装方式”进入该分区，安装WindowsXPWithSP2操作系统，安装操作系统之后，安装驱动程序、还原卡驱动程序以及VMwareWorkstation7.1主程序。在安装好VMwareWorkstation7.1之后，创建并实现上一节中提到的各个虚拟机，主要步骤包括创建并配置“基础”虚拟机、创建并配置“