1. 4 基于虚拟化技术的云计算框架设计研究

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单位代码:10293密级:公开硕士学位论文论文题目:基于虚拟化技术的云计算框架设计研究1010041027严金瑶宗平计算机系统结构计算机网络工学硕士二〇一三年二月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期DesignResearchoftheCloudComputingPlatformbasedonVirtualizationTechnologyThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYANJinyaoSupervisor:Prof.ZONGPingFebruary2013南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档;允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索;可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名:_____________日期:____________研究生签名:____________导师签名:____________日期:_____________I摘要云计算是一种基于互联网的IT服务新模式,通过网络可以动态地将可伸缩的虚拟化IT资源以服务的形式按需提供给用户。目前,云计算产业被认为是继大型计算机﹑个人计算机﹑互联网之后的又一次IT产业革命。因此,如何构建出更加高效、稳定、灵活的云计算平台已成为热门研究课题。本文借助于OpenStack开源云计算平台,作为IaaS资源的通用前端,通过服务器虚拟化技术,给出了一种安全和高效的云计算平台框架。该平台建立在服务器组合而成的计算机集群之上,实现了对外按需提供基础设施即服务的功能。本文针对系统的负载均衡问题,运用虚拟化环境下的动态迁移技术,给出了一种系统物理设备的实时检测策略,能够快速实施虚拟机迁移或对其进行快速恢复,保障了系统所提供服务的可用性和连续性。同时设计了新的能耗管理方案,对系统的能耗进行动态管理,有效地支撑了整个系统的负载均衡机制。测试实验结果表明,本文给出的设计方案能高效地提供基础设施服务,在不影响性能的前提下,本文设计方案可以节能将近30%,起到了提高资源利用率和降低了云计算平台能耗的作用。关键词:云计算,虚拟化,OpenStack,负载均衡IIAbstractCloudcomputingisanewmodelofInternet-basedITservices.ThroughthenetworkthescalableandvirtualizedITresourcescanbeprovidedforusersondemandintheformofservicesdynamically.CurrentlythecloudcomputingistherevolutionintheITindustryfollowingmainframecomputers,personalcomputersandInternet.Therefore,howtobuildamoreefficient,stableandflexiblecloudcomputingplatformhasbecomeahotresearchtopic.ThisthesistakestheOpenStackopensourcecloudcomputingplatformofIntelCorporationasauniversalfrontendofIaaSresources.Throughservervirtualizationtechnology,thisthesisproposesasecurityandefficientcloudcomputingplatformframework.Theplatformisbuiltontopofthecomputerclustercombinedbyserverstoprovidethefunctionoftheinfrastructureasaservice.Inthisthesis,areal-timedetectionstrategyofthesystemphysicaldevicesisgivenforsolvingtheproblemofloadbalancingwiththedynamicmigrationtechnologyinvirtualizationenvironment.Thismethodiscapablefortherapidimplementationofvirtualmachinemigrationoritsfastrecovery,andensurestheavailabilityandcontinuityoftheservicesprovidedbythesystem.Meanwhilethisthesisdesignsanewenergymanagementprogramsandrealizesadynamicmanagementoftheenergyconsumptioninthesystemtosupporttheentiresystemloadbalancingmechanism.Theexperimentalresultsshow,thedesignschemecanprovidetheefficientinfrastructureservices,andcansavenearly30%energywithoutaffectingtheperformance.Itcaneffectivelyimprovetheresourceutilizationandreducetheenergyconsumptionincloudcomputingplatforms.Keywords:CloudComputing,Virtualization,OpenStack,LoadBalancingIII目录第一章绪论...........................................................................................................................................................11.1课题背景....................................................................................................................................................11.2研究现状....................................................................................................................................................21.3本文主要工作与组织结构........................................................................................................................5第二章云计算技术.................................................................................................................................................72.1云计算概念................................................................................................................................................72.1.1云计算的起源.................................................................................................................................72.1.2云计算的概念.................................................................................................................................92.2云计算的应用..........................................................................................................................................102.2.1软件即服务....................................................................................................................................112.2.2平台即服务...................................................................................................................................122.2.3基础设施即服务...........................................................................................................................122.3云计算的应用框架..................................................................................................................................142.4本章小结..................................................................................................................................................15第三章虚拟化和动态迁移技术......................................................................................................................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