基于openstack虚拟化技术虚拟机整合的研究和应用

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1、兰州大学工程硕士研究生学位论文基于OpenStack虚拟化技术虚拟机整合的研究与应用第一章引言1.1研究背景虚拟化技术是目前最热门的IT技术之一，尤其是在云计算的时代背景之下，其发展非常迅速，潜力巨大。虚拟化正在全面地改变IT架构的管理、存储、网络、安全、操作系统和应用程序等方面的实现方式，而且已经有了非常多的虚拟化方案可供选择。由于近几年的迅猛发展，虚拟化技术在商业应用上的优势日益显露。虚拟化不仅可以降低IT资本投入、节省各种资源，而且可以加强管理者对自身IT资源的管理，提高系统的安全性及可靠性

2、。虚拟化技术集多种优点于一身，许多企业和组织争相部署，这使得虚拟化技术逐渐成为一种重要的IT基础架构。伴随着虚拟化技术的发展，云计算架构得到了越来越多的关注，同时云计算供应商们正在寻找可行的解决方案以优化自身的架构设计。事实上在云计算众多优点中，提供虚拟化的计算池以使用的次数计费这一特征最为吸引人，这大大降低了初始投资和维护成本。因此我们可以看到云计算的主力主要存在于提供计算资源却不打算建立和维护自己信息系统基础设施的第三方服务供应商。然而，在现阶段很多关于云的管理问题需要进一步研究，尤其是在投入

3、巨额资金修建的大规模云数据中心应该采用什么样的云架构才能更节能、更有效，依然需要探讨。摆在我们面前的首要问题是，如何能更加有效的节省数据中心能耗（包括服务器和网络设备的能耗）的开支。这个问题带动了新兴绿色计算的研究。文献[3，4]中就提出动态地重新配置IT基础设施已达到降低数据中心总能耗的目的。为了实现这个目标，使用虚拟化技术在同一个物理主机上同时运行多个虚拟机，从而使整体的能耗降低，这个过程通常称为虚拟机整合。其核心思想是将执行任务的虚拟机尽可能集中，使执行虚拟机的物理主机数量尽可能的少，从而有

4、效限制加电物理主机的数量，以达到降低能耗的目的。1.2国内外研究现状及发展动态互联网作为历史赐予我们这一代人的礼物，是人类科学发展史上的一项重大革新，如今互联网已经成为人们获取信息和交换信息最重要的途径。互联网以其互联、开放性、动态性以及超大规模等特性，吸引和促进着各行各业的发展和转型。随着电子信息领域的飞速发展，信息技术、网络技术、数学理论等各个领域1万方数据兰州大学工程硕士研究生学位论文基于OpenStack虚拟化技术虚拟机整合的研究与应用交叉点越来越多，多种新型的计算模式便是其紧密结合的产物

5、，例如网格计算、并行计算、超级计算以及本文研究的对象云计算。如前所述云计算的产生和迅速发展是网络技术、通信技术、电子商务等行业领域的不断发展和进步造就的，硬件设备的更新速度在未来可能超出摩尔定律的预期，在各行各业对计算机计算能力的需求正在逐步增加。有需求就有市场，在这种背景下更加强大和更加高效的处理能力的服务市场呼之欲出。云计算就是这样一个符合市场需求的产品，具体来说云计算是对一个系统平台和各类应用程序的描述，其中所描述的平台能够按需动态的预置、配置、重置以及取消预置服务器，云平台中服务器既可以是

6、物理主机也可以是物理主机上的虚拟机或者一组虚拟机；通过网络可以享受与计算所描述的应用服务，这些云应用服务使用处理能力强的服务器存放服务，任意用户可以通过适当的网络连接和标准的浏览器访问云应用。云计算是是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，为用户提供一个抽象的，可管理的计算能力，虚拟化的，可动态扩展的平台以及服务的大规模资源池，该资源池能够满足互联网上客户的需求，这些资源的主要提供方式有：基础设施即服务、软件即服务以及平台即服务。云计算

7、的主要技术有虚拟化技术、动态可伸缩性技术、按需部署以及多租户共享技术。其中，虚拟化技术在云计算的基础架构中占据主导地位，虚拟化技术改变传统对数据中心、物理服务器存储以及网络等资源通过物理设备的划分方式，通过对虚拟资源进行抽象，完成对软件、网络、操作系统等的虚拟化。把整个云计算环境整合为一个计算资源池，以单个虚拟资源为单位进行资源调度和优化，实现节能、自动化、资源的弹性分配以及服务器利用率的最大化等，同时降低CPU、内存等的管理成本。1.3论文的主要研究内容从前文可知虚拟机整合的核心思想是将执行任务

8、的虚拟机尽可能集中，使执行虚拟机的物理主机数量尽可能的少，从而有效限制加电物理主机的数量，以达到降低能耗的目的。例如，在两台物理主机上各自运行着一个虚拟机，而每台虚拟机都为使用物理主机的最大计算能力，在这种情况下，我们就可以将两个虚拟机整合到一台物理主机上而将另一台关闭。如果将这个方式放到大型的数据中心，许多物理主机将被空余出来，而节能的效果就更加的显而易见。虚拟机的合并在降低能耗的同时出现了一些管理问题，是因为虚拟机合并往往能使资源达到最佳的利用，同时因为共同使用同一主机资源，而