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1、 应用软件技术类应用软件技术类 题题（中、英文）（中、英文）目目 基于基于 XenXen 的云管理平台下资源调度的云管理平台下资源调度 策略的研究与实现策略的研究与实现 Research and Implementation of Cloud Management Platform Resource Scheduling Strategy Based on Xen 作 者 姓 名作 者 姓 名 邵文清邵文清 裘雪红裘雪红 教授教授 计算机技术计算机技术 提交论文日期提交论文日期 二一二年二二一二年二月月 张力张力 高级工程高级工程师师 学校指导教师姓名职称学校指导教师姓名职称 工 程 领 域工
2、 程 领 域 企业指导教师姓名职称企业指导教师姓名职称 论 文论 文 类 型类 型 代号代号 分 类 号分 类 号 学号学号 密级密级 1070110701 TP391 公开公开 0951490268 U D C 编号编号 创新性声明创新性声明 本人声明所呈交的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中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或 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做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料
3、若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 日期 关于论文使用授权的说明关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文 在解密后遵守此规定) 本人签名： 日期 导师签名： 日期 摘摘 要要 云计算是利用互联网将分散在不同地理位置的计算资源组织成一台虚拟的超 级
4、计算机，对资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。 提供资源的网络被称为“云” 。目前有关云计算的理论还不是很成熟，由于网络资 源的分布性、异构性、动态性和自治性等特点，使得如何提高资源调度的灵活性 和提高资源的利用率是云计算技术中的重点和难点。 本文以Platform Computing公司的云管理平台ISF(Infrastructure Sharing Facility) 为项目基础，以云计算的资源调度技术为背景，以虚拟化技术Xen为依托，对企业 级基于Xen的云计算管理平台的资源调度策略进行研究和分析。深入ISF探讨底层 资源调度模块EGO（Enterprise gri
5、de Orchestrator） ，采用资源映射原理，同时对网 络中的两种资源CPU和Memory进行调度， 研究并实现Packing、 Striping、 CPU Load Balance及Memory Balancing资源调度方案，云计算平台下集群负载均衡调度策略 和虚拟机的高可用性，从而节约网络资源，解决群聚效应引发的冲突问题，保证 虚拟计算系统的稳定。通过这样的平衡计算资源和高可用性，实现负载均衡，使 资源得到公平合理的利用，降低IT成本，增强灵活性，通过灾难修复，减少停机 时间，保持业务的持续性和稳定性。 关键词：关键词：Xen 云计算云计算 负载均衡负载均衡 高可用性高可用性 A
6、bstract Cloud computing organizes the geographically dispersed computing resources into a virtual supercomputer by using the Internet. It manages and schedules the resources unifiedly, and constructs them into a computing resources pool to provide on-demand service. The right network that provides t
7、he resources is called “cloud“. At present, the theory of cloud computing is not mature enough. Due to the characteristics of network resources include distribution, heterogeneity, dynamic, autonomous and so on, the way to improve the flexibility of resource scheduling and to improve resource utiliz
8、ation become an important and difficult issue of the cloud computing technology. This paper researches and analyzes the resource scheduling strategy of cloud management platform based on Xen in an enterprise level. It takes Platform Companys cloud management product named ISF (Infrastructure Sharing
9、 Facility) as the project basis, and the cloud computing resource scheduling technology as background while relying on virtualization technology Xen. It deeply investigates resource scheduling module EGO (Enterprise Gride Orchestrator) of ISF, schedules two kinds of network resource such as CPU and
10、Memory by using the principle of resource mapping. And then it studies and implements resource scheduling strategy: Packing, Striping, CPU Load Balance and Memory Balancing, as well as load balancing in cloud cluster and high availability of virtual machine. Thus, network resources can be saved, con
11、flicts caused by cluster effect can be resolved, and stability of virtual computing systems can be guaranteed. By the help of balance computing of resources and high availability of the virtual machine, the goal to load balancing, equitable and reasonable utilization of resources, reducing IT costs,
12、 increasing flexibility; reducing downtime through disaster recovery, and maintaining business continuity and stability is achieved. Keyword：Xen Cloud Computing Load Balance High Availability 目 录 1 目目 录录 第一章 绪论 1 1.1 课题研究背景 1 1.1.1 选题的提出 1 1.1.2 国内外研究现状及发展趋势 2 1.1.3 研究背景及意义 3 1.2 课题的主要研究内容 . 4 1.3 论
13、文的总体结构 5 1.4 本章小结 . 6 第二章 相关技术介绍 7 2.1 云平台体系结构 7 2.2 虚拟化技术 Xen 13 2.2.1 虚拟机监控器 VMM . 13 2.2.2 虚拟机迁移 16 2.3 IPMI 技术 . 17 2.3.1 IPMI 技术简介 . 17 2.3.2 IPMI 工作原理 . 18 2.4 本章小结 . 19 第三章 ISF 架构 21 3.1 ISF 系统架构 . 21 3.1.1 ISF 综述 21 3.1.2 ISF 价值 21 3.1.3 ISF 主体框架 22 3.2 ISF 各模块介绍 25 3.2.1 图形用户界面模块（GUI） . 25
14、3.2.2 仓库控制管理模块（ICM） 26 3.2.3 物理机/虚拟机总调度模块（PVMO） . 27 3.2.4 企业网格资源调度模块（EGO） . 28 3.3 ISF 对虚拟化技术 Xen 的支持 31 3.4 本章小结 . 32 第四章 云计算平台下的资源调度策略 33 4.1 ISF 资源调度策略的设计与实现. 33 4.1.1 基本思想 33 4.1.2 基本框架 34 4.1.3 Detect 探测模块 . 35 基于 Xen 的云管理平台下资源调度策略的研究与实现 2 4.1.4 Strategy 策略模块 36 4.1.5 Action 行为模块 . 40 4.2 虚拟机的
15、高可用性 . 40 4.3 基于 Xen 的云计算管理平台下虚拟机负载均衡方法 44 4.3.1 VMWare DRS 技术 44 4.3.2 传统负载均衡策略 46 4.3.3 虚拟机负载均衡策略 46 4.4 本章小结 . 50 第五章 系统测试及结果分析 51 5.1 虚拟化技术 Xen 对 ISF 的支持 51 5.2 模拟测试平台的搭建 52 5.2.1 测试平台介绍 52 5.2.2 模拟测试平台搭建 53 5.3 模拟测试 . 56 5.3.1 VM Placement policy 测试 . 56 5.3.2 High Availability 测试 61 5.3.3 云管理平
16、台下的负载均衡测试 63 5.4 本章小结 . 65 第六章 总 结 67 6.1 全文总结 . 67 6.2 展望与进一步工作 . 67 致 谢 69 参考文献 71 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 课题研究背景 1.1.1 选题的提出 在过去的半个世纪，信息技术的发展，尤其是计算机和互联网技术的进步极 大地改变了人们的工作和生活方式。大量企业开始采用以数据中心为业务运营平 台的信息服务模式。进入新世纪后，数据中心变得空前重要和复杂，这对管理工 作提出了新的挑战，一系列问题接踵而来。企业如何通过数据中心快速创建服务 并高效地管理业务，怎样根据需求动态调整资源以降低运营成本，如何更加灵活、 高效、安全地使用和管理各种资源，如何共享已有的计算机平台而不是重复创建 自己的数据中心，要解决这些问题就需要信息产业本身更加彻底的技术变革和商 业模式转型，虚拟化和云计算正是在这样的背景下营运而生的1。 虚拟化技术，即通过适当的基础设
