基于Openstack虚拟机调度优化及定时启停的设计与实现

摘要

随着信息社会的进一步发展，企业以及个人对于 IT服务以及设施的需求在发生着深刻的变化，企业需要7×24小时不间断的IT服务、大规模的数据存储、规模可伸缩的服务、高可靠性的服务质量，当然更为重要的是低成本的IT设施建设以及维护。而云计算技术很好的满足了这一社会需求，云计算技术将计算，存储能力集中部署、维护，并且对于计算、存储、网络资源进行虚拟化，还能像传统的水、电供应一样按需提供IT设施或者服务。虚拟化技术能提高计算资源的利用率，在部署规模巨大的情形下IT服务的硬件成本、电力资源以及人力维护成本的节省效益明显。从而能够给企业，个人对于IT设施或者服务的使用减少开销。
　　Openstack由于其开源性以及受到众多知名厂商支持目前发展迅速，是企业、政府机构、科研院校云计算部署平台的首选。Openstack平台为用户（云平台的终端租户）提供了云存储，网络虚拟化，虚拟机管理，安全策略等功能、服务，功能较为全面能满足云平台普通租户以及平台管理者对于云平台的使用管理。
　　然而Openstack并不完善，通过对于Openstack Nova组件的调度模块schedule的分析发现，Nova schedule模块在调度时候考察宿主物理机的运行资源状况的时候只是选取了静态配额指标，静态配额不能准确反应虚拟机内部的应用、服务对于物理机的资源使用的动态实时情况，并且对可用配额资源的计算时候将那些非活动状态的虚拟机排除，一旦这些虚拟机启动就会消耗运行资源，这种情况下如果有新的虚拟机再调往该物理节点就可能造成物理节点性能瓶颈从而影响物理机上所有虚拟机的服务质量。为了解决这个问题采取在各个物理节点设置监控进程，对物理机动态实时资源状况进行监控，将运行负载较重的物理节点反馈给Nova的调度的filter过程，同时统计物理节点的上虚拟机运行的历史峰值，将那些运行历史峰值超过一定阈值的候选主机排除，以避免出现性能瓶颈而影响服务质量。
　　另外本文还为Openstack增加了一个虚拟机定时启停功能，使得Openstack可以对虚拟机进行预调度，云平台能根据用户工作安排自主决定虚拟机的运行时段。减少了人员对于虚拟机的操作干预，还能减少用户启动虚拟机的等待时间，优化了Openstack的调度能力，改善了用户体验。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容及主要工作

1.4 论文组织结构

第二章 Openstack云平台的架构分析

2.1 云平台的概述

2.2 Openstack架构分析

2.3 本章工作小结

第三章 Openstack虚拟机调度的分析及其优化

3.1 Openstack虚拟机调度相关概述

3.2 Openstack原有调度过程分析

3.3 Openstack现有虚拟机调度过程的缺陷分析

3.4 Openstack虚拟机调度过程的改善优化

3.5 基于Openstack虚拟机调度优化的设计及实现

3.6 调度优化软件与Openstack系统交互关系

3.7 调度优化相关实验验证

3.8 本章工作小结

第四章 基于Openstack虚拟机定时启停的设计与实现

4.1 Openstack使用调研及分析

4.2 虚拟机定时启停功能的设计方案

4.3 软件需求分析

4.4 虚拟机定时启停的实现方案

4.5 本章工作小结

第五章 测试与分析

5.1 基于虚拟机调度优化的测试

5.2 对于虚拟机定时启停的测试

5.3 本章工作小结

第六章 工作总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果