云计算环境下高校数据中心的虚拟化研究与实现

摘要

云计算是分布式计算、虚拟化、网络存储等多种技术混合演进、发展融合的产物。基于云计算的高校数据中心，能够实现对计算、内存、存储、网络、安全等方面的资源整合与按需分配，提高学校软硬件资源的利用率;为用户提供灵活的应用解决方案，提高系统的可靠性、可扩展性，降低高校数据中心的机房空间、电力消耗，降低整体信息化投资成本;解决传统高校数据中心存在系统利用率低、能耗高、可靠性差、管理性差、扩展性差等问题。
　　本课题研究云计算虚拟化技术，分析当前云计算环境下各高校数据中心的应用现状，对采用云计算管理平台的虚拟化及相关技术进行研究分析，以湖南商务职院信息化建设为契机，结合学院的教学与办公需求，提出一种云计算环境下的数据中心建设方案。通过虚拟化技术解决传统高校数据中心存在的资源利率低、系统管理性差、扩展性差、可靠性差等问题。主要工作如下:
　　1.针对高新数据中心建设，以湖南商务职院信息化建设为背景，设计了一种基于IaaS的高校私有云解决方案，应用云计算管理平台H3C CAS，采用硬件辅助虚拟化等技术，为用户提供硬件抽象层虚拟机，整合计算、网络、存储等硬件和软件资源，将方案部署和实施。
　　2.针对高校云计算虚拟化部署，设计了一种虚拟机合并率计算方法，将虚拟机占用的CPU和RAM等资源“合理”压缩，提高系统使用效率和性能。并深入研究高可用、系统迁移、动态资源调度等虚拟化高级功能在高校数据中心中的应用。
　　3.对实施虚拟化后的高校数据中心进行了性能测试和效益分析。得到虚拟化部署3个月以来的运行效果，对教务管理系统进行了高并发压力测试和性能分析。从硬件软件成本、系统运维成本等方面对数据中心虚拟化前后的能效进行对比分析，达到了降低整体信息化投资成本预期目的。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 选题的研究背景及实际意义

1．1．1 选题的研究背景

1．1．2 选题的实际意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 理论研究

1．2．2 应用现状

1．3 研究课题来源

1．4 主要研究内容

1．5 论文的组织结构

1．6 小结

第2章 云计算数据中心与虚拟化技术

2．1 云计算

2．1．1 云计算的定义

2．1．2 云计算的特点

2．1．3 云计算的分类

2．2 数据中心

2．2．1 数据中心的定义

2．2．2 数据中心的发展与特点

2．2．3 建设高校数据中心的挑战与意义

2．3 虚拟化技术

2．3．1 虚拟化技术的定义

2．3．2 虚拟机技术与分类

2．3．3 虚拟机VMM的分类实现

2．3．4 虚拟机的实现

2．4 小结

第3章 云计算虚拟化方案设计

3．1 湖南商务职院数据中心概述

3．1．1 数据中心总体情况

3．1．2 数据中心服务器运行情况分析

3．2 数据中心设计目标与原则

3．2．1 数据中心设计目标

3．2．2 数据中心设计原则

3．3 云计算管理软件选型与架构

3．3．1 云计算管理软件选型

3．3．2 云计算管理软件架构

3．4 总体方案设计

3．4．1 总体部署框架

3．4．2 服务器虚拟化规划

3．4．3 网络虚拟化规划

3．4．4 存储虚拟化规划

3．5 数据中心方案部署

3．5．1 实施部署方案

3．5．2 服务器部署与虚拟机合并率计算

3．5．3 交换机选用与部署

3．5．4 存储设备选用与部署

3．6 小结

第4章 云计算虚拟化方案实施

4．1 云计算管理软件实施

4．1．1 安装H3C CAS软件

4．1．2 H3C CAS管理客户端登录

4．2 云计算资源实施

4．2．1 主机池、集群的实施

4．2．2 网络虚拟化的实施

4．2．3 存储虚拟化的实施

4．2．4 虚拟机的实施

4．3 云计算虚拟关键技术实施

4．3．1 高可用性

4．3．2 动态资源调度与自动迁移

4．3．3 CPU与I／O优先级

4．4 小结

第5章 系统性能测试与效益分析

5．1 系统运行效果

5．2 系统性能测试

5．2．1 测试内容

5．2．2 测试结果分析

5．3 效益分析

5．3．1 硬件软件成本分析

5．3．2 系统运维成本分析

5．3．3 总拥有成本

5．4 小结

结论

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读学位期间所参与的项目

致谢