具有快速克隆特征的私有桌面云设计与实现

摘要

随着近几年虚拟桌面技术的发展，桌面云在各个领域被使用。它利用虚拟化技术和远程协议，为用户提供远程访问位于一个集中的数据中心运行的虚拟机。它在提高数据安全性、减少管理的复杂性以及有效灵活的使用资源方面具有显著的优势。但是，现有的桌面虚拟化产品价格昂贵，并且，由于虚拟机镜像比较大，在需要大规模克隆虚拟机的环境下，往往需要花费较长的时间。
　　为了解决虚拟机镜像克隆时间长的问题，本文提出了利用镜像写时拷贝来快速克隆镜像的方法，并基于此，设计和实现了自己的私有桌面云平台。平台的底层是基于libvirt和KVM来实现的。本文首先设计了平台的整体架构图，自顶向下将平台分为服务接口层、管理层、公共基础层以及物理层。然后按功能将其划分为物理机管理模块、连接池模块、存储模块、虚拟机管理模块以及调度模块，并对这几个模块进行详细的介绍。为了使用户能够方便快捷地访问虚拟桌面，平台提供基于spice协议、基于vnc协议以及基于web等三种远程访问方式。同时，为了提高镜像的存储性能，避免其成为系统瓶颈，本文提出利用moosefs分布式文件系统来存储所有镜像，从而访问镜像的压力将会被多个节点分担。为了提高平台的可扩展性，本文将调度系统设计为可插拔的，同时实现了随机调度算法和基于负载均衡的调度算法。最后，本文对整个平台的功能和性能进行测试，测试表明，平台的整体功能和性能表现良好。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要工作与创新

1．4 论文组织结构

2 相关理论与技术介绍

2．1 云计算的相关理论

2．1．1 云计算概念

2．1．2 云计算的分类及服务形式

2．1．3 桌面云的相关概念

2．2 虚拟化技术

2．2．1 虚拟化概念与技术原理

2．2．2 虚拟化技术的分类

2．2．3 虚拟机平台

2．2．4 libvirt相关介绍

3 平台总体设计与分析

3．1 平台的设计需求

3．2 平台的逻辑架构

3．3 功能结构与模块划分

3．4 平台物理架构

3．5 平台网络结构

3．6 本章小结

4 平台各功能模块详细设计与实现

4．1 物理机管理模块

4．1．1 心跳检测

4．1．2 资源池

4．1．3 性能监控

4．2 连接池模块

4．2．1 单节点连接池

4．2．2 多节点连接池

4．3 存储模块

4．3．1 存储方案

4．3．2 虚拟机镜像存储管理

4．3．3 虚拟硬盘存储管理

4．4 虚拟机管理模块

4．4．1 虚拟机硬件配置管理

4．4．2 虚拟硬盘的挂载和卸载

4．4．3 虚拟机网络配置管理

4．4．4 虚拟桌面显示方式管理

4．4．5 虚拟机生命周期管理

4．4．6 虚拟机运行状态后台监听

4．5 调度模块

4．5．1 可插拔的调度框架

4．5．2 随机调度算法

4．5．3 基于负载均衡的调度算法

4．6 本章小结

5 平台测试与性能评价

5．1 平台测试环境

5．2 平台功能测试

5．3 性能测试与分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢