基于应用虚拟化的私有云计算平台设计与实现

摘要

现今科研单位都严重面临着设备硬件能力跟不上业务需求的发展、硬件投入成本高昂但利用率得不到体现、数据资源分布式存储缺乏整合管理带来数据流失、客户端机器维护任务繁重产生超额的精力投入等问题。而高性能计算能力又普遍被认为是科研单位核心竞争力的体现，获得前所未有的重视，因此如何实现以低廉的成本投入，还可以有效获得高性能计算的能力、科学的用户与数据管理能力，从而达到让科研机构都可以放心的去追逐高质量设计的目的。这是一个具有现代化发展意义的课题研究方向。
　　为了解决科研单位的实际应用问题。论文基于某高校机械学院下设的研究所私有云计算平台搭建项目进行的设计规划与部署实施工作，以如何构建现代化私有云计算平台做为研究课题。论文首先从研究所的实际应用业务需求出发，综合分析了研究所设备应用的现状，并总结归纳出当前研究所存在的突出问题，以及阐述了私有云计算平台在科研机构中具有的重要应用前景与趋势。其次论文针对研究所科研应用的业务需求与投入的预算开展了符合要求的私有云计算平台整套实施方案设计工作，详细从硬件的选型、数据层的安全设计、控制层的负载均衡设计、应用层的应用发布设计、用户层的使用操作设计、云存储管理策略设计等分别进行了重点描述，以及针对应用无法单点登录的问题，进行了满足应用要求的单点登录系统的设计工作，并对最终设计的方案是否可以有效解决现有问题的合理性和可行性进行了论证。然后论文根据提出的设计方案详细描述了基于应用虚拟化技术的私有云计算平台实现过程，重点描述了平台的部署步骤与实现细节，单点登录系统各功能模块的编码实现。最后对方案构建的私有云计算平台分别进行了多种压力测试以及研究所的实地多种应用测试，采用多人同时进行复杂3D模型设计与多核并行模拟仿真应用操作、电教室的设计应用操作来衡量本次的设计是否达到了本次课题研究的最初要求，并根据测试产生的数据进行了有效的问题分析以及设计、部署方面的改进。
　　研究结果表明以应用虚拟化技术实现的私有云计算平台可以非常好的满足研究所高性能计算的需求，多人同时登录私有云计算平台进行高性能应用的操作，大大节省了硬件、软件、维护的成本。并经过多次走访发现目前还没有机构进行本设计方案类似的部署应用，因此具有一定的创新性与经济价值。本文通过应用实践证实本课题研究方向是科研机构拓展高性能计算的重要发展趋势，研究成果可以让有类似需求的科研机构完全按照文中进过测试的硬件配置与软件自行构建私有云计算平台实现信息化与高性能计算的大发展、大进步。

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外现状分析

1.3论文工作内容

1.4论文科研结构

第二章 相关技术概述

2.1云计算模式概述

2.2应用虚拟化技术

2.3负载均衡技术

2.4本章小结

第三章 研究所高性能计算的需求分析

3.1研究所高性能计算的现状分析和存在的问题

3.2研究所对计算平台的技术需求

3.3本章小结

第四章 私有云计算平台设计方案

4.1方案设计思路经历

4.2私有云计算平台的整体方案

4.3平台的硬件层架构设计

4.4平台的数据层安全设计

4.5平台的控制层高可用设计

4.6平台的应用层设计

4.7平台的用户层设计

4.8方案可行性分析

4.9方案实施后的应用改变

4.10 本章小结

第五章 私有云计算平台实施过程

5.1方案整体部署流程

5.2单点登录身份认证系统的编码实现

5.3重点部署实现细节

5.4本章小结

第六章 私有云计算平台应用测试

6.1计算平台压力测试

6.2计算平台日常应用测试

6.3本章小结

第七章 总结

参考文献

致谢

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