基于写前拷贝技术的云计算快照过程和存储优化

摘要

随着信息化科技的发展，人们对计算资源和存储资源的需求不断的增加。云计算的提出能够很好的解决因需求增长带来的资源利用问题。同时伴随着虚拟化技术逐渐成熟，尤其是在服务器领域，越来越多的公司考虑利用一些开源的虚拟化技术来构建云计算平台，来提供公有云服务或满足自身的私有云需求。
　　 无论是何种类型的云平台，其计算和存储都是围绕虚拟机来展开。为了根据统一的虚拟机镜像提供一些可定制化的镜像服务，以及保证虚拟机的容灾能力和高可用性，众多云平台解决方案都提供了快照的功能。针对快照过程，本文以开源的云计算平台为实验平台，结合写前拷贝的存储快照技术，介绍了两种方案来加快快照和恢复速度，减少网络传输和快照文件存储，提高快照效率。针对快照镜像存储，本文采用三种数据去重的方式，设计了快照镜像去重存储的方案来减少镜像服务器的存储压力。最后对各种方案进行了实验对比和分析，在快照过程优化方案中，采用本文的快照优化方案，虚拟机快照和恢复速度明显加快。在快照镜像存储中，应用了本文的去重方案可以有效的减少重复数据的存储，减轻存储压力。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要内容

1．4 论文的组织结构

第2章 云计算简述

2．1 云计算介绍

2．1．1 云计算产生的背景

2．1．2 云计算的定义

2．1．3 云计算的发展现状

2．2 开源IaaS云平台介绍

2．2．1 云基础架构和IaaS

2．2．2 几种开源IaaS云平台介绍

2．3 快照功能的介绍

2．4 本章小结

第3章 虚拟化技术简述

3．1 虚拟化技术介绍

3．1．1 虚拟化基本概念

3．1．2 虚拟化技术分类

3．1．3 虚拟化技术的优点

3．2 KVM、QEMU虚拟化工具介绍

3．3 Libvirt介绍

3．4 基于qcow2格式的快照方式介绍

3．5 本章小结

第4章 快照过程优化方案设计

4．1 开源云平台快照系统方案介绍

4．1．1 基本背景介绍

4．1．2 快照功能的基本流程

4．1．3 缺陷和不足

4．2 基于二次增量和本地缓存的快照系统设计

4．2．1 基本背景介绍

4．2．2 快照功能的基本流程

4．2．3 适用环境

4．3 基于disk和base分离的快照系统设计

4．3．1 基本背景介绍

4．3．2 快照功能的基本流程

4．3．3 适用环境

4．4 本章小结

第5章 快照镜像去重存储设计

5．1 快照镜像的去重介绍

5．1．1 基本背景介绍

5．1．2 快照镜像存储的基本过程

5．1．3 快照镜像去重存储过程基本思路

5．2 快照镜像文件去重方案

5．2．1 基于定长切块去重方案

5．2．2 基于变长切块去重方案

5．2．3 基于固定切块和滑动窗口的去重方案

5．2．4 算法优劣度比较

5．3 本章小结

第6章 实验与分析

6．1 实验环境介绍

6．2 快照过程和恢复对比实验与分析

6．2．1 小型镜像虚拟机快照过程对比实验

6．2．2 大型镜像虚拟机快照过程对比实验

6．2．3 disk文件较大时快照过程对比实验

6．2．4 结果分析

6．3 快照镜像去重存储实验与分析

6．3．1 算法去重效果对比实验

6．3．2 结果分析

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 论文工作总结

7．2 未来工作展望

参考文献

致谢