异构资源池及多类型负载云计算运维管理平台的研究

摘要

随着时代和科技的发展，人们的交流方式发生了巨大的变化，因此而衍生的商业模式也是日新月异。为了使IT基础设施架构更加灵活以适应快速变化的需求，更加可靠地提供零延时反应，并且提供更高的成本效益，云计算技术应运而生。为加快云计算解决方案的投资回报，使企业能够平滑地完成从传统工作负载环境向云计算环境的过渡迁移，业界强烈要求新的IT管理解决方案，这种方案既可以管理非虚拟化环境中的传统工作负载，也可以管理新兴的充分利用云计算基础架构的弹性的现代工作负载。
　　本文着力于研究管理异构云计算环境的完整解决方案。无论是传统工作负载、高性能计算工作负载、或云工作负载，都可以在同一个云计算环境中统一管理。它可以利用常用的云计算基础架构管理解决方案(如OpenStack、CloudStack、ZStack)作为基础，同时管理多个数据中心、资源、服务、业务、租户等。在对平台的研究和实现过程中，首先对系统做了详尽的需求分析，提出了物理资源管理、虚拟资源管理、平台资源管理、业务资源管理四个功能模块及其对应的层次结构。接着本文阐述了系统的总体架构及各个模块的具体实现方式，其中重点介绍了虚拟资源管理模块的实现，指出如何通过OpenStack等云计算基础架构所提供的公共API接口管理各类虚拟资源，并设计了一种新的资源调度算法，用以节约资源调度时平台的能耗。同时，该平台通过设计了一种分布式监控体系实现了对各类物理资源及虚拟资源的监控，便于管理和决策。该云计算运维管理平台对于不同类型工作负载及异构资源池的支持是通过统一数据库标识及API屏蔽的方式实现的。另外该系统采用了基于Dubbo的微服务架构来对各模块服务进行开发和部署，大大降低了模块及服务之间的耦合度，降低开发难度，提升代码重用性，提高了开发效率。

目录

声明

摘要

1．1 研究的背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

1．4 本文组织结构

2．1 云计算技术

2．1．1 云计算的概念及特点

2．1．2 云计算的服务类型

2．1．3 云计算的部署模式

2．1．4 常见云计算基础架构的介绍

2．2 虚拟化技术

2．3 云计算平台管理技术

2．4 本章小结

第三章 需求分析及总体设计

3．1 需求分析

3．2 系统的总体设计

3．3 本章总结

第四章 系统的详细设计与实现

4．1 系统的详细架构

4．2 数据库设计

4．3 物理资源管理模块的实现

4．4 虚拟资源管理模块的实现

4．4．1 OpenStack云基础架构管理虚拟资源

4．4．2 CloudStack云基础架构管理虚拟资源

4．4．3 ZStack云基础架构管理虚拟资源

4．4．4 资源调度算法的设计

4．5 平台及业务资源管理模块的实现

4．5．1 平台及业务资源的管理

4．5．2 分布式监控系统的设计

4．6 支持异构资源池及多类型负载功能的实现

4．7 使用Dubbo微服务架构部署各类服务

4．8 本章总结

5．1 系统的部署

5．2 系统的测试

5．2．1 物理资源管理

5．2．2 虚拟资源管理

5．2．3 平台资源管理

5．2．4 业务资源管理

5．3 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢