云计算下虚拟机部署机制的分析

    目前，人们对计算机资源的需求量以爆炸式的速度增长，导致对本地计算机资源的投入成本越来越大。按照传统方法不断购置所需的软硬件资源来满足应用需求的方式，将会给用户带来投入资金再增加、管理人员再培训、开发周期再延长等方面的压力。

 

 

    随着计算技术的日新月异和人们对计算资源需求的不断增长，为解决上述问题，云计算技术应用而生。云计算是基于互联网的新兴商业计算模型，它可以使数据中心的计算能力在互联网上自由流通。“云”是大量具有自治功能的计算资源，通常是一些大型服务器集群，包括计算服务器、宽带资源、存储服务器等。云计算把管理一个计算中心的费用和维护硬件的费用转换到第三方。公司或者个人根据其业务负载快速申请或释放资源，只需要支付实际资源的使用费用就可以在世界范围内部署所需服务。

 

 

    虚拟化是指把底层的硬件设备与上层的软件服务分离的一种去耦合技术，可以实现计算机资源的高效灵活使用。虚拟化技术的目标是整合或划分物理计算资源。所以虚拟化技术是云计算的重要组成部分。随着云计算的发展，虚拟化技术重新进入人们的视野并受到越来越多的关注。

 

 

    当前，云计算平台下待处理的数据量以爆炸的方式增加，用户服务需求量增多对云计算云台虚拟化资源分派、调度策略以及管理实施方法，提出了更高的要求。目前，国内外云计算平台虚拟化技术的优化已成为学术界和企业界研究的热点。

 

 

    1 国内外相关研究

 

 

    虚拟化技术在云计算中起着至关重要的作用，使得云环境下虚拟机部署成为人们研究的热点。这些研究主要集中在以下几个方面：虚拟机内部监控、虚拟机的迁移技术、虚拟机快速部署m3等。虚拟化资源管理：旨在为用户提供可靠的服务，为达到这一要求，必须保证虚拟机的正常运行。借助虚拟机迁移技术可以实现虚拟机和物理资源的重映射，借助运行在物理硬件和操作系统之间的虚拟机监控器。可以把虚拟机的整个运行环境从一台物理机上迁移到另外一台物理机上面。

 

 

    目前，在云计算的诸多研究中，虚拟机快速部署机制是一个研究热点。在传统的虚拟机部署策略下，当面对大量用户的服务请求时，往往需要一定的等待时间。这大大降低了人们对“云”的期待。因此，本文将着重从这个角度研究。

 

 

[page]    2 云环境下虚拟机部署体系

 

 

    云环境下虚拟机部署系统的体系结构（如图1所示）可分为4层：用户接口层、核心管理层、虚拟化层、物理资源层。各层功能如下：

 

 

 

   云计算虚拟机部署的体系结构

 

    图1 云计算虚拟机部署的体系结构

 

 

    ①用户接口层：该层通过Web页面方式或者客户端界面为用户提供功能接口，包括模板信息显示、虚拟机信息显示和服务申请入口。

 

 

    ②核心管理层；是云计算下实现虚拟机部署功能的主体部分，是云环境下虚拟机部署系统的核心部分。该层功能的实现主要依靠以下功能模块：

 

 

    a.镜像模板库管理：主要负责管理云平台所提供的虚拟机镜像模板和用户自己的虚拟机镜像模板；

 

 

    b.镜像调度模块：将用户选择的虚拟机镜像模板，从模板库中加载至宿主机；

 

 

    c.虚拟机实例化模块：通过该模块将虚拟机镜像模板文件实例化；

 

 

    d.虚拟机状态监控模块：监控宿主机上虚拟机运行的状态，主要有CPU利用率、内存利用率、网络配置状态等信息；

 

 

    e.资源动态调整模块：可对已经分配给用户的资源进行调整，这样可在满足用户需求的同时，保证服务器的负载均衡；

 

 

    f.负载均衡模块：选择下一个计算资源节点，并且将新的服务请求转发给它。

 

 

    ③虚拟化层；该层将离散的硬件资源统一为可以创建动态共享的平台。

 

 

    ④物理资源层：该层的硬件由服务器、存储设备、网络设备等硬件资源组成。

 

 

[page]    3 云环境下虚拟机部署流程

 

 

    云环境下虚拟机部署流程图（如图2所示）。