下一代云計算平臺-建設(shè)方案

1、PAGE PAGE 75下一代云計算平臺建設(shè)方案目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc487817771 第一章 背景介紹 PAGEREF _Toc487817771 h 4 HYPERLINK l _Toc487817772 1.1 云計算介紹 PAGEREF _Toc487817772 h 4 HYPERLINK l _Toc487817773 1.2云計算與我國教育領(lǐng)域 PAGEREF _Toc487817773 h 5 HYPERLINK l _Toc487817774 第二章 預(yù)期建設(shè)目標 PAGEREF _Toc487817774 h 8 HYPE

2、RLINK l _Toc487817775 2.1建設(shè)目標 PAGEREF _Toc487817775 h 8 HYPERLINK l _Toc487817776 2.2建設(shè)內(nèi)容 PAGEREF _Toc487817776 h 8 HYPERLINK l _Toc487817777 第三章 平臺整體架構(gòu)及特色 PAGEREF _Toc487817777 h 10 HYPERLINK l _Toc487817778 3.1 云平臺背景簡介 PAGEREF _Toc487817778 h 10 HYPERLINK l _Toc487817779 3.2 云平臺架構(gòu)及特色 PAGEREF _Toc4

3、87817779 h 11 HYPERLINK l _Toc487817780 3.3 云平臺特色功能 PAGEREF _Toc487817780 h 14 HYPERLINK l _Toc487817781 第四章 平臺的管理與維護 PAGEREF _Toc487817781 h 19 HYPERLINK l _Toc487817782 4.1功能概述 PAGEREF _Toc487817782 h 19 HYPERLINK l _Toc487817783 4.2訪問接口 PAGEREF _Toc487817783 h 20 HYPERLINK l _Toc487817784 4.3集群管理

4、軟件客戶端 PAGEREF _Toc487817784 h 20 HYPERLINK l _Toc487817785 4.4集群管理軟件WEB客戶端 PAGEREF _Toc487817785 h 20 HYPERLINK l _Toc487817786 4.5遠程桌面及命令行界面 PAGEREF _Toc487817786 h 20 HYPERLINK l _Toc487817787 4.6主要功能介紹 PAGEREF _Toc487817787 h 20 HYPERLINK l _Toc487817788 第五章 應(yīng)用的支撐 PAGEREF _Toc487817788 h 31 HYPER

5、LINK l _Toc487817789 5.2分布式緩存 PAGEREF _Toc487817789 h 42 HYPERLINK l _Toc487817790 5.3遷移的支持 PAGEREF _Toc487817790 h 45 HYPERLINK l _Toc487817791 第六章 集群管理軟件虛擬化實現(xiàn) PAGEREF _Toc487817791 h 47 HYPERLINK l _Toc487817792 6.1計算虛擬化 PAGEREF _Toc487817792 h 47 HYPERLINK l _Toc487817793 6.2存儲虛擬化 PAGEREF _Toc487

6、817793 h 53 HYPERLINK l _Toc487817794 6.3網(wǎng)絡(luò)虛擬化 PAGEREF _Toc487817794 h 64 HYPERLINK l _Toc487817795 第九章 平臺發(fā)展與案例 PAGEREF _Toc487817795 h 73 HYPERLINK l _Toc487817796 9.1平臺發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc487817796 h 73 HYPERLINK l _Toc487817797 9.2政府支持 PAGEREF _Toc487817797 h 74第一章 背景介紹云計算是計算機科學和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進一步融合發(fā)展的產(chǎn)物，也是引領(lǐng)

7、未來信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵戰(zhàn)略性技術(shù)和手段。云計算在教育領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，未來將在促進教育公平、降低教育成本、變革教學活動方式、提高管理效率和助推終身教育等五個方面對教育產(chǎn)生深遠影響。1.1 云計算介紹云計算本質(zhì)是將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)。微軟把云計算定義在云+端、軟件+服務(wù)上；谷歌(Googe)認為，云計算就是以公開的標準和服務(wù)為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)為中心，提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)計算服務(wù)；IBM則認為云計算是一個虛擬化的計算機資源池，一種新的IT資源提供模式。雖然他們對云計算的定義不同，但認識較一致的地方是：云

8、計算即“按需服務(wù)”，將數(shù)據(jù)存儲和計算能力作為可以通過互聯(lián)網(wǎng)來獲取的“服務(wù)”向客戶提供。因此，云計算具有以下兩點優(yōu)勢：1.1.1 降低信息化成本在信息化不斷向廣度、深度發(fā)展的今天，日常工作處理的數(shù)據(jù)急劇增長，這些數(shù)據(jù)中還有相當一部分保存在本地。大多數(shù)情況下，網(wǎng)絡(luò)只是讓人們能更方便地獲得信息，數(shù)據(jù)處理主要還是依靠本地硬件設(shè)備及運行在本地的應(yīng)用程序來進行。面對海量數(shù)據(jù)的存儲與計算，人們對計算機系統(tǒng)升級的要求不斷提高。對計算機系統(tǒng)的要求越高，給個人或單位帶來的經(jīng)濟壓力就越大。云計算的出現(xiàn)，為投入較低成本，換取高計算能力提供了技術(shù)支持。云計算只要求用戶端設(shè)備能運行簡單的操作系統(tǒng)和瀏覽器軟件即可，也就是說

9、，云計算對用戶端設(shè)備要求很低。應(yīng)用云計算技術(shù)，可以避免本地建設(shè)和維護價格不菲的計算機系統(tǒng)，只需支付低廉的服務(wù)費用，即可完成原來需要高配置的本地計算才能完成的計算任務(wù)。1.1.2 使用方便快捷個人計算機是日常工作中的重要信息處理工具，人們需經(jīng)常不斷地進行系統(tǒng)軟件的漏洞修補、應(yīng)用軟件的升級和存儲數(shù)據(jù)的維護，并常常為病毒的攻擊、黑客的竊取和數(shù)據(jù)的丟失而煩惱。但在云計算中，用戶所處理的數(shù)據(jù)并非存儲在本地，而是保存在云計算數(shù)據(jù)處理中心的存儲設(shè)備中；用戶所需的應(yīng)用程序并非運行在用戶的終端設(shè)備上，而是運行在云計算數(shù)據(jù)處理中心大規(guī)模的服務(wù)器集群中。云計算服務(wù)商的專業(yè)信息技術(shù)(IT)人員負責云計算上資源的分配、

10、負載的均衡、軟件的部署、安全的控制等，并力保用戶數(shù)據(jù)的安全性。只要接入互聯(lián)網(wǎng)，就可以用電腦、手機、掌上電腦(PDA)等終端設(shè)備，在任何時間、任何地點方便快捷地享受強大的數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。1.2云計算與我國教育領(lǐng)域國外也有服務(wù)于教育的云計算應(yīng)用，但多是服務(wù)功能單一的系統(tǒng)，沒有真正具備平臺效能，且與我國的教育國情不完全相符。云教育網(wǎng)(HYPERLINK http:/wwwhttp:/www.)由云未科技公司開發(fā)建設(shè)，是全球第一個專用于教育領(lǐng)域的云計算應(yīng)用平臺，2010年12月正式上線。該平臺覆蓋了教學、管理、學習、娛樂、交流等眾多服務(wù)領(lǐng)域，用戶包括管理者、教師、學生、家長、教育工作者等不同類

11、型。目前有近550所中小學校已經(jīng)注冊使用該系統(tǒng)。該平臺不需要在客戶端安軟件，僅通過瀏覽器，用戶即可使用系統(tǒng)已授權(quán)的各種功能。云教育平臺上提供近百萬冊電子圖書供在線閱讀，教學信息資源囊括小學一年級至高中三年級所有學科的教案、課件和習題，可在線觀看特級教師授課視頻，可謂是教學資源一應(yīng)俱全：豐富的在線輔助學習工具，包括圖片編輯、翻譯、詞典與計算器等，讓學習變得輕松簡單；讓學生放松休閑的益智類游戲，可寓教于樂；博客、相冊、社團、聊天和投票等信息交流子系統(tǒng)，供用戶了解他人，展示自我，實現(xiàn)了教師、學生、家長的零距離交流。值得一提的是，該平臺還提供應(yīng)用程序調(diào)用(API)接口，使其真正成為一個名副其實的開放性

12、平臺，讓全球范圍內(nèi)的軟件開發(fā)人員都能開發(fā)基于“云教育”的應(yīng)用程序，融入該平臺運行。該平臺的核心理念是提供了一個“一站式”的教育信息化平臺，讓教育部門管理者、學校管理者、教師、學生、家長及其他教育工作者可以在同一個平臺上，依據(jù)權(quán)限去完成不同的工作。平臺沖破了傳統(tǒng)的教育信息化邊界，集教學、管理、學習、娛樂和交流于一體，推出了全新的教育信息化理念，使整個教育信息化領(lǐng)域感受到一股撲面而來的新風。 1.2.1 促進教育公平教育公平是關(guān)注民生在教育領(lǐng)域內(nèi)的具體要求，是構(gòu)建和諧社會的重要支撐和重要標志。我國教育中城鄉(xiāng)、地區(qū)之間存在的不公平現(xiàn)象，影響到國民素質(zhì)的整體提高，進而加劇了城鄉(xiāng)、地區(qū)之間的經(jīng)濟和社會差

13、別。為保證社會穩(wěn)定，促進經(jīng)濟和社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，必須重視并力爭消除教育不公平現(xiàn)象。教育不公平是指包括師資、信息、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施等教育資源分布不均衡的社會現(xiàn)象。目前，我國教育發(fā)達地區(qū)的教育部門、學校和教育企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了大量的教育信息資源以及承載這些資源的設(shè)備設(shè)施，而教育欠發(fā)達地區(qū)很少擁有教育信息資源及相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施。云計算應(yīng)用于教育時，教育信息資源存儲在“云”上，只要有了連接網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備和信息資源訪問權(quán)限，無論身處偏僻的山區(qū)，還是繁華的城市，人人都擁有公平使用這些優(yōu)質(zhì)信息資源的權(quán)利。由眾多優(yōu)秀教師提供的教育信息資源可以被教育欠發(fā)達地區(qū)的師生所共享，這也在一定程度上緩解了優(yōu)秀教師資源分布不均的矛盾

14、。1.2.2 降低教育成本云計算大大降低了學校教育資源建設(shè)中的軟硬件成本。目前，各級各類學校都配備數(shù)量不等的計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。但是隨著設(shè)備的更新?lián)Q代，學校常常要花大筆經(jīng)費去購買新的計算機。這樣就有很多早期的存儲容量比較小的計算機被淘汰下來。有了云計算，學校就可以繼續(xù)使用這些舊的計算機，從而可以大大降低學校教育資源建設(shè)中的硬件成本。沒有計算機設(shè)備的學校在采購機器設(shè)備時，也大可不必采購高性能的計算機設(shè)備，只要性能夠用即可，可以緩解貧困地區(qū)學校經(jīng)費不足的矛盾。云計算的優(yōu)勢是把成本和效益緊密捆綁在一起。對于原來需要提供信息存儲服務(wù)的教育部門或?qū)W校。當把信息資源轉(zhuǎn)移到云上之后，可以不用或少用服務(wù)器，降低

15、了服務(wù)器及所需基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護費用、人工管理費用和能源消耗費用。對于一個大的區(qū)域或高層教育部門，可以集中租用云服務(wù)，以減少重復(fù)投資，提高信息資源利用率，倡導(dǎo)“綠色教育”。1.2.3 變革教學活動方式教育信息化系統(tǒng)遷入“云”之后，師生可以隨時隨地進行教學活動，促進移動學習。移動學習是在任何時間、任何地點，以任何方式學習任何內(nèi)容的一種新的學習方式。它主要利用無線移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線移動通信設(shè)備(如手機)、掌上電腦(PDA)等獲取信息和反饋信息。有了云計算教育平臺，學生在任何時間、任何墻點，想學習教師講過的知識，就可以打開手機、掌上電腦(PDA)或者筆記本電腦，在線查看教師的電子教案或教學視頻

16、，提交作業(yè)。學生可以隔空與同學、老師進行信息交流。在移動學習過程中，交互性、協(xié)作性與自主性通過云服務(wù)得以實現(xiàn)，凸顯了學生在教學活動中的主體地位。在云教育平臺上，只要打開可以上網(wǎng)的終端設(shè)備，教師也可以“隨時隨地”開展教學工作。利用云教育平臺，教師可以方便地構(gòu)建個人的生活情感圈，文化圈和業(yè)務(wù)交流圈?！霸品?wù)”的便捷性、交互性和海量信息的易檢索性對教師的業(yè)務(wù)進修、成果共享、專業(yè)發(fā)展和科學研究都會產(chǎn)生重大影響，有助于教師教學水平的提高，進而提高學校教學質(zhì)量。1.2.4 提高管理效率云計算在學校的應(yīng)用將進一步推動教育信息化的深入實施。通過云教育平臺，學校管理者可以向師生發(fā)布各種信息，及時獲得師生的信息反

17、饋。信息的快速、便捷、廉價傳遞有助于提高管理效率，降低管理成本。管理者也可以借助平臺了解學校教學和管理工作的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，提出改進辦法和措施。在云教育平臺上，教育管理的理念和途徑也將隨之發(fā)生變化，管理就是服務(wù)的理念可以進一步得到落實。1.2.5 助推終身教育所謂終身教育也稱繼續(xù)教育，是相對于全日制教育而言的，它是針對知識更新的要求提出來的。為此社會應(yīng)該提供條件，使任何年齡階段的人在生活中的任何階段，都能接受各種非正規(guī)教育形式，即“終身教育”。終身教育主張在每一個人需要的時刻以最好的方式為其提供必要的知識和技能。這就對國民的終身教育提出更高的要求。政府的人力資源和社會保障部門、工會、婦聯(lián)以

18、及各種行業(yè)協(xié)會可以組織各類專業(yè)技術(shù)人員開發(fā)高質(zhì)量的培訓(xùn)、教育信息資源，在云平臺上發(fā)布。屬于不同行業(yè)、不同群體的個體可以根據(jù)需要自由選單，按需學習。覆蓋“國民的公共云”教育平臺可以在終身教育領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。第二章 預(yù)期建設(shè)目標2.1建設(shè)目標軍械工程學院是全國重點高等院校，設(shè)有研究生院，軍械技術(shù)研究所，基礎(chǔ)部、火炮工程系、光學與電子工程系、彈藥工程系、導(dǎo)彈工程系、計算機工程系、裝備指揮與管理系、電氣工程系、外訓(xùn)系、學員隊、信息與管理學院、地方生部、教練團等多個部門，擁有兵器測試中心、電子測試中心等13個大型實驗中心，圖書館文獻總量62萬冊，學院校園網(wǎng)HYPERLINK /view/3487.h

19、tm t _blank網(wǎng)絡(luò)終端覆蓋了全部教學場所和學員宿舍，主干網(wǎng)帶寬達到1000M。各系、各中心、各教研室都擁有自己的信息系統(tǒng)、試驗室以及信息資源庫，但各系統(tǒng)之間缺乏資源交互和信息共享，系統(tǒng)硬件資源各自為戰(zhàn)，單獨為本系統(tǒng)提供應(yīng)用，信息資源內(nèi)容單調(diào)形式單一，安全系統(tǒng)標準不統(tǒng)一且專業(yè)水平有較大差距。為此，我們計劃采用先進的面向教學資源的云計算平臺對學院現(xiàn)有教學資源進行統(tǒng)一升級，以實現(xiàn)以下目標：集中管理、降低成本：將各單位老舊和利用率不高的硬件資源統(tǒng)一組織起來，為用戶提供“按需服務(wù)”，在同等投入的情況下，為用戶提供更強的計算能力、更大的存儲空間、更高的極限處理能力。豐富信息內(nèi)容，提高資源利用率：通

20、過云計算平臺，實現(xiàn)全校范圍內(nèi)的信息資源共享，為用戶提供交互更加簡便、內(nèi)容更加豐富、形式更加多樣的信息資源，提高信息的利用率。專業(yè)化的安全管理：通過云計算的實現(xiàn)，由云計算的專業(yè)信息技術(shù)人員負責云計算上資源的分配、負載的均衡、軟件的部署、安全的控制等，統(tǒng)一安全標準、提高管理的專業(yè)化水平，并提供可靠的異地容災(zāi)備份。2.2建設(shè)內(nèi)容面對學院教學資源整合、按需供給和存儲高可用等需求，提供具有教學應(yīng)用監(jiān)測、需求分析、診斷和調(diào)整能力，支持教學資源本地和異地備份的智能化和高可用云平臺。該平臺通過“物理機（安裝教學資源的遺留系統(tǒng)）到虛擬機自動轉(zhuǎn)換和部署，教學應(yīng)用運行時自監(jiān)測與自分析，教學應(yīng)用出錯時自診斷和自恢復(fù)”

21、三大機制，切實做到了云環(huán)境下教學應(yīng)用的“三易”：容易遷移，容易管理和容易恢復(fù)。通過云計算集中和專業(yè)化管理模式，在減少成本，提高資源利用率基礎(chǔ)上，保障全院教學應(yīng)用的安全，可靠和按需運行。云平臺由具有自由自主知識產(chǎn)權(quán)的OncePVM流程執(zhí)行虛擬機系統(tǒng)V1.0（軟件著作編號：2012SR022928）和Once集群管理軟件v1.0（軟件著作編號：2011SR016499）組成，針對軍械學院數(shù)字化校園項目建設(shè)需要，作為重點客戶特殊優(yōu)惠，本次投標云平臺產(chǎn)品無物理服務(wù)器CPU使用數(shù)量限制。OncePVM流程執(zhí)行虛擬機系統(tǒng)側(cè)重強調(diào)高可用特性，除了支持物理機（安裝教學資源的遺留系統(tǒng)）到虛擬化環(huán)境的自動轉(zhuǎn)換，虛

22、擬化平臺管理、監(jiān)控、安全和優(yōu)化等基礎(chǔ)虛擬化管理能力以外，重點實現(xiàn)了教學資源備份（本地和異地）和快速恢復(fù)的能力。Once集群管理軟件則側(cè)重強調(diào)智能化特性，它利用OncePVM對外暴露的管理接口，通過對教學應(yīng)用的歷史或監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，基于集群思想實現(xiàn)教學應(yīng)用的智能部署和彈性伸縮（包括應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫的橫向擴展能力），支持可定制化的教學應(yīng)用容錯策略，支持全局虛擬化節(jié)點的分析和優(yōu)化，能夠?qū)崟r監(jiān)控虛擬機的負載情況，智能化地將工作負載整合到最少的物理服務(wù)器上，并將不需要的物理服務(wù)器休眠，從而降低數(shù)據(jù)中心能耗（電源智能管理）。第三章 平臺整體架構(gòu)及特色3.1 云平臺背景簡介云平臺是由中國科學院軟件研究所軟件工程

23、技術(shù)研究開發(fā)中心自主研發(fā)，并取得自主知識產(chǎn)權(quán)的面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的云計算平臺套件，交付版本由OncePVM流程執(zhí)行虛擬機系統(tǒng)V1.0（軟件著作編號：2012SR022928）和Once集群管理軟件v1.0（軟件著作編號：2011SR016499）組成。中國科學院軟件研究所（）成立于1985年，于1998年底率先進入中國科學院“北京信息科學技術(shù)研究發(fā)展基地”知識創(chuàng)新工程首批試點單位。是一個以計算機科學理論和應(yīng)用研究為基礎(chǔ)，以計算機軟件高新技術(shù)的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)建設(shè)為主導(dǎo)的綜合性基地型研究所，擁有中國科學院院士4名，研究員54名，副研究員及高級工程師87名。建所近二十年來，特別是進入中國科學院知識創(chuàng)新試點

24、工程以來，軟件所在計算機科學和軟件領(lǐng)域取得了豐碩成果，獲院、部級以上成果獎23項（全部為第一完成單位），其中包括國家自然科學獎一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項；國家科技進步獎二等獎4項、三等獎2項。軟件工程技術(shù)研究開發(fā)中心（簡稱為“中心”）作為軟件所主要部門（ HYPERLINK /yjsgk/zzjg/200908/t20090827_2449380.html）之一，成立于1997 /yjsgk/zzjg/200908/t20090827_2449380.html）之一，成立于1997年，目前擁有固定和流動的科研和開發(fā)人員超過100人，中心先后承擔了國家自然科學基金、國家973計劃、國家8

25、63計劃、國家科技支撐計劃及中科院知識創(chuàng)新工程等項目/課題100多項，在此基礎(chǔ)上取得了以分布式軟件基礎(chǔ)架構(gòu)平臺網(wǎng)馳平臺（ONCE，Open Network Computing Environment）為代表的一系列成果，近5年以第一完成單位獲得國家科技進步二等獎一項（編號：2011-J-220-2-10-D01）、北京市科學進步一等獎一項（編號：2009計-1-001），軍隊科技進步二等獎一項（編號：2012921228）。中心從成立之初就專注分布式軟件基礎(chǔ)支撐技術(shù)的研究的，在以下主要課題的支持下形成云平臺套件：（1）973項目奠定理論基礎(chǔ)：網(wǎng)構(gòu)軟件中間件平臺模型和框架研究 (2002CB31

26、2005)；面向可信和服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)構(gòu)軟件中間件模型及運行機制(2009CB320704)。（2）863項目“十五”、“十一五”，“十二五”重點課題建立技術(shù)優(yōu)勢：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的系統(tǒng)軟件核心技術(shù)及運行平臺(2001AA113010, 2004AA112010)；面向服務(wù)的動態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)及其支撐環(huán)境研究(2006AA01Z19B)；可信的國家軟件資源共享與協(xié)同生產(chǎn)環(huán)境(2007AA010301)；網(wǎng)構(gòu)化軟件運行支撐和在線管理技術(shù)和機制（2011GX02D05007）。（3）“核高基”重大專項形成“產(chǎn)學研”生態(tài)鏈：國產(chǎn)中間件參考實現(xiàn)及平臺(2009ZX01043-001)；面向移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)能力開放平

27、臺關(guān)鍵技術(shù)(2011ZX03002-002-01)。（4）國家科技支撐重點支持推進產(chǎn)業(yè)示范：網(wǎng)構(gòu)化軟件運行支撐、在線管理及生產(chǎn)技術(shù)(SQ2011GX02D05007)。其中，本次交付的平臺是得到課題網(wǎng)構(gòu)化軟件運行支撐和在線管理技術(shù)和機制（2011GX02D05007）和面向移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)能力開放平臺關(guān)鍵技術(shù)(2011ZX03002-002-01)的重要支持，并在和中國移動研究院合作的OMP云平臺中(2011ZX03002-002-01)得到實際應(yīng)用。綜上所述，云平臺是一個面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的云計算解決方案，并在實際應(yīng)用中體現(xiàn)出良好的可定制化，專業(yè)的維護服務(wù)和持續(xù)的平臺升級能

28、力。3.2 云平臺架構(gòu)及特色云平臺架構(gòu)如圖3.1所示，相對于已有的云計算平臺解決方案，云平臺不但強調(diào)底層的虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施層，還強調(diào)對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的監(jiān)測和分析，利用底層提供的虛擬化管理API實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的自動化彈性伸縮，并重點解決了兩個層次之間的融合問題。圖3.1 云平臺架構(gòu)3.2.1 PVM虛擬機系統(tǒng)PVM虛擬機系統(tǒng)主要解決如何將但以物理資源劃分給多個虛擬機使用的問題，如圖3.2所示。在基礎(chǔ)虛擬化能力方面，主要包括虛擬機管理、虛擬存儲管理、虛擬網(wǎng)絡(luò)管理和虛擬機池化管理四個部分：（1）虛擬機管理主要專注于虛擬機生命周期管理、模板和快照技術(shù)；（2）虛擬存儲管理主要專注于構(gòu)建統(tǒng)一軟件層次的共享存儲，

29、實現(xiàn)存儲資源的自動化備份和快速恢復(fù)；（3）虛擬網(wǎng)絡(luò)管理主要專注于虛擬局域網(wǎng)的構(gòu)建，使得統(tǒng)同一物理局域網(wǎng)的中實現(xiàn)多個邏輯的子局域網(wǎng)；（4）虛擬機池化管理主要專注于構(gòu)建多個物理服務(wù)器的邏輯集合，實現(xiàn)虛擬機在不同物理服務(wù)器上的遷移。在虛擬化工具方面：主要包括支持物理機（遺留系統(tǒng)）到虛擬機的自動化轉(zhuǎn)換，服務(wù)器端完整的日志記錄和安全控制，提供P2V界面，日志分析與展現(xiàn)界面和可定制化的用戶權(quán)限界面。在自診斷和高可靠方面：平臺首先支持基于規(guī)則的虛擬機異常規(guī)則配置，通過對虛擬機里面Web應(yīng)用類型的區(qū)分和關(guān)鍵資源的分析，以規(guī)則是否違約作為判定虛擬機異常的依據(jù)，并提供異常類型為管理員提供修復(fù)依據(jù)。平臺也支持備份機

30、制的配置，包括本地備份和異地備份，保障了系統(tǒng)的高可用。圖3.2 OncePVM虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)3.2.2集群管理系統(tǒng)集群管理系統(tǒng)主要包括對應(yīng)用集群，緩存集群和數(shù)據(jù)庫集群的支持，如圖2.1所示。應(yīng)用集群專注于對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的生命周期管理及運行支撐；緩存集群注于記錄/恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的狀態(tài)，當單個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實例出現(xiàn)異常無法訪問時，可以通過新啟一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實例快速恢復(fù)原來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的狀態(tài)；數(shù)據(jù)庫集群用于教學資源數(shù)據(jù)的持久化Once集群管理系統(tǒng)通過區(qū)分應(yīng)用、緩存和數(shù)據(jù)庫等不同應(yīng)用容器，提供了應(yīng)用的智能部署和彈性伸縮能力。所謂智能部署，是指用戶只需要提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和描述其資源需求的特點，平臺會自動幫其構(gòu)建集群環(huán)境，用戶

31、不再需要關(guān)心需要什么樣虛擬機（應(yīng)用運行環(huán)境）配置等信息；所謂彈性伸縮，是指當應(yīng)用出現(xiàn)資源瓶頸時，平臺具有預(yù)警和自調(diào)整機制實現(xiàn)資源的按需提供，避免或減少人工的參與。3.3 云平臺特色功能3.3.1虛擬機資源池高可用多臺服務(wù)器構(gòu)建的虛擬機資源池包含Master節(jié)點和自動選舉的Backup節(jié)點，其中Master節(jié)點作為訪問的唯一邏輯入口，具有檢測和管理各個物理機狀態(tài)的能力，以統(tǒng)一的視角方便用戶進行全局虛擬機維護。Master模式在簡化資源管理的同時，也引入了單點失效的問題，Master節(jié)點的宕機會導(dǎo)致整個資源池的不可用。網(wǎng)馳云平臺有效的解決了這一問題，通過在Master節(jié)點宕機時將備份節(jié)點選舉為新的

32、Master節(jié)點，并將Master節(jié)點的虛擬機重新啟動在其他的服務(wù)器中，能夠保證虛擬機資源池的可用性，以及服務(wù)的穩(wěn)定性，如圖3.3所示。圖3.3 OncePVM虛擬化系統(tǒng)中虛擬機失效恢復(fù)機制3.3.2基于訪問控制的權(quán)限管理網(wǎng)馳平臺對用戶的權(quán)限進行嚴格的劃分，包含未授權(quán)、普通用戶、高級用戶、系統(tǒng)管理員等多個權(quán)限，不同等級的用戶將看到不同的管理視圖，并且能夠擁有的虛擬機個數(shù)也有一定的限制。在虛擬機層面，支持安全組管理，通過將不同的虛擬機劃分到不同的安全組并對安全組做基于IP和TCP/UDP端口的訪問控制來保障虛擬機的安全，如圖3.4所示。圖3.4 Once集群管理軟件中的權(quán)限管理3.3.3應(yīng)用環(huán)境

33、的自由組合針對私有云環(huán)境下應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜多變的依賴問題，平臺采用松耦合方式，為應(yīng)用開發(fā)者提供了更多自由選擇。開發(fā)者可以上傳應(yīng)用war包或者將整個應(yīng)用服務(wù)器打包上傳。支持tomcat 5.x 7.x、JBoss 4.x 7.x等多種版本的應(yīng)用服務(wù)器類型，在底層的虛擬機選擇時，也可以根據(jù)用戶的需要提供Windows Server或Linux版本的虛擬機。而公有云系統(tǒng)如Sina App Engine或Google App Engine都會對應(yīng)用進行非常大的限制，并且底層的支撐環(huán)境如應(yīng)用服務(wù)器和操作系統(tǒng)對用戶來說也是透明、不可選擇的，如圖3.5所示。圖3.5 Once集群管理軟件中的智能部署3.3.4基

34、于緩存的會話一致性保障用戶的請求通過負載均衡器分發(fā)到后臺的應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點，可以自定義負載均衡策略如會話粘滯、IP粘滯、URL粘滯等。后臺的應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點將應(yīng)用的會話集中存放在分布式緩存中。當用戶會話粘滯的節(jié)點宕機時，負載均衡器會快速將請求轉(zhuǎn)發(fā)到其他活著的節(jié)點，并從分布式緩存中取回會話的狀態(tài)信息，保證整個會話的一致性，整個過程對用戶是透明的，如圖3.6所示。圖3.6 Once集群管理軟件中的彈性伸縮機制3.3.5基于QoS的資源彈性供給平臺的管理服務(wù)器負責收集每一個應(yīng)用服務(wù)器實例的響應(yīng)時間、訪問量、CPU、內(nèi)存等信息進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果進行資源的彈性供給，保證應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。和目前的一些公有

35、云平臺對比發(fā)現(xiàn)，其中部分平臺如SAE僅僅是在服務(wù)器中設(shè)定了線程的閾值，超過閾值就進行彈性擴展，并未與服務(wù)質(zhì)量進行關(guān)聯(lián)，如圖3.7所示。圖3.7 Once集群管理軟件中的彈性伸縮機制3.3.6數(shù)據(jù)庫橫向擴展網(wǎng)馳平臺支持對數(shù)據(jù)庫的橫向擴展，例如在網(wǎng)馳Web管理界面中監(jiān)測到當前數(shù)據(jù)庫的IO吞吐率過大，IO資源成為瓶頸，此時1個數(shù)據(jù)庫實例無法滿足需求，如圖3.8所示。圖3.8 Once集群管理軟件中的彈性伸縮機制此時網(wǎng)馳管理平臺進行全局預(yù)警，該預(yù)警會告訴管理員應(yīng)進行數(shù)據(jù)庫的橫向擴展操作，管理員根據(jù)網(wǎng)馳平臺的推薦信息進行擴展實例的操作，比如添加數(shù)據(jù)庫實例。數(shù)據(jù)庫橫向擴展的本質(zhì)即首先對數(shù)據(jù)庫實例進行快照操

36、作，新生成一個具有和快照時間點狀態(tài)一樣的數(shù)據(jù)庫實例，然后啟動并通過前端的數(shù)據(jù)庫負載均衡器接管該數(shù)據(jù)庫實例。3.3.7虛擬機跨數(shù)據(jù)中心備份網(wǎng)馳Web管理平臺對每個虛擬機都有一個備份的選項，如下圖所示。點擊“備份按鈕”，即可對虛擬機備份策略進行定制，包括備份的周期，默認為一天備份一次。同時也可以通過網(wǎng)馳管理控制臺將虛擬機備份到異地數(shù)據(jù)中心，如圖3.9所示。圖3.9 Once集群管理軟件中的虛擬機備份設(shè)置備份機制采用基于記錄和重做的機制。即（1）云平臺會周期性的采用快照技術(shù)備份虛擬機的狀態(tài)，而該周期內(nèi)的操作采用分布式緩存的方式記錄下來；（2）當監(jiān)測到虛擬機宕機無法恢復(fù)時，云平臺會啟動備份虛擬機，并采

37、用重做的策略實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全同步。圖3.10 OncePVM虛擬機系統(tǒng)備份恢復(fù)機制第四章 平臺的管理與維護集群管理軟件提供了豐富的平臺的管理與維護功能，以及方便的管理與維護接口。功能包括資源池搭建，虛擬機管理，應(yīng)用的部署，資源監(jiān)控與自調(diào)整，高可用，備份與恢復(fù)等等。在接口上，用戶可以通過 集群管理軟件 Client、集群管理軟件 Web Client 的 Web 瀏覽器、命令行界面訪問 集群管理軟件 數(shù)據(jù)中心。4.1功能概述集群管理軟件提供包括資源池搭建，虛擬機管理，應(yīng)用的部署，性能監(jiān)控與自調(diào)整，高可用，備份與恢復(fù)等等豐富的功能。這些功能通過集群管理軟件 Client和集群管理軟件 Web Cli

38、ent來向用戶提供。主要功能描述如下：資源池搭建：用主機搭建資源池，為資源池掛載存儲設(shè)備；虛擬機管理：主要包括虛擬機的生命周期管理，創(chuàng)建，開啟，關(guān)閉，掛起，喚醒，遷移，刪除等；應(yīng)用的部署：將應(yīng)用部署在虛擬機上；資源監(jiān)控與自調(diào)整：包括主機，虛擬機的性能監(jiān)控，當性能發(fā)生異常時，能夠及時給出提醒，并盡最大所能自動調(diào)整底層資源分配來適應(yīng)上層需求；高可用：當資源池中某臺或某幾臺主機失效時，能盡力調(diào)整不影響虛擬機上應(yīng)用的正常使用和管理平臺的正常使用；備份與恢復(fù)：提供多種備份方式，主要包括本地備份及異地備份，如下：本地備份：用快照的方式快速記錄虛擬機當前的狀態(tài)，當發(fā)生異常時可以恢復(fù)到上一個正常狀態(tài)；跨數(shù)據(jù)中

39、心備份：主要用于跨多個數(shù)據(jù)中心的情況，可以將虛擬機整體備份到另一個數(shù)據(jù)中心，當本地數(shù)據(jù)中心發(fā)生異常時可以遠程恢復(fù)；4.2訪問接口集群管理軟件為用戶提供 集群管理軟件 Client、集群管理軟件 Web Client 的 Web 瀏覽器、命令行界面三種方式來訪問 集群管理軟件 數(shù)據(jù)中心。集群管理軟件 Client用于基礎(chǔ)架構(gòu)配置和日常操作，集群管理軟件 Web Client用于日常操作和應(yīng)用的部署及管理。4.3集群管理軟件客戶端 集群管理軟件 Client用于基礎(chǔ)架構(gòu)配置和日常操作。它是一個本地的應(yīng)用程序，可以運行在windows或linux操作系統(tǒng)之上，可以連接到多個資源池或主機，他提供幾乎所

40、有底層相關(guān)的管理功能。主要提供給系統(tǒng)管理員使用。4.4集群管理軟件WEB客戶端集群管理軟件 Web Client用于日常操作和應(yīng)用的部署及管理。它是一個Web應(yīng)用程序，在任何操作系統(tǒng)上都可以通過瀏覽器對它進行訪問，只能連接到單個資源池，注重于虛擬機的部署和監(jiān)控，應(yīng)用的部署和監(jiān)控等功能，不涉及主機，資源池，網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)存儲方面的管理?？梢蕴峁┙o系統(tǒng)管理員及用戶使用。4.5遠程桌面及命令行界面遠程桌面或命令行界面嵌入在集群管理軟件 Client和集群管理軟件 Web Client中，用戶可以方便地通過該直觀的方式對虛擬機進行操作。4.6主要功能介紹4.6.1 OncePVM系統(tǒng)支持虛擬機管理Once

41、PVM系統(tǒng)支持虛擬機的生命周期管理，主要包括虛擬機創(chuàng)建、啟動、關(guān)閉、重啟等。虛擬機的創(chuàng)建：集群管理軟件提供了多種創(chuàng)建虛擬機的方法。如果環(huán)境中沒有任何虛擬機或者符合要求的虛擬機（如特定的操作系統(tǒng)或硬件配置），請創(chuàng)建單個虛擬機。例如，創(chuàng)建單個虛擬機并在其上安裝操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等。集群管理軟件 Client 給出了通過鏡像文件創(chuàng)建虛擬機的接口，在創(chuàng)建完成之后，需要手動地通過遠程桌面來完成給虛擬機安裝操作系統(tǒng)的過程。虛擬機還可以通過模板快速生成。模板是虛擬機的主副本，可用于創(chuàng)建虛擬機，如果有一個要經(jīng)?？寺〉奶摂M機，可以將該虛擬機設(shè)置成模板。集群管理軟件 Client和集群管理軟件 Web Clien

42、t都提供了根據(jù)模板快速生成虛擬機的接口。從模板快速生成的虛擬機和模板有著相同的特性和磁盤文件內(nèi)容。也可以通過集群管理軟件 Client的wizard選擇模板，并給出個性化的設(shè)置來創(chuàng)建虛擬機。集群管理軟件還集成了p2v（Physical to virtual）工具，可以利用此工具將將物理機轉(zhuǎn)化為虛擬機。p2v是一種將操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序或者數(shù)據(jù)從計算機的物理硬盤中遷移到一個虛擬環(huán)境中或是磁盤分區(qū)中的技術(shù)。典型步驟包括制作鏡像，選擇驅(qū)動，定制配置三部分。集群管理軟件在得到物理機制作成的鏡像文件之后，可以方便地通過第一種方式創(chuàng)建和物理機相同的虛擬機。虛擬機的啟動：通過集群管理軟件 Client 和集群

43、管理軟件 Web Client均可方便地啟動虛擬機，值得注意的是，當啟動的虛擬機是在一臺資源池中，并且可共享的虛擬機時，集群管理軟件將根據(jù)主機的性能評分（該評分由資源監(jiān)控與自調(diào)整模塊提供），選擇合適的主機將虛擬機啟動起來。虛擬機的關(guān)閉：虛擬機的關(guān)閉操作分為關(guān)閉和強制關(guān)閉兩種。在虛擬機無法通過正常關(guān)閉操作關(guān)閉虛擬機時，強制關(guān)閉操作可使虛擬機強制斷電，從而關(guān)閉虛擬機。虛擬機的重啟：虛擬機的重啟操作分為重啟和強制重啟兩種。在虛擬機運行的前提下可執(zhí)行此操作，用來保存對系統(tǒng)的設(shè)置和修改以及立即啟動相關(guān)服務(wù)。虛擬機的掛起：運行中的虛擬機可執(zhí)行掛起操作，虛擬機會記錄下當前虛擬機系統(tǒng)的狀態(tài)，將系統(tǒng)的現(xiàn)存狀態(tài)封

44、存。虛擬機系統(tǒng)并未直接關(guān)閉，而是停留在當前使用狀態(tài)，等需再次使用時可快速地恢復(fù)到當前工作狀態(tài)。集群管理軟件采用STD(SUSPEND TO DISK)模式，即掛起到硬盤，這種模式把當前的工作環(huán)境保存到硬盤，然后關(guān)閉所有硬件的電源，即系統(tǒng)休眠狀態(tài)。虛擬機喚醒：處于掛起狀態(tài)的虛擬機可以通過喚醒操作回到運行狀態(tài)。喚醒操作根據(jù)虛擬機記錄的系統(tǒng)狀態(tài)，使虛擬機迅速恢復(fù)到掛起前工作狀態(tài)，節(jié)省開機啟動的麻煩。虛擬機的刪除：只有關(guān)閉的虛擬機才可刪除。把已關(guān)閉的虛擬機刪除，會將虛擬機的所有信息從資源池或主機中徹底移除。虛擬機的遷移：虛擬機的遷移分為兩種情況：虛擬機到虛擬機之間的遷移是指將虛擬機從源物理主機上移至目

45、標物理主機上，并且在目標主機上能夠正常運行；物理機與虛擬機之間的遷移是指將遺留的物理機上的操作系統(tǒng)以及上面運行的所有軟件都轉(zhuǎn)換成虛擬機，或?qū)⑻摂M機轉(zhuǎn)換使之可以在物理機上運行。4.6.2 OncePVM系統(tǒng)支持物理機到虛擬機的自動轉(zhuǎn)換OncePVM系統(tǒng)支持物理機到虛擬機的自動轉(zhuǎn)換，該工具主要針對遺留系統(tǒng)。遺留系統(tǒng)通常是指那些運行關(guān)鍵業(yè)務(wù)，且依賴復(fù)雜的關(guān)鍵系統(tǒng)，往往因為人員流失、公司倒閉等因素使得該系統(tǒng)無法在新環(huán)境中重新安裝。OncePVM支持將原有系統(tǒng)狀態(tài)拷貝到共享存儲，并將系統(tǒng)狀態(tài)信息重新封裝成操作系統(tǒng)（BIOS信息）的方式將其自動轉(zhuǎn)換成虛擬機。4.6.3 OncePVM系統(tǒng)支持基本監(jiān)控能力集

46、群管理軟件可收集管理對象的資源使用情況的數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)以給出用戶實時的資源調(diào)整建議。集群管理軟件會頻繁地收集基于一系列衡量指標的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行處理并展示給用戶。不僅如此，集群管理軟件會不斷分析虛擬機當前資源使用情況，當資源緊張時，集群管理軟件通過客戶端向管理員發(fā)出警報，并給出完整的資源調(diào)整建議。下面將分監(jiān)控，分析和調(diào)整三部分來解釋集群管理軟件的資源管理功能。監(jiān)控集群管理軟件會頻繁地收集基于一系列衡量指標的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行處理并展示給用戶。下面這張圖會給出集群管理軟件監(jiān)控的各項指標，之后會給出監(jiān)控功能的各項具體細節(jié)內(nèi)容。衡量指標組描述CPU主機的物理cpu利用率。虛擬機的虛擬c

47、pu利用率。 磁盤虛擬機的磁盤總大小和已使用空間大小磁盤讀寫虛擬機的磁盤讀取速率和寫入速率。內(nèi)存主機、虛擬機的已使用的內(nèi)存空間的大小。網(wǎng)絡(luò)讀寫每個主機或者虛擬機的網(wǎng)絡(luò)接受速率和發(fā)送速率。應(yīng)用名虛擬機上部署的應(yīng)用組件，如Java EE服務(wù)器，mysql數(shù)據(jù)庫，memory cache等等。計數(shù)器和衡量指標組集群管理軟件使用數(shù)據(jù)計數(shù)器查詢統(tǒng)計信息。數(shù)據(jù)計數(shù)器是與給定的清單對象或設(shè)備相關(guān)的信息單位。每個計數(shù)器為一個衡量指標組中的不同統(tǒng)計信息收集數(shù)據(jù)。例如，磁盤衡量指標組包括不同的數(shù)據(jù)計數(shù)器，用以收集磁盤讀取速度、磁盤寫入速度和磁盤使用情況的數(shù)據(jù)。會在指定的收集時間間隔后累計各計數(shù)器的統(tǒng)計信息，并在性

48、能圖表中顯示這些信息。數(shù)據(jù)可用性性能圖表中只顯示已打開電源的主機和虛擬機的實時數(shù)據(jù)。對于所有支持的主機和虛擬機顯示歷史數(shù)據(jù)，但在某些情形下數(shù)據(jù)可能不可用。性能圖表類型集群管理軟件使用線狀圖來顯示性能衡量指標。每個性能計數(shù)器的數(shù)據(jù)繪制在圖表中單獨的一條線上。例如，一臺主機的網(wǎng)絡(luò)圖表可以包含兩條線：一條線顯示接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量，另一條顯示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)量。而主機的cpu使用情況圖的線的數(shù)量則取決于主機的物理cpu數(shù)量。數(shù)據(jù)計數(shù)器集群管理軟件使用數(shù)據(jù)計數(shù)器查詢統(tǒng)計信息。數(shù)據(jù)計數(shù)器是與給定的清單對象或設(shè)備相關(guān)的信息單位。每個計數(shù)器為一個衡量指標組中的不同統(tǒng)計信息收集數(shù)據(jù)。屬性描述測量單位測量統(tǒng)計信息數(shù)量

49、的標準。 千字節(jié) (KB) 1024 字節(jié) 千字節(jié)/秒 (KBps) 1024 字節(jié)每秒 千位 (kb) 1000 位 千位/秒 (kbps) 1000 位每秒 兆字節(jié) (MB) 兆字節(jié)/秒 (MBps) 兆位 (Mb)，兆位每秒 (Mbps) 兆赫茲 (MHz) 微秒 (s) 毫秒 (ms) 數(shù)量 (#) 百分比 (%) 秒 (s)描述數(shù)據(jù)計數(shù)器的文本描述匯總類型在統(tǒng)計間隔內(nèi)匯總數(shù)據(jù)所用的計算方法。用于確定為計數(shù)器返回的統(tǒng)計值類型。 平均 - 對時間間隔內(nèi)收集的數(shù)據(jù)進行合計并取平均值。 最低 - 對最小值進行匯總。 最高 - 對最大值進行匯總。 最新 時間間隔內(nèi)收集的數(shù)據(jù)為給定值。性能圖表中

50、顯示的值表示當前值。展示集群管理軟件收集各項指標并反映在圖表中，通常一張圖表反映一項指標。在Client中可以看到完整的監(jiān)控信息。 分析集群管理軟件能夠獲得每臺虛擬機的實時資源狀態(tài)，當資源緊張時會通過客戶端向管理員給出警告和調(diào)整建議。根據(jù)虛擬機上部署的應(yīng)用組件，可以獲知這臺虛擬機實時的敏感資源類型。敏感資源類型根據(jù)應(yīng)用組件的類型得到，表示主要影響這類型組件性能的資源，如會影響數(shù)據(jù)庫性能的資源包括磁盤空間大小，內(nèi)存大小，網(wǎng)絡(luò)讀寫速度等等。具體對應(yīng)關(guān)系如下表。應(yīng)用組件類型敏感資源應(yīng)用服務(wù)器CPU網(wǎng)絡(luò)速度數(shù)據(jù)庫磁盤空間大小內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)速度緩存內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)速度 獲知敏感資源之后，集群管理軟件分析這類資源實時的

51、使用狀態(tài)，如果資源狀態(tài)緊張，則通過客戶端給管理員警報和建議。4.6.4 OncePVM系統(tǒng)支持物理服務(wù)器橫向擴展能力OncePVM系統(tǒng)支持物理服務(wù)器升級，當物理服務(wù)器CPU個數(shù)或者內(nèi)存大小需要增減時，只需要關(guān)閉和重啟物理服務(wù)器即可。OncePVM具有動態(tài)識別和按需接管物理資源的能力。且單臺物理服務(wù)器硬件橫向擴展能力最大為128個邏輯內(nèi)核和1TB內(nèi)存，支持的單臺虛擬機橫向擴展能力最大為128路虛擬CPU和512G內(nèi)存。注意：根據(jù)虛擬化技術(shù)原理，在物理服務(wù)器升級時盡量使用同種CPU和內(nèi)存。4.6.5 OncePVM系統(tǒng)支持CPU硬件虛擬化技術(shù)OncePVM系統(tǒng)是基于Xen虛擬化解決方案，具有通過支

52、持Intel VT等硬件虛擬化技術(shù)提高虛擬化效率的能力。同時，OncePVM系統(tǒng)還具有降低x86虛擬化條件下CPU開銷的優(yōu)勢（專利：一種x86虛擬化條件下降低網(wǎng)絡(luò)I/O操作CPU開銷的系統(tǒng)，中國科學院軟件研究所，201210526670.8）。4.6.6 OncePVM系統(tǒng)支持虛擬機配置（CPU、內(nèi)存等）的修改OncePVM系統(tǒng)通過可視化的界面允許用戶定制化虛擬機的CPU個數(shù)、內(nèi)存大小等信息，其主要操作包括：調(diào)整CPU：集群管理軟件在客戶端和WEB客戶端均提供了在虛擬機運行時調(diào)整CPU大小的功能，例如將2核虛擬機擴展為4核，單個虛擬機最大支持128個虛擬CPU。這項修改需要在虛擬機重啟后才能生

53、效。調(diào)整內(nèi)存：集群管理軟件在客戶端和WEB客戶端均提供了在虛擬機運行時調(diào)整CPU大小的功能，例如將2GB內(nèi)存調(diào)整為4GB內(nèi)存，單個虛擬機最大支持512GB內(nèi)存。這項修改需要在虛擬機重啟后才能生效。調(diào)整硬盤：集群管理軟件可以在客戶端查看虛擬機的硬盤空間，包括分配的硬盤空間和已使用的空間，當硬盤資源不足時，用戶可以在面板中調(diào)整虛擬機的硬盤空間，包括1.5倍、2倍、2.5倍等多種擴容方案，用戶可以根據(jù)需要自行選擇。這項修改需要在虛擬機重啟后才能生效。網(wǎng)卡修改：在橋接模式下，虛擬機可以通過所在物理機的網(wǎng)卡來連接局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，默認使用主機的eth0網(wǎng)卡（推薦），用戶可以根據(jù)需要切換虛擬機所使用的網(wǎng)卡。

54、這項修改需要在虛擬機重啟后才能生效。4.6.7 OncePVM系統(tǒng)支持規(guī)模不小于100臺物理機OncePVM系統(tǒng)能夠支持不小于100臺物理據(jù)和1000臺虛擬機的集群環(huán)境，且集群實例數(shù)不小于20個。其原因是OncePVM實現(xiàn)了一種基于事件機制的集群監(jiān)測和管理方法（專利：一種事件驅(qū)動的高并發(fā)流程虛擬機實現(xiàn)方法，中國科學院軟件研究所 ，201210069336.4）4.6.8 OncePVM系統(tǒng)支持共享存儲OncePVM系統(tǒng)支持虛擬機的共享存儲，基于鏡像文件共享內(nèi)存遷移的技術(shù)可實現(xiàn)虛擬機的在線遷移。支持主流共享存儲如SAN等，支持2PB的存儲要求。4.6.9 OncePVM系統(tǒng)支持智能電源管理Onc

55、ePVM系統(tǒng)具有應(yīng)用需求監(jiān)測和分析能力，并能根據(jù)分析結(jié)果進行自調(diào)整，關(guān)閉多余的物理機以實現(xiàn)智能電源管理。主要流程包括：調(diào)整：當客戶端出現(xiàn)全局警報時，同時還會根據(jù)資源類型給出不同的調(diào)整建議，管理員可以使用“一鍵調(diào)整”功能，后臺使用合適的策略進行自調(diào)整；當然Client也給出了細粒度的調(diào)整接口供經(jīng)驗豐富的管理員使用。下面也會根據(jù)資源類型給出自調(diào)整策略。典型的例子包括：CPU問題：虛擬機 CPU 使用情況超過 90%，應(yīng)用程序性能將受到影響。原因：1、虛擬機可能缺少滿足要求所需的 CPU 資源；2、虛擬機的虛擬cpu綁定在一個非常忙碌的物理cpu上；解決方案：1、增加虛擬機的虛擬cpu數(shù)量；2、重新

56、將虛擬cpu和物理cpu進行綁定，這項操作可以在不停機的情況下完成，集群管理軟件 Client給出了一鍵綁定功能。內(nèi)存問題：1、內(nèi)存使用情況一直很高（94% 或更高）或者一直很低（24% 或更低）；2、可用內(nèi)存一直為 6% 或更低，且交換頻繁發(fā)生；原因：1、主機可能缺少滿足要求所需的內(nèi)存。如果活動內(nèi)存與分配的內(nèi)存大小相同，則會導(dǎo)致用于負載的內(nèi)存資源不足。如果活動內(nèi)存一直很低，則分配的內(nèi)存會過多。2、主機計算機內(nèi)存資源不足以滿足要求，這會導(dǎo)致內(nèi)存回收和性能降低。解決方案：1、如果內(nèi)存太大，則在虛擬機上減少內(nèi)存空間，并更正緩存大小。這將為其他虛擬機釋放內(nèi)存；2、如果虛擬機的內(nèi)存預(yù)留值設(shè)置大大高于活

57、動內(nèi)存設(shè)置，則減少預(yù)留設(shè)置，以便 集群管理軟件可以在主機上回收空閑內(nèi)存供其他虛擬機使用；3、將一個或多個虛擬機遷移到 資源池中的其他主機上；4、將物理內(nèi)存添加到主機。磁盤問題：磁盤占用率達到閾值（一般設(shè)定為80%）以上。解決方案：1、對虛擬機進行磁盤擴容；2、如果物理磁盤大小不足以滿足虛擬機磁盤擴容，則將虛擬機遷移到其他物理磁盤上3、網(wǎng)絡(luò)讀寫速率過高；解決方案：1、如果該實例是應(yīng)用服務(wù)器，則只需要根據(jù)同樣的模板快速創(chuàng)建一臺應(yīng)用服務(wù)器加入集群中；2、如果該實例是數(shù)據(jù)庫，則需要在創(chuàng)建虛擬機之后還要進行數(shù)據(jù)同步。集群管理軟件推薦直接對虛擬機進行拷貝。 智能電源管理：通過實時監(jiān)控功能可以獲得虛擬機的實

58、時負載情況，集群管理軟件能夠智能的將工作負載分發(fā)到目前最空閑的物理機器上，用戶也可以通過虛擬機管理中的掛起功能將暫時不使用的虛擬機進行休眠，從而降低整個數(shù)據(jù)中心的能耗，從而節(jié)省數(shù)據(jù)中心的管理成本。4.6.10 OncePVM系統(tǒng)支持虛擬交換機OncePVM系統(tǒng)支持虛擬交換機，應(yīng)對云平臺具有集中管理和服務(wù)主體多樣化的矛盾，通過虛擬交換機實現(xiàn)邏輯層次上的隔離。所謂集中管理，是指所有應(yīng)用部署在同一局域網(wǎng)或者具有相同安全權(quán)限的廣域網(wǎng)環(huán)境中，所有應(yīng)用應(yīng)是邏輯上互相可見的。所謂服務(wù)主題多樣化，是指這些應(yīng)用的所有者具有利益沖突，他們希望彼此的應(yīng)用不互相可見。因此，需要虛擬交換機進行邏輯上的隔離，OncePV

59、M支持以“組”為單位構(gòu)建虛擬局域網(wǎng)。4.6.11 OncePVM系統(tǒng)支持安全組件OncePVM系統(tǒng)也支持安全組件，以防止集中管理模式下虛擬機被其它組織的人員使用（專利：一種基于信任度的訪問控制方法及其系統(tǒng)，中國科學院軟件研究所，201210116988.9）4.6.12 OncePVM系統(tǒng)支持虛擬機的HA主流虛擬機池化管理方案在解決單點失效問題上，采用的是master節(jié)點重構(gòu)建或備份節(jié)點（本文特指master備份節(jié)點）靜態(tài)指定策略，需要人工參與和配置，缺乏靈活性。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示這種人工配置方法容易導(dǎo)致誤操作，從而引起虛擬機資源池在恢復(fù)時出現(xiàn)部分或全部狀態(tài)信息丟失的不足，而虛擬機資源池狀態(tài)信息的丟

60、失將最壞導(dǎo)致每小時上百萬美元的損失，例如Amazon EC2。OncePVM系統(tǒng)并實現(xiàn)了一種具有master節(jié)點失效自動發(fā)現(xiàn)和自動替換能力的高可用虛擬機池化管理框架，通過減少人工干預(yù)來避免誤操作，從而達到保障虛擬機池化管理系統(tǒng)高可用性的目的。4.6.13 OncePVM系統(tǒng)支持圖形化配置vCPU和CPU映射關(guān)系OncePVM系統(tǒng)可以提供圖形化界面來為虛擬機綁定、釋放靜態(tài)IP地址，并能夠?qū)μ摂M機的帶寬和網(wǎng)絡(luò)流量進行限制。另外，可以將虛擬機劃分到不同的安全組中，并為每一個安全組設(shè)置基于IP和TCP/UDP端口的訪問控制規(guī)則，保障虛擬機的安全。4.6.14 OncePVM系統(tǒng)支持虛擬機的備份Once