开题报告-云计算虚拟化

1、 开题报告课题名称云计算与虚拟化（CloudComputingandVirtualization）课题的背景随着计算机科学技术的发展，计算机技术在人类社会的作用逐渐上升，计算机是计算能力也在快速增长天河一号超级计算机，计算能力超过每秒2500万亿。但是计算系统利用率不高，据权威性能测试机构MetronAthene对一个计算机系统进行两天检测的数据显示，计算系统平均利用率只有25%-30%。机器闲置的时间很多。在日常办公、科研、软件测试等环境中，计算系统使用的灵活性也不够高，不同的应用软件需要在不同的计算系统下执行使得系统切换比较繁琐。研究意义系统虚拟化是将底层物理设备与上层操作系统、软件分离的

2、一种去耦合的技术，虚拟化的目标是实现将IT资源利用率和灵活性最大化。将多个操作系统融合在一台服务器上，提高资源利用率；应用系统不在依赖特定的硬件，能够更加灵活的维护系统。虚拟化系统还可将用户的应用配置与计算系统分离，使用户可以自由、方便、快速的切换不同的计算系统来运行不同的应用软件。本课题的基本内容什么是云计算？云计算（英语：CloudComputing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。整个运行方式很像电网。云计算常与网格计算、效用计算、自主计算相混淆。（网格计算：分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机组成的一个超级虚拟计算机

3、，常用来执行一些大型任务；效用计算：IT资源的一种打包和计费方式，比如按照计算、存储分别计量费用，像传统的电力等公共设施一样；自主计算：具有自我管理功能的计算机系统。）事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群（但与网格的组成、体系结构、目的、工作方式大相径庭），也吸收了自主计算和效用计算的特点。2什么是虚拟化技术？虚拟化（英语：Virtualization）是一个表现逻辑群组或电脑资源的子集的进程，用户可以用比原本的组态更好的方式来存取这些进程。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料储存。虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通常

4、是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。3云计算与虚拟化如图是一个典型的云计算平台。在此平台中，由数台虚拟机所构成的虚拟化的硬件平台共同托起了全部软件层所提供的服务。在虚拟化与云计算共同构成的这样一个整体的架构中，虚拟化有效的分离了硬件与软件，而云计算则让人们将精力更加集中在软件所提供的服务上。云计算必定是虚拟化的，虚拟化给云计算提供了坚定的基础。但是虚拟化的用处并不仅

5、限于云计算，这只是他强大功能中的一部分。本课题的重点桌面显示协议用户体验是决定桌面虚拟化生死成败的关键因素，桌面显示协议是影响虚拟桌面用户体验的关键，当前主流的显示协议包括PCOIP、RDP、SPICE、ICA等，并被不同的厂商所支持，他们的比较如下图所示PC0IPRDPSPICEICA传输带宽要求高高中低图像展示体验高低中中双向音频支持低中高高视频播放支持低中高中用户外设支持低高低高传输安全高中高高支持厂商VMwareMicrosoftRedHatCitrix传输带宽要求的高低直接影响了远程服务访问的流畅性。ICA采用具有极高的处理性能和数据压缩比的压缩算法，极大地降低了对网络带宽的需求。图

6、像展示体验反映了虚拟桌面视图的图像数据的组织形式和传输顺序。其中PCoIP采用了分层渐进的方式在用户端显示桌面图像，即首先传送给用户一个完整但是比较模糊的图像，进而在此基础上逐步精化，相比较其它厂商采用的分行扫描等方式，具有更好的视觉体验。双向音频支持需要协议能够同时传输上下行的用户音频数据（例如语音聊天），而当前的PCoIP对于用户端语音上传的支持尚存缺陷。视频播放是检测传输协议的重要指标之一，因为虚拟桌面视图内容以图片方式进行传输，所以视频播放时的每一帧画面在解码后都将转为图片从而导致数据量的剧增。为了避免网络拥塞，ICA采用压缩协议缩减数据规模但会造成画面质量损失，而SPICE则能够感知

7、用户侧设备的处理能力，自适应地将视频解码工作放在用户侧进行。用户外设支持能够考查显示协议是否具备有效支持服务器侧与各类用户端外设实现交互的能力，RDP和ICA对外设的支持比较齐备（例如支持串口、并口等设备），而PCoIP和SPICE当前只实现了对USB设备的支持。传输安全性是各个协议都很关注的问题,早期的RDP不支持传输加密,但在新的版本中有了改进。桌面显示协议是各厂商产品竞争的焦点，其中，RDP和ICA拥有较长的研发历史,PCoIP和SPICE相对较新但也日渐成熟,特别是SPICE作为一个开源协议，在社区的推动下发展尤其迅速。用户个性化配置个性化配置是虚拟桌面用户的必然需求。当前的主流厂商产

8、品普遍采用了Microsoft的AD域控机制进行用户的管理和认证，并将用户身份与包含其个人桌面设置需求的描述文件相关联。当用户访问虚拟桌面时，在对其身份进行认证后，即可为其交付具有不同安全级别、不同应用权限的个性化虚拟桌面。在基于SBC的虚拟桌面解决方案中，因为服务器版Windows已经能够做到以应用的粒度设置用户权限，所以其用户描述文件比较简单。在基于VDI的虚拟桌面解决方案中，因为每个用户在虚拟机配置、操作系统映像、用户应用部署等多个层次上具有不同的需求，所以用户描述文件非常复杂而且相关的文件规模也比较庞大（例如用户专属的操作系统映像文件）。当前，各个厂商正在针对如何减少用户数据量进行产品

9、改进，例如VMware的LinkedClone技术能够基于一个主镜像定制出多个虚拟桌面从而减少存储空间。虚拟化的管理虚拟化的管理被认为是最大的关键所在。面对虚拟服务器的管理,很多企业IT管理人员发现,在传统系统与硬件领域积累多年的理论与实践经验有相当一部分已失去了用武之地。虚拟化项目实施后,存储、服务器、信息系统构成不可分的整体,对这一套系统的有效管理,涉及存储服务器硬件知识、存储与系统管理知识、数据库知识等,各个环节的工作相关性非常强,要求运行维护人员具有多种知识、综合运用能力与应急处理经验。在虚拟服务器环境下,系统管理人员还必须通盘考虑运行于物理服务器上的所有应用与进程,如包括系统重启或补

10、丁分发等任务应尽可能安排在非生产时间进行,因为这类操作可能影响到所有运行于该物理服务器系统的虚拟服务器。可以说，虚拟服务器管理除了需要IT管理人员有足够的专业知识外,更需要有丰富的系统管理经验。纲要1.云计算云计算的背景云计算的核心特征云计算的体系架构云计算的简史虚拟化虚拟化定义虚拟化原理操作系统层虚拟化虚拟机技术2.4.1虚拟机技术简介VMware2.4.2虚拟机技术简介Citrix虚拟化云计算解决方案基于VMware云计算解决方案基于Citrix云计算解决方案参考资料虚拟化技术指南原书名：Virtualization,ABeginnersGuide(1E)作者：(美)NelsonRuestDanielleRuest著出版日期：2011年09月23日原出版社：McGraw-Hill维基百科条目云计算： HYPERLINK /zh-cn/%E4%BA%91%E8%AE%A1%E7%AE%97 /zh-cn/%E4%BA%