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基于OpenStack的虚拟桌面云系统服务端设计与实现

作　者: 张毅
导　师: 王振宇; 毛祖铁
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 云计算 桌面虚拟化 OpenStack 虚拟化资源池 Libvirt
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


在云计算技术十分火热的今天，桌面虚拟化作为云计算的一种重要应用获得了空前的发展。桌面虚拟化通过虚拟化技术和云计算技术的结合，采用集中管理，集中控制，定制显示的核心思想，将用户的桌面环境和用户的计算环境进行分离。从用户角度来看，用户可以通过瘦客户端来获得个性化定制的虚拟桌面环境。从企业角度来看，通过数据中心把用户的虚拟资源进行集中化的管理，可以大大的减少管理成本和人力成本。本文的重点是在开源的云平台上面构建虚拟云桌面系统的服务端，目前开源项目中的云平台有Eucalyptus、OpenNebula、CloudStack、OpenStack等。作者在收集整理资料并且对上述的云平台的分析了之后，采用OpenStack作为虚拟桌面云的基础服务，并且分析了OpenStack中的采用的KVM虚拟化技术。本文主要利用OpenStack云平台作为IaaS的基础架构，通过其提供的计算服务和镜像管理来构建虚拟桌面资源池。由于虚拟桌面云系统的服务端主要用到OpenStack中的计算服务（Nova）与镜像管理服务（Glance），所以本文也针对Nova和Glance项目进行了深入的分析。通过如上的分析找出了OpenStack对于虚拟桌面云提供服务的缺点和优势，通过改进OpenStack中的缺点来构建系统服务端。在完成以上的分析与研究工作之后，本文构建的虚拟桌面云的服务端主要分为调度与管理两大模块。由于OpenStack的调度默认是基于随机的调度算法，并且没有提供动态的负载均衡，本文实现的调度模块通过利用Libvirt对于虚拟机的管理和监控实现了对于计算节点和虚拟机的监控来达到动态调度的目的。并且，为了提供针对于用户创建并管理虚拟桌面的需求本文实现了服务端的管理模块。在实现上述两个大模块之后，在基于OpenStack的虚拟桌面云系统的服务端上实现了对于用户虚拟桌面的交付流程。并且，在对用户提供虚拟桌面交付的同时实现了对用户以及所拥有的虚拟桌面的管理。最后，论文对虚拟桌面云系统服务端的运行效果和性能进行了测试与分析。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-25
  1.1 课题研究背景  11-15
    1.1.1 云计算研究背景  11-12
    1.1.2 桌面虚拟化当前现状  12-13
    1.1.3 OpenStack 云计算平台的发展  13-15
  1.2 课题的国内外发展现状与研究意义  15-22
    1.2.1 国内外发展现状  15-22
    1.2.2 研究意义  22
  1.3 本文研究涉及内容  22-23
  1.4 论文结构内容安排  23-25
第二章 虚拟化技术概述  25-38
  2.1 虚拟化相关技术基本概念  25-29
    2.1.1 虚拟化技术的分类  26-28
    2.1.2 桌面虚拟化技术  28-29
  2.2 KVM 技术及其原理  29-34
    2.2.1 KVM 的历史  30
    2.2.2 KVM 架构原理  30-31
    2.2.3 KVM 虚拟化原理  31-33
    2.2.4 QEMU/KVM 虚拟化实现  33-34
  2.3 Libvirt 虚拟机管理工具  34-37
    2.3.1 Libvirt 架构原理  35-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章 OpenStack 技术与架构剖析  38-68
  3.1 OpenStack 整体架构剖析  38-41
    3.1.1 OpenStack 基础架构  38-40
    3.1.2 OpenStack 逻辑架构剖析  40-41
  3.2 OpenStack Compute 架构剖析  41-51
    3.2.1 Nova 简介  41-42
    3.2.2 Nova 架构剖析  42-44
    3.2.3 Nova 运行架构  44-46
    3.2.4 Nova 部署架构  46-48
    3.2.5 Nova 消息队列  48-51
  3.3 OpenStack Image 架构剖析  51-56
    3.3.1 Glance 简介  51-52
    3.3.2 Glance 逻辑架构  52-53
    3.3.3 镜像数据模型  53-56
  3.4 虚拟机创建流程剖析  56-67
    3.4.1 计算服务支持  56-58
    3.4.2 虚拟机实例模型  58-60
    3.4.3 虚拟机实例创建流程  60-67
  3.5 本章小结  67-68
第四章 桌面云服务端架构设计与实现  68-83
  4.1 系统架构设计  68-73
    4.1.1 利用 OpenStack 实现桌面虚拟化服务端  69-70
    4.1.2 基于 OpenStack 的桌面虚拟化模块与架构设计  70-73
  4.2 虚拟桌面云管理器实现  73-80
    4.2.1 调用代理模块实现  74-75
    4.2.2 预调度模块的实现  75-76
    4.2.3 预调度模块的负载均衡  76-78
    4.2.4 用户管理模块的实现  78-79
    4.2.5 虚拟桌面管理模块实现  79-80
  4.3 虚拟桌面交付流程  80-82
  4.4 本章小结  82-83
第五章 系统搭建与运行性能测试  83-92
  5.1 虚拟桌面云服务端系统搭建  83-86
    5.1.1 系统物理环境介绍  83
    5.1.2 OpenStack 集群搭建  83-86
  5.2 系统运行效果  86-89
  5.3 系统运行性能测试  89-91
    5.3.1 系统响应时间对比  89-90
    5.3.2 系统负载对比  90-91
  5.4 本章小结  91-92
结论  92-94
参考文献  94-97
攻读硕士学位期间取得的研究成果  97-98
致谢  98-99
附件  99

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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