基于虚拟机的网格中间件的研究

论文摘要

网格计算实现了在广域网上对大量分散资源的虚拟化,但不能像虚拟机一样实现对单个计算系统的虚拟化。网格计算具有灵活性不够等不足,这是因为一些复杂的网格应用对软件和硬件具有严格的要求,而网格节点基本都是预先设置好,最终将导致资源利用效率不高。目前国外著名网格中间件Globus Toolkit、GPE等已经开始基于虚拟机的网格中间件的研究工作,它们主要通过利用网格服务实现在网格环境下对虚拟机的管理与控制,利用虚拟机的快速构建功能实现对复杂网格应用的快速部署。为了解决传统网格计算存在的问题,利用虚拟化技术、基于虚拟机的插件技术、基于虚拟机的模板库技术、基于SSH的原子服务技术以及AJAX、JSP等Web 2.0技术,提出了一种基于虚拟机的网格中间件系统VM Grid(Virtual Machine Grid)。虚拟机就是虚拟化技术的一种实现形式,它是对单个计算机系统的虚拟化,具有很强的灵活性,极高的安全性。支持虚拟机的网格中间件,不仅实现了大量分散资源的虚拟化,还实现了对单个系统的虚拟化。同时利用虚拟机很好地克服了现在网格计算技术灵活性不够,效率不高,安全性不够等不足。利用虚拟化技术、基于虚拟机的插件技术、基于虚拟机的模板库技术、基于SSH的原子服务技术以及AJAX、JSP等Web 2.0技术和JAVA语言实现了系统VM Grid,并对系统进行了测试分析。功能测试结果表明通过VM Grid Portal可以实时监控各网格结点状态,这是其他网格中间件如Globus Toolkit和GPE不能做到的,同时网格用户可以自由加入或者退出VM Grid社区,最后能够在装有虚拟机网格结点上构建不同的操作系统与网格平台。测试结果表明,系统不仅拥有强大的功能组件,而且还具备良好的性能。功能结果测试表明,系统稳定性好、兼容性强和扩展性好,采用基于安全外壳协议的原子服务技术和基于虚拟机的插件技术使得系统较Globus Toolkit的虚拟工作空间支持更多的虚拟机类型;性能测试结果显示, CGSP虚拟工作空间在较短的时间内能够及时反应用户的基本请求,较Globus Toolkit存在明显的性能优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题背景与研究内容
• 1.4 文章组织结构
• 2 VM Grid(虚拟机网格
• 2.1 VM Grid（虚拟机网格）概述
• 2.2 VM Grid 系统的功能模块与处理流程
• 2.3 小结
• 3 VM Grid 的工作空间模型与算法
• 3.1 工作空间按需构建模型
• 3.2 资源状态检测算法
• 3.3 资源信息收集算法
• 3.4 资源可用比率算法
• 3.5 小结
• 4 VM Grid 的设计与主要实现技术
• 4.1 基于虚拟机的网格中间件
• 4.2 VM Grid 的插件技术
• 4.3 VM Grid 的模板库技术
• 4.4 VM Grid 的原子服务技术
• 4.5 小结
• 5 系统测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 功能测试
• 5.3 性能测试
• 5.4 小结
• 6 总结及未来工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间申请专利目录
• 附录2 攻读学位期间发表论文目录