基于云計(jì)算技術(shù)的虛擬實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文
隨著云計(jì)算技術(shù)的廣泛深入，給廣大人民的生活帶來(lái)眾多的便利。現(xiàn)在，云計(jì)算技術(shù)逐漸成為世人關(guān)注的主流發(fā)展技術(shù)。把形式多樣的網(wǎng)絡(luò)資源程序連接到計(jì)算機(jī)資源庫(kù)當(dāng)中，進(jìn)行集中的規(guī)劃，治理以及分配，從而為使用者帶來(lái)更好的服務(wù)，這就是云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的真正目標(biāo)。
1 虛擬實(shí)驗(yàn)室完整架構(gòu)和運(yùn)作流程
1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)室整體架構(gòu)
客戶端及服務(wù)器的聯(lián)系模式是運(yùn)用B/S架構(gòu)，大部分的使用導(dǎo)向都是面向眾多的Internet客戶。客戶端的構(gòu)建，主要是設(shè)計(jì)出服務(wù)頁(yè)面，可以簡(jiǎn)單直觀的反饋出客戶的需求。針對(duì)客戶端的研發(fā)，其都是建立在NET的基礎(chǔ)上達(dá)成的，將虛擬實(shí)驗(yàn)室區(qū)分成三個(gè)部分，一部分是虛擬應(yīng)用層，主要是對(duì)用戶需求的反映，內(nèi)含了各種虛擬網(wǎng)頁(yè)的架構(gòu)和程序的開(kāi)發(fā);第二部分是裝配虛擬機(jī)模擬池，進(jìn)行各種系統(tǒng)的獨(dú)立端口調(diào)適，更進(jìn)一步提升虛擬機(jī)的設(shè)計(jì)完備性。第三部分是能夠支撐其WindowsServer2008R2服務(wù)器運(yùn)營(yíng)的編寫(xiě)，相當(dāng)而就需要框架一個(gè)集群。上述的幾個(gè)部分被服務(wù)器很好的包容在虛擬服務(wù)終端當(dāng)中，經(jīng)由他們的設(shè)計(jì)反饋，最終為客戶提供一個(gè)完整的虛擬機(jī)服務(wù)器，當(dāng)然，作為核心所在，其上要裝配上Hyper-v軟件。
1.2 在虛擬實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建虛擬機(jī)的步驟
虛擬機(jī)是指一個(gè)通過(guò)軟件模擬的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是完整的、完全獨(dú)立的，且具備硬件系統(tǒng)功能的。在正式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)之前，計(jì)算機(jī)用戶首先要根據(jù)自身的實(shí)際需求挑選出合適的虛擬計(jì)算機(jī)，包括挑選虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)組成，系統(tǒng)配置以及核心數(shù)據(jù)等等，然后在此基礎(chǔ)上將操作指令發(fā)送到系統(tǒng)的服務(wù)器中。當(dāng)用戶完成虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要程序的創(chuàng)建工作后，需要判斷虛擬機(jī)池中有沒(méi)有包含其他虛擬機(jī)。用戶可以通過(guò)系統(tǒng)的返回信號(hào)確認(rèn)操作請(qǐng)求是否已經(jīng)通過(guò)，從而繼續(xù)進(jìn)行下一步操作。
2 服務(wù)器的總體設(shè)計(jì)
2.1 虛擬機(jī)中虛擬機(jī)池的設(shè)計(jì)
用戶往往希望虛擬機(jī)的系統(tǒng)操作和運(yùn)行速度能夠和真實(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保持一致，合理設(shè)計(jì)服務(wù)器中的虛擬機(jī)池能夠在一定程度上提升虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作效率。由于不同用戶使用虛擬機(jī)的方式不同，因此有必要通過(guò)預(yù)先操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)增加其緩存，在此過(guò)程中系統(tǒng)所產(chǎn)生的.虛擬機(jī)會(huì)按照創(chuàng)建時(shí)間的順序進(jìn)行使用。
2.2 虛擬機(jī)系統(tǒng)中負(fù)載調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
為了獲取準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究者往往需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，這就要求虛擬實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模必須足夠大。當(dāng)虛擬實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量不斷增加，服務(wù)器所承受的負(fù)荷也會(huì)隨之而不斷增加。負(fù)載調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以滿足計(jì)算機(jī)用戶的基本要求為前提，服務(wù)時(shí)優(yōu)先考慮系統(tǒng)中低負(fù)載的服務(wù)器，然后再綜合考慮各個(gè)影響系統(tǒng)資源使用的因素，其中包括系統(tǒng)主機(jī)、內(nèi)存、帶寬、磁盤(pán)等。確保虛擬機(jī)系統(tǒng)中的資源能夠在安全的環(huán)境下使用，首先必須了解每一個(gè)服務(wù)器的運(yùn)作狀態(tài)，然后及時(shí)處理服務(wù)器中的緩存對(duì)象。當(dāng)用戶知道服務(wù)器的狀態(tài)后，就要清理緩存，釋放內(nèi)存，然后破壞虛擬機(jī)中沒(méi)有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。按照一定的權(quán)重對(duì)各個(gè)服務(wù)器進(jìn)行排序，然后將權(quán)重最低的服務(wù)器直接刪除，并重新開(kāi)啟權(quán)重最高的服務(wù)器。
2.3 實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)中服務(wù)器的自動(dòng)化操作
服務(wù)器是虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要組成部分，它能夠完成系統(tǒng)啟動(dòng)、破壞、關(guān)閉和重建的每一個(gè)步驟，前提是必須有相應(yīng)的程序與之對(duì)應(yīng)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，每一個(gè)程序的生成都是直接通過(guò)NET程序操作的，并且只有經(jīng)過(guò)通訊開(kāi)發(fā)平臺(tái)的協(xié)調(diào)才能最終成為程序。NET程序并不是完全獨(dú)立的，它的操作需要依靠系統(tǒng)中的WMI組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。每一個(gè)WMI都有不同的接口，它可以通過(guò)編寫(xiě)程序搜索到虛擬機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)信息，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的目的。WMI的上層是Hyper-v，Hyper-v的上層是MSVM計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和虛擬系統(tǒng)管理服務(wù)器，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中服務(wù)器自動(dòng)化操作的關(guān)鍵。MSVM計(jì)算機(jī)服務(wù)反映的是虛擬機(jī)的案例，它能夠調(diào)整虛擬機(jī)的運(yùn)作狀態(tài)，并且已經(jīng)含有虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)裝備的資料。
借助MSVM虛擬系統(tǒng)管理服務(wù)能夠改進(jìn)虛擬機(jī)出現(xiàn)的眾多問(wèn)題，其中包括虛擬機(jī)配置的修改和重建以及破壞原有的虛擬機(jī)等等。Hyper-VWMI provider表示的是服務(wù)器分配給虛擬機(jī)的資料，其中包括硬件，寬帶，系統(tǒng)內(nèi)存和設(shè)備等等。任何事情的出現(xiàn)都應(yīng)該是有跡可循，有據(jù)可依的，虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)生需要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：系統(tǒng)硬件資源的配置，虛擬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和虛擬磁盤(pán)資源的配置。
系統(tǒng)硬件資源的配置首先需要建立新的MSVM計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只有這樣才能創(chuàng)建虛擬機(jī);虛擬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要綜合考慮多個(gè)因素，并分析虛擬系統(tǒng)管理服務(wù)器和虛擬機(jī)之間存在的關(guān)系，將MSVM應(yīng)用到虛擬系統(tǒng)管理服務(wù)中，需要收集用戶的原始數(shù)據(jù)，然后根據(jù)不同用戶提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)資源的配置，其中包括網(wǎng)絡(luò)，裝置和磁盤(pán)等等。
和創(chuàng)建虛擬機(jī)相對(duì)立的是破壞已經(jīng)創(chuàng)建的虛擬機(jī)，它需要用戶刪除虛擬機(jī)中已有的資源并解除設(shè)備。啟動(dòng)虛擬機(jī)和關(guān)閉虛擬機(jī)并不需要復(fù)雜的操作，只要借助MSVM計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的狀態(tài)改變請(qǐng)求即可完成。用戶在執(zhí)行操作前，必須明確虛擬計(jì)算機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。在啟動(dòng)虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，要考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)作，從而虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)機(jī)速度。在此過(guò)程中，用戶可以通過(guò)不同的方式和渠道改變虛擬計(jì)算機(jī)當(dāng)前的運(yùn)作狀態(tài)，使其處于啟動(dòng)狀態(tài)。
3 結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)環(huán)境存在的眾多問(wèn)題，本文立足于云計(jì)算的相關(guān)理論知識(shí)，提出了解決問(wèn)題的可行性方案，從而更好地達(dá)到計(jì)算機(jī)用戶對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求。虛擬機(jī)雖然是一種虛擬化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但在實(shí)訓(xùn)室中應(yīng)用廣泛，將虛擬計(jì)算機(jī)和真實(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，有利于提高資源的使用效率，節(jié)約空間和維持系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。研究虛擬機(jī)的運(yùn)作和資源配置對(duì)于設(shè)計(jì)云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)室有著重要的指導(dǎo)意義。
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