数据中心虚拟化技术研究与实现

近年来,各个领域不管是金融业还是传统制造业都已经进入到数字信息化时代。随着信息产业和互联网的进一步发展,信息数据将随之产生爆炸性的增长。为了增强企业市场竞争力,企业的数据中心如今不仅管理着公司的财务,还涉及到企业的经营、生产、销售和人员管理等。通过利用数据中心,企业能够有效的聚集资源,提高生产效率,加快新型产品的研发和应用。在信息负载不断加大,IT投资不大幅度增加的条件下,如何有效利用现有设备,降低系统管理维护成本,提升数据中心的灵活性,可靠性和可维护性成为了企业构建数据中心所面临的挑战。随着以Vmware为首的虚拟机技术的普及,虚拟化技术逐步成为了解决这些问题最为有效的途径之一,该技术有效整合了硬件和软件资源实现了服务器运算能力的共享、存储设备的共享以及网络之间的逻辑独立性和负载均衡。 本论文针对上述需求逐步介绍虚拟化技术在构建新型高效数据中心建设中的应用,虚拟化数据中心的概念和发展现状,对业界各个虚拟化的主要技术进行研究和分析比较,另外详细研究了XEN开源虚拟机的内存管理和调度算法以及进行相关性能测试。此外结合数据中心的重要组成部分详细研究了服务器虚拟化,桌面虚拟化,存储虚拟化和网络虚拟化技术。在服务器虚拟化部分,主要实现了虚拟器硬件虚拟化以及服务器软件虚拟化,实验测试证明基于两台IBM 3950 EX服务器实现了高性能的VMware ESX Server。在虚拟化远程桌面部分,在深入分析RDP协议和其牵涉到的ITU通信协议应用和开发的基础上,通过定义一系列数据结构和BER编码功能结合网络socket编程实现了RDP协议协商功能。最后本文对存储虚拟化中的存储管理协议和存储网络设备进行了研究和分析,并对Cisco VSS, Cisco FWSM防火墙模块以及Cisco ACE负载均衡进行了详细的设计实现,实验结果表明,本文设计可以达到简化运营管理,实现安全整合和负载均衡的虚拟化的性能指标要求。