基於雲計算技術的虛擬實訓室設計與實現論文

隨着雲計算技術的廣泛深入，給廣大人民的生活帶來衆多的便利。現在，雲計算技術逐漸成爲世人關注的主流發展技術。把形式多樣的網絡資源程序連接到計算機資源庫當中，進行集中的規劃，治理以及分配，從而爲使用者帶來更好的服務，這就是雲計算技術應用的真正目標。

1 虛擬實驗室完整架構和運作流程

1.1 虛擬實驗室整體架構

客戶端及服務器的聯繫模式是運用B/S架構，大部分的使用導向都是面向衆多的Internet客戶。客戶端的構建，主要是設計出服務頁面，可以簡單直觀的反饋出客戶的需求。針對客戶端的研發，其都是建立在NET的基礎上達成的，將虛擬實驗室區分成三個部分，一部分是虛擬應用層，主要是對用戶需求的反映，內含了各種虛擬網頁的架構和程序的開發;第二部分是裝配虛擬機模擬池，進行各種系統的獨立端口調適，更進一步提升虛擬機的設計完備性。第三部分是能夠支撐其WindowsServer2008R2服務器運營的編寫，相當而就需要框架一個集羣。上述的幾個部分被服務器很好的包容在虛擬服務終端當中，經由他們的設計反饋，最終爲客戶提供一個完整的虛擬機服務器，當然，作爲核心所在，其上要裝配上Hyper-v軟件。

1.2 在虛擬實驗室中創建虛擬機的步驟

虛擬機是指一個透過軟件模擬的計算機系統，它的特點是完整的、完全獨立的，且具備硬件系統功能的。在正式開展實驗之前，計算機用戶首先要根據自身的實際需求挑選出合適的虛擬計算機，包括挑選虛擬計算機系統的主機組成，系統配置以及核心數據等等，然後在此基礎上將操作指令發送到系統的服務器中。當用戶完成虛擬計算機系統主要程序的創建工作後，需要判斷虛擬機池中有沒有包含其他虛擬機。用戶可以透過系統的返回信號確認操作請求是否已經透過，從而繼續進行下一步操作。

2 服務器的總體設計

2.1 虛擬機中虛擬機池的設計

用戶往往希望虛擬機的系統操作和執行速度能夠和真實的計算機系統保持一致，合理設計服務器中的虛擬機池能夠在一定程度上提升虛擬計算機系統的運作效率。由於不同用戶使用虛擬機的方式不同，因此有必要透過預先操作計算機系統增加其快取，在此過程中系統所產生的虛擬機會按照創建時間的`順序進行使用。

2.2 虛擬機系統中負載調度系統的設計

爲了獲取準確的實驗數據，研究者往往需要進行大量的實驗，這就要求虛擬實驗室的規模必須足夠大。當虛擬實驗室的數量不斷增加，服務器所承受的負荷也會隨之而不斷增加。負載調度系統的設計應當以滿足計算機用戶的基本要求爲前提，服務時優先考慮系統中低負載的服務器，然後再綜合考慮各個影響系統資源使用的因素，其中包括系統主機、內存、帶寬、磁盤等。確保虛擬機系統中的資源能夠在安全的環境下使用，首先必須瞭解每一個服務器的運作狀態，然後及時處理服務器中的快取對象。當用戶知道服務器的狀態後，就要清理快取，釋放內存，然後破壞虛擬機中沒有價值的數據資訊。按照一定的權重對各個服務器進行排序，然後將權重最低的服務器直接刪除，並重新開啓權重最高的服務器。

2.3 實現虛擬機中服務器的自動化操作

服務器是虛擬計算機系統中的重要組成部分，它能夠完成系統啓動、破壞、關閉和重建的每一個步驟，前提是必須有相應的程序與之對應。從本質上來說，每一個程序的生成都是直接透過NET程序操作的，並且只有經過通訊開發平臺的協調才能最終成爲程序。NET程序並不是完全獨立的，它的操作需要依靠系統中的WMI組件來實現。每一個WMI都有不同的接口，它可以透過編寫程序搜尋到虛擬機系統中的相關資訊，從而達到遠程控制虛擬計算機系統操作的目的。WMI的上層是Hyper-v，Hyper-v的上層是MSVM計算機系統和虛擬系統管理服務器，同時也是實現虛擬計算機系統中服務器自動化操作的關鍵。MSVM計算機服務反映的是虛擬機的案例，它能夠調整虛擬機的運作狀態，並且已經含有虛擬計算機系統相關裝備的資料。

藉助MSVM虛擬系統管理服務能夠改進虛擬機出現的衆多問題，其中包括虛擬機配置的修改和重建以及破壞原有的虛擬機等等。Hyper-VWMI provider表示的是服務器分配給虛擬機的資料，其中包括硬件，寬帶，系統內存和設備等等。任何事情的出現都應該是有跡可循，有據可依的，虛擬計算機系統的產生需要經過三個步驟：系統硬件資源的配置，虛擬網絡的構建和虛擬磁盤資源的配置。

系統硬件資源的配置首先需要建立新的MSVM計算機系統，只有這樣才能創建虛擬機;虛擬網絡的構建需要綜合考慮多個因素，並分析虛擬系統管理服務器和虛擬機之間存在的關係，將MSVM應用到虛擬系統管理服務中，需要收集用戶的原始數據，然後根據不同用戶提供的數據進行系統資源的配置，其中包括網絡，裝置和磁盤等等。

和創建虛擬機相對立的是破壞已經創建的虛擬機，它需要用戶刪除虛擬機中已有的資源並解除設備。啓動虛擬機和關閉虛擬機並不需要複雜的操作，只要藉助MSVM計算機系統中的狀態改變請求即可完成。用戶在執行操作前，必須明確虛擬計算機當前的執行狀態。在啓動虛擬計算機系統時，要考慮計算機系統是否能夠穩定運作，從而虛擬計算機系統的開機速度。在此過程中，用戶可以透過不同的方式和渠道改變虛擬計算機當前的運作狀態，使其處於啓動狀態。

3 結束語

針對當前實驗環境存在的衆多問題，本文立足於雲計算的相關理論知識，提出瞭解決問題的可行性方案，從而更好地達到計算機用戶對實驗環境的要求。虛擬機雖然是一種虛擬化的計算機系統，但在實訓室中應用廣泛，將虛擬計算機和真實的計算機系統結合起來，有利於提高資源的使用效率，節約空間和維持系統執行的穩定性。研究虛擬機的運作和資源配置對於設計雲計算技術實訓室有着重要的指導意義。