基于虚拟化技术的Rocks高性能集群的建立与应用

集群是目前高性能计算机系统主要的解决方案。随着集群规模的扩大。也出现了不易安装与管理、故障率高、缺乏方便的并行程序开发调试环境等问题。本文在集群安装软件包Rocks的基础上。结合Xen虚拟化技术构建了一个高性能虚拟集群,从而简化了集群的组建与管理,并提高了系统可靠性与容错性能及并行程序开发效率。     

基于 OpenStack 的虚拟资源调度技术研究

传统的高能物理计算系统基于物理机集群,主要通过 Torque、Condor、LSF 等资源管理和作业调度系统将作业调度到物理机器上运行,缺少对虚拟化计算的接口支持。我们选取 OpenStack 作为底层虚拟化平台,设计并实现上层调度系统与 OpenStack 之间的桥梁,采用推拉结合的作业运行方式,构建虚拟计算集群。     

虚拟化环境下的数据库集群系统构建与性能分析

基于物理主机的数据库集群配置和管理存在配置复杂、灵活性差的问题。虚拟化技术结合集群系统管理使系统管理和资源构建更加灵活透明。本文提出一种基于Xen Server虚拟化平台的MySQL Cluster数据库集群系统配置部署方案,并对比MySQL 5.1单机版测试数据对系统性能进行分析。本文提出的方案不但利用虚拟化平台虚拟机快速复制功能有效降低数据库集群系统部署的复杂度,提高配置的灵活性,且与大并发和大数据量的处理能力相比MySQL 5.1单机版具有较高的性能优势。     

集群作业管理系统的分层实现模型

集群服务器模式的作业管理系统通过在集群系统中提供多虚拟服务模式的作业管理服务器，能够解决用户响应效率低、资源利用率低等问题，提高了作业的执行效率。提出了集群作业管理系统的分层实现模型，并具体分析了各层的详细实现，该模型显著提高了作业管理系统的可用性和可扩展性。     

基于Linux的RHEL集群虚拟化系统的研究

通过对现有服务器集群系统的虚拟化系统和集群系统进行分析,采用虚拟化和Linux技术将虚拟化、负载均衡集群和高可用集群整合在一起,实现了三层构架的WWW服务器集群,从而以较低的价格达到了昂贵的商业硬件存储解决方案所实现的效果,从而有效克服现有集群技术的缺点。     

虚拟化集群在网络管理中心的应用

根据测试,在虚拟化改造之前,网络管理中心物理服务器的平均利用率通常只有5-15%之间,绝大多数服务器资源处于闲置状态。而进行虚拟化改造之后,在3台高配置的DELL PowerEdge R710服务器上可以创建40台虚拟服务器的数据,从而完成了传统方式需要40多台低配置服务器才能完成的工作。虚拟化集群的创建,实现了在一个硬件平台上创建多个业务应用和操作系统的功能。虚拟机与主机以及其他虚拟机之间完全隔离,应用业务相对独立,互不影响。集群中的vSphere ESXi Server服务器组成了一个统一的虚拟资源池,根据应用和系统的需求划分资源,硬件资源更有效地得到利用。同时,有效降低网络管理中心机房的能耗,减少管理员的现场操作量,使管理员有更多精力致力于应用业务的管理,提高工作效率及服务水平。虚拟化集群的应用,具有无可比拟的优越性,一定会具有更加广阔的前景。     

基于虚拟技术和大型机硬件平台的Linux服务器系统实现

针对企业级计算服务器平均负载率低的问题,探究了采用虚拟化技术和Linux平台相结合的解决方案,分析了利用VM虚拟化技术创建Linux服务器的方法,介绍了利用VM系统虚拟化技术,实现在大型机硬件平台上动态分配,并行运行若干Linux服务器系统资源的方法.同时,探究了采用VM虚拟化技术实现Linux集群的基本方法.实际运行情况表明,采用虚拟化技术和Linux相结合,能够大幅度提高大型机资源利用率,有效解决企业级大型计算服务器平均负载率低的问题.     

虚拟化技术OpenStack在高性能计算集群上的应用与研究

本文以高性能计算集群为基础,利用开源虚拟化技术OpenStack,研究虚拟化技术在高性能计算集群上的应用,以解决资源受架设方式、地域或物理组态所限制的问题。利用虚拟化技术架构的优越性有效的降低高性能计算集群能耗,提高资源的利用效率和云实验室资源的容灾能力。     

基于Linux的集群文件系统CSFS的实现

传统的分布式文件系统无法为集群系统提供严格的单一映像功能(SSI)，使得集群系统的管理较为复杂。基于Linux的集群文件系统CSFS(Cluster Single File System)，提供单一映像功能，有效地解决了这一问题。通过对Linux虚拟文件系统(VFS)特点的分析，在VFS上添加文件系统CSFS，提高了集群系统的可用性和可管理性。     

虚拟化技术在基于自律计算的高可用性系统中的应用

针对服务器集群的管理复杂度高的问题，在对自律计算和大型可分区服务器硬件特征研究的基础上，提出了一种虚拟化技术，通过对硬件资源的虚拟化，实现了物理资源向逻辑资源的映射，从而统一管理所有物理资源。此外，在资源统一管理的基础上，对服务器集群的资源配置提出了完整的解决方案，实现了系统的自我管理。     

一个适合大规模集群并行计算的检查点系统

分布式检查点系统是大规模并行计算系统容错的重要手段．协议开销和检查点映像存储成为困扰并行检查点系统可伸缩性的两大瓶颈．针对并行应用程序的执行特征和高性能集群的体系结构特点，C系统分别采用动态虚连接技术和分布存储检查点映像的方法来有效降低协同式检查点的开销，增强检查点系统的可伸缩性．初步测试结果表明，C系统的设计策略适合大规模并行计算的容错．     

基于状态转移图的虚拟集群节点可用性分析

针对虚拟集群节点的可用性评价,提出了一种基于状态转移图的虚拟集群节点可用性模型。首先,通过分析虚拟集群节点的部署方式和运行过程,确立了虚拟集群节点的5种生命周期状态,并阐明了5种生命周期状态之间的转移关系;然后,对于无备用节点和有备用节点两种情况下的虚拟集群节点,分别给出了相应的状态转移图,并建立了一系列的可用性模型。根据实际虚拟集群系统的运行日志,设定所提出的虚拟集群节点可用性模型的参数值,然后进行了多次数值模拟实验。实验结果表明,所提出的虚拟集群节点可用性模型的分析结果与实际可用性水平一致,能够正确地反映虚拟集群节点的可用性规律。     

面向大数据复杂应用的虚拟集群动态部署模型

针对计算负载的时变性和复杂性导致虚拟集群的资源利用率不高的问题,为提高虚拟集群资源的全局利用率,采用弹性资源管理策略来吸收多种计算模式混杂时的资源需求突变。在Docker容器技术的支持下提出一个根据作业需求变化的动态部署模型。该模型根据资源的动态需求变化,实时调整虚拟集群的计算形态,具体包括计算节点的类型及规模。该模型不仅实现用户作业执行环境的动态定制,而且达到错峰计算的目的。仿真实验表明,该模型使得虚拟节点CPU利用率提升5.3%,并且优化了计算作业的执行效率。该动态部署模型适合应用到数据中心或大规模集群中,能够有效提高计算资源的利用率。     

基于虚拟力的WSNs能量高效分簇路由协议

作为无线传感器网络(wirelesssensornetworks,WSNs)的关键技术之一,分簇路由协议因其可扩展性较强及能耗较低等优势,逐渐成为WSNs路由协议的研究热点.如何对簇首进行最佳化选取,是提高分簇路由协议性能的关键.通过揭示不同场景中的簇首数量及网络能耗之间的映射关系,以能耗最小化为目标,构建了簇首最佳规模及最佳位置的计算理论;面向不同规模的网络讨论了簇间多跳策略的使用条件,提出了虚拟簇首及其虚拟力的概念,构建了虚拟簇首与边界、节点及其他虚拟簇首之间的3种虚拟力模型,讨论了不同虚拟力的最佳距离阈值;为实现网络能耗的最小化及均衡化,设置了关于剩余能量及距离因子的适应度函数,形成了基于虚拟力的能量高效路由协议.实验结果表明:在多种规模的网络中,与基于适应度值的改进灰狼优化器、改进的低能耗自适应聚类层次结构协议以及改进的分布式能量高效分簇算法相比,该算法使簇首分布更均匀、节点能耗更低且更均衡.     

分布式虚拟集群渲染系统研究

针对三维动画领域的渲染瓶颈和分布式渲染的资源搜索问题,提出了一种基于双层体系结构的分布式虚拟集群渲染系统,并详细介绍了系统的各个功能模块.通过对渲染资源的统一描述,定义了虚拟集群渲染能力的计算方法,给出了分布式渲染资源的搜索算法,并验证了算法的有效性.     

基于虚拟技术的服务器“群”应用的研究

研究分析了基于虚拟技术的服务器群应用的原理及性能特点。依托虚拟技术,把新旧服务器及其中的信息资源,安全整合到一个强建、安全、高可靠性的虚拟体系中,提高群内所有服务器的利用率,简化对服务器的管理,实现服务器的群应用。     

云计算环境下虚拟机部署策略的优化

针对虚拟机群在云计算平台动态部署过程中现有的部署机制所存在的局限性,提出一种优化的部署模型。首先建立预分块存储的分布式预定制虚拟机全镜像模板库;然后由调度中心依据调度策略选择适当的宿主机,并通过多源并行传输的方式提高部署效率;最后由对应的虚拟机监视器完成实例化任务。实验结果显示,在不同的虚拟机群部署规模下,单台虚拟机的平均部署时间较以往缩短3%～45%。实验结果验证了该模型的有效性。     

一种基于虚拟网格位置的分簇算法

为了延长无线传感器网络生命周期, 提出一种基于虚拟网格的分簇路由算法RPLG. 该算法将监测区域划分为若干虚拟网格, 同一网格内节点自组织成簇. 根据节点所在网格位置和剩余能量启动计时器选取本地簇首, 且簇内成员可以根据局部的信息调整簇的大小, 达到节省能量的目的. 仿真实验和分析表明: 该协议能均衡网络能量, 延长网络的生存时间.     

基于eM-Plant的虚拟晶圆制造自动组合装置

针对难以用解析法验证半导体加工装置的调度可行性问题,提出仿真建模研究的新方法。利用仿真软件eM-Plant建立晶圆制造中单臂自动组合装置的参数化仿真模型,构建一个虚拟的晶圆制造系统。该系统为研究自动组合装置控制问题提供有效手段,是验证半导体制造生产调度可行性的仿真平台。