大规模虚拟网络镜像分发优化策略研究.pdf

摘要

随着虚拟化技术的不断发展，虚拟网络系统在应用场景上变得越来越复杂，规

模越来越大，如何快速高效地部署大规模虚拟网络系统逐渐成为一个重要的课题。

虚拟网络系统的部署性能通常受多个因素的影响，包括系统节点的物理性能、虚拟

机Hypervisor的软件性能、镜像存储文件系统性能和网络传输性能等。本文从虚拟

机镜像存储的角度，对虚拟网络系统的部署进行优化。

传统虚拟网络部署方案是将磁盘完整拷贝到计算节点之后，再进行引导，然而

虚拟机引导实际所需的数据占整个磁盘数据的比例很小，虚拟机的引导过程并不

需要将整个磁盘数据都传输到计算节点。本文将对虚拟机的启动过程进行分析，记

录操作系统引导产生的I/O请求，对操作系统实际读取的数据进行统计，精确提取

虚拟机引导过程实际需要的数据，并将这些数据按照请求先后排序后从原有镜像

中分离出来，作为启动镜像，在部署时候优先将这部分数据传输到计算节点。在此

基础上，我们将在已有的文件系统之上做一个过滤层，实现对虚拟机磁盘镜像格式

的重新规划，以便于控制虚拟机的读请求逻辑，实现虚拟机启动和镜像传输同步进

行。

除此之外，在很多虚拟网络部署场景中，有大量简单任务的虚拟机实例。虽然

他们执行的任务非常简单，但是系统却为它们分配了一个虚拟化实例应有的资源，

造成大量的资源闲置。本文将容器技术融入到虚拟网络部署系统中，用以替代大量

简单的虚拟化实例，并打通容器和传统虚拟化网络之间的网络连接，对虚拟化接口

进行抽象，隐藏容器与虚拟机的区别，以实现一个统一的虚拟网络部署框架系统。

关键词：虚拟网络；镜像；云计算；容器

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofvirtualizationtechnology,virtualnetwork

systemshavebecomemoreandmorecomplexinmanyscenarios,andtheyhavebecome

largerandlarger.Howtoquicklyandefficientlydeploylarge-scalevirtualnetwork

systemshasgraduallybecomeanimportantissue.Theperformanceofdeployingavirtual

networksystemisoftenaffectedbyanumberoffactors,includingthephysicalsystem

nodes,thevirtualmachinehypervisor,thefilesystemimagesstoragein,andthe

performanceofthenetworktransmission.Thispaperoptimizesthedeploymentofvirtual

networksystemsfromtheperspectiveofvirtualmachineimagestorage.

Thetraditionalvirtualnetworkdeploymentschemeistocompletelycopytheimage

filetothecomputenodebeforeOSbooting.However,thedataactuallyrequiredbyvirtual

machinewhenbootingaccountsforasmallproportionoftheentirediskdata.Thevirtual

machinebootprocessdoesnotrequiretheentirediskdatatobetransferredtothecompute

node.Thispaperwillanalyzethebootingprocessofthevirtualmachine,recordth