2011开题报告《虚拟终端云的资源动态调度技术研究》.doc

中国移动集团级重点研发项目（含联合项目）开题报告一、项目编号及名称：2011_jz_32 虚拟终端云的资源动态调度技术研究二、项目组：项目组承担子课题题名称负责人及手机、邮箱管理信息系统部三、课题背景和意义n 课题背景：公司日常办公终端存储大量的公司生产经营管理数据，终端运行的软件和操作系统环境也复杂多样，给企业办公带来信息安全风险大、终端管理和维护成本高等问题。终端云计算技术的发展为解决传统终端面临的诸多问题提供了可能。虚拟终端云将用户数据、操作系统和应用程序均储存在数据中心的云端服务器上。用户利用pc、瘦终端等，鉴权认证后通过网络访问数据中心云端服务器和应用，本地不保留关键数据，实现桌面系统的集中存储、集中控制与集中管理。目前，广东、湖南、江苏、浙江等公司均已完成桌面虚拟化试点，采用虚拟化技术来提供虚拟终端服务，初步达到了如下的效果：1. 集中管理公司和个人信息数据，防止信息泄露：公司和个人数据均集中存储在后台系统，通过虚拟桌面数据拷入拷出控制、网络准入控制及访问策略控制等技术手段，可有效保障重要数据不被非法外泄；2. 强化安全管理，防止病毒、木马入侵：通过虚拟桌面，可将物理终端和后台系统进行完全隔离，同时，通过加强对虚拟桌面的安全管理（如：补丁管理、防病毒、安全策略管理等），有效保障了办公网络和后台系统的安全性；3. 随时随地办公：用户能够从任何地方随时随地够访问虚拟桌面、公司及个人数据，解放了人对系统的依赖，变成系统跟人走，实现了高度灵活的“移动办公”；4. 简化日常维护：虚拟桌面集中存储在后台系统，绝大多数维护管理工作也均集中在后台进行，现场基本可实现客户端零维护，从而大大减少了日常维护管理工作；5. 完善办公环境，实现节能减排：通过瘦终端使用，减低了办公设备耗电量，减少了办公设备的辐射，从而实现节能减排、完善办公环境等目标；6. 便于日常维护管理：维护管理仅和虚机环境有关，物理机只要能接入虚机，即可进行相关操作；7. 有效降低成本：有效降低企业总体的tco，包括采购成本、运维成本、维护成本以及管理成本。但如何实现从桌面虚拟化向虚拟终端云的过渡，有待着重针对资源动态调度技术进行深入的研究。n 研究意义：本课题研究虚拟终端云的资源动态调度技术，根据不同类型用户的使用需求实现平台资源的合理调度，实现通过一个逻辑虚拟终端云，为办公终端、维护操作终端等多种类型用户提供按需桌面服务，有效提高数据访问的安全性和系统资源的使用效率，为南方基地、总部以及各省公司的虚拟终端云建设提供指导作用。四、课题研究目标针对虚拟终端云的资源动态调度技术，本课题对如下四方面进行重点研究：1. 资源分配方案研究：根据不同用户的使用特点和实际需求，研究通过云自动管控实现资源的动态调度和按需分配，保证slas的同时提高资源的利用率；2. 资源保障机制研究：研究基于负载策略的消峰填谷，实现资源的按需取用和负载均衡；研究基于时间策略的负载整合，将不需要的服务器转为计算分析节点或关机；3. 资源容错体系设计：研究基于son（self-organization network ）的资源使用状态监控，通过系统引擎触发特定策略，实现当计算或存储节点出现故障时资源的自动迁移；4. 多租户支持研究：研究平台的多租户共享，为不同租户同时提供运营服务，满足不同级别的sla要求。同时，根据不同用户不同资源的使用情况，实现详细的计量统计与计费管理。五、课题研究内容（包括研究总体框架、难点及解决方案、主要技术方案和关键技术等）1. 研究框架包含四个部分：需求调研、需求分析、方案设计、测试验证和方案修订完善，具体如下：1) 需求调研：对总部、十一个桌面虚拟化试点省进行需求调研，包括：问卷调查、用户访谈等，并形成需求调研报告；2) 需求分析：针对需求调研报告，并结合本课题研究的重点，形成需求分析报告；3) 方案设计：根据需求分析报告，深入细化，进行相关方案的设计；4) 测试验证：针对方案设计，选择其中部分方案关键点，在测试平台上进行测试验证；5) 方案修订完善：根据测试验证情况，对方案进行优化、完善。2. 项目的难点及解决方案：1) 项目难点： 业界在终端虚拟化方面已有一些成熟的软件平台（如：vmware、citrix等），在多类型平台的统一管理和异构融合方面，尚有很多的关键技术需研究并实现； 部分省公司虽然开展了终端虚拟化试点，但仍处于摸索阶段，成功经验相对较少。2) 解决方案： 收集、梳理国内外在云计算方面的技术资料和成功经验，研究可在虚拟终端云上借鉴和应用的关键技术，并提出相应的解决方案； 加强和各省公司的沟通协作，深入挖掘全集团业务需求，并结合本课题研究重点，深入分析研究，梳理出适合于中国移动的终端云的解决方案。3. 主要技术方案和关键技术：1) 资源分配方案，包括： 虚拟终端规格分类：根据不同用户类型、不同应用需求，研究各种虚机资源规格（包括：vcpu、内存、硬盘等）的定义； 虚拟终端初始分配：根据虚拟终端规格、数量等信息，研究资源分配策略，实现虚拟终端到物理服务器的初始分配； 虚拟终端分配变更：根据虚拟终端的变更需求，包括：虚拟终端的新增、删除以及虚机资源变更等，研究资源动态调整策略，实现虚拟终端到物理服务器的分配调整； 资源分配需在保证服务水平的同时，提高资源的利用率。2) 资源保障方案，包括： 服务器负载消峰填谷：研究对各虚拟终端、服务器资源使用情况的统计分析，并根据分析情况自动实现虚拟终端到物理服务器的分配调整，达到负载的均衡； 服务器分时复用：研究服务器资源的分时复用，提高资源利用率，如：在正常工作日上班期间，系统用于终端云使用，在其它时间，系统自动将一定数量的虚拟终端关停，空出资源供其它计算任务使用； 服务器负载整合：研究服务器资源的负载整合，当服务器资源空闲时，可将负载集中到部分服务器，并将其它服务器用作他用或关停。3) 资源容错方案，包括： 资源集中监控：研究对各种物理资源，包括：服务器、存储、网络，以及各虚拟终端使用情况的实时监控； 资源自动迁移：根据监控情况，研究资源动态迁移策略，一旦发现物理资源或虚拟终端故障时，则自动迁移，且迁移时需尽可能缩短服务中断时间。4) 多租户支持方案，包括： 研究多租户共享方案，以支撑不同企业、机构的同时使用。且在同一企业、机构内部，还可根据不同的业务划分不同的分区，且分区间相互隔离，同时，也可基于虚拟桌面承载信息资产的重要程度和保护需求，划分多个分区，对应不同的信息安全管理等级，且分区间相互隔离，以承载对应安全级别的信息资产和业务活动数据； 研究基于多租户的资源分配调度策略，可根据各租户的用户种类、资源需求和服务标准，实现灵活的资源分配调度； 在多租户情况下，研究资源使用情况（如：计算能力，网络流量，存储使用等）的计量统计与计费管理。六、专利检索情况无。七、已有的研究工作积累和取得的研究成果1. 制订并完善管理信息系统桌面虚拟化总体技术要求；2. 2010年6月，给江苏、浙江等十一省公司下发关于委托开展管理信息系统桌面虚拟化试点建设的通知，组织各试点省按总体技术要求，开展桌面虚拟化试点工作。八、本课题的创新点和专利点1. 本课题创新点：从用户需求出发，结合终端云在云计算方面的相关特性，从资源分配、资源保障、资源容错、多租户支持等四个方面展开研究，并提出适合于中国移动的解决方案，以实现从终端虚拟化向云计算（终端云）的过渡。九、外部合作伙伴委托方案外部合作伙伴将选择虚拟终端云领域的it研究机构，知识产权归移动方所有。十、预期研究产出1. 研究成果（研究报告、形成的软硬件平台）：虚拟终端云的资源动态调度技术研究报告2. 标准成果（形成的企业标准及标准化组织成果）：无3. 专利成果（专利申请计划）：无4. 试验成果（开展的相关试验室及外场测试工作中形成的试验报告）：无十一、课题研究分工无。十二、项目研究计划进度1. 2011.6-7：资料收集和整理，完成需求调研和需求分析；2. 2011.8-9：根据需求分析报告，深入细化，完成相关方案的设计；3. 2011