基于REST模式的虚拟机监控系统的设计与实现

本文是以“教育科研基础设施IPv6技术升级和应用示范——重点学科信息资源系统IPv6升级”项目为研究背景，该项目是中国下一代互联网示范工程(CNGI)项目中的子项目，其内容为基于“集中式管理，分布式服务”原则，将散布于国内各高校的重点学科资源进行有效、合理整合，并建立重点学科资源系统。该项目的实施是运用虚拟化技术将各学科的信息资源系统分别部署于十几台VirtualBox虚拟机中，由于虚拟机的管理维护工作是在所属宿主机的控制台展开，这增加了系统维护和管理方面的负担，同时也影响整个重点学科信息资源系统部署和规划的完整性。为此，本文设计并实现一个基于REST模式的虚拟机监控系统，该系统遵循虚拟机生命周期来管理虚拟机的创建、修改、删除、启动和停止等功能，将分散管理模式转变为集中化管理，提高了维护和管理重点学科资源系统的工作效率，并为系统的统一部署和后续扩展奠定了基础。<br> 论文重点阐述了一个虚拟机监控系统的设计与实现，该系统基于VirtualBox虚拟化管理软件所提供的WEB服务接口(JAX-WS)所完成。系统由控制台管理、信息采集和监测信息收集三个模块组成，其中控制台管理模块是系统的核心，采用REST模式进行设计，提供管理界面和通过JAX-WS来管理VirtualBox虚拟化基础设施平台;信息采集模块采集被监控系统中宿主机和虚拟机的资源使用情况;监测信息收集模块解析和存储所接收到的信息，一方面将虚拟机相关配置信息存入数据库，另一方面对实时监测信息进行可视化展示。<br> 本文特点如下:<br> 基于REST模式的虚拟机监控系统设计——REST模式具有面向资源的特性以及较强的伸缩性，在系统的设计中针对宿主机和虚拟机的资源集合，包括CPU、内存、存储、网络等，运用实体标识的方法建立了资源描述，可较为容易地实现资源的扩展性定义，从而实现对虚拟机管理的扩展性，并可根据实际情况动态改变宿主机和虚拟机规模;<br> 基于虚拟机生命周期的虚拟机管理——虚拟机生命周期描述了从创建虚拟机、修改、启动、停止到删除虚拟机的整个过程，在本系统的设计中为方便管理，系统的管理流程基于生命周期逻辑，虚拟机的状态可随操作状态的变迁而动态变化，可避免由于用户的误操作而可能导致系统崩溃等情况发生，实现对虚拟机的合理有效管理，在此基础上系统还实现了虚拟机硬盘管理、克隆和快照等备份管理功能;<br> 完成一种虚拟机动态迁移的管理策略——在本系统实现中，完成了因虚拟机CPU负载超过设定阈值而进行动态迁移的管理策略，系统可根据该策略选择备份和负载较轻的宿主机，然后将该虚拟机上的资源共享服务迁移到该宿主机上的闲余虚拟机中，使系统具备一定的负载均衡能力。