15、云操作系统中的异构无盘远程启动系统

云操作系统中的异构无盘远程启动系统

1. 引言

云计算在计算机科学发展中愈发重要，而无盘远程启动（DRB）系统应用于云计算，具有降低能耗和增强可维护性的潜力。DRB系统由多个无盘计算节点组成，各节点通过网络访问服务器本地磁盘来启动操作系统。该技术消除了计算节点本地磁盘的功耗，且数据集中存储在服务器，便于系统管理员维护。目前，DRB系统已广泛应用于远程教育、计算机教室和网吧等场景。

虚拟化技术能让计算节点在无盘系统中同时运行多个不同的操作系统实例。它具有高灵活性、隔离性、资源利用率、易管理和节能等优点，成为云服务提供商提供多种执行环境的常用技术。在虚拟化系统中，硬件资源虚拟化和并发执行虚拟平台由虚拟机监视器（VMM）或管理程序操作。VMM通常分为操作系统级虚拟化、全虚拟化、半虚拟化和硬件辅助虚拟化四种类型。

早期研究主要集中在构建无盘高性能计算（HPC）集群和虚拟化环境的方法，也有很多关于不同类型虚拟化性能的研究，如执行时间、内核编译时间、内存带宽、I/O访问、网络流量、上下文切换开销和吞吐量等。不过，将无盘HPC集群和虚拟化应用于生物医学信息、DNA问题、远程教育环境和绿色计算等实际场景的研究较少。

虽然DRB系统在无盘HPC集群中已广泛应用，但在云计算中提升能源效率和可维护性方面仍有很大潜力。本文旨在将DRB系统应用于绿色云计算，通过消除计算节点的本地磁盘，在减少性能下降的同时降低能耗。以往研究关注的是同构DRB系统，即每个计算节点具有相同的处理器架构、操作系统和软件，添加新节点时需要相同的硬件和软件配置。本文提出了一种异构DRB系统，允许计算节点使用各种不同类型的硬件、软件和操作系统，并且该系统包含一个VMM，为最终用户提供多个不同的虚拟机作为云计算平台。