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

在计算机科学的发展进程中，云计算已成为重要议题之一。无盘远程启动（DRB）系统应用于云计算，具有降低能耗和提高可维护性的潜力。DRB系统由多个无盘计算节点组成，每个节点通过网络访问服务器的本地磁盘来启动操作系统。这种无盘技术能消除计算节点本地磁盘的功耗，且将所有数据存储在服务器上，便于系统管理员维护。如今，DRB系统已广泛应用于远程教育、计算机教室系统和网吧等实际场景。

虚拟化技术能让计算节点在无盘系统中运行多个不同且并发的操作系统。它具有高灵活性、隔离性、资源利用率、易管理和节能等众多优势，已成为云计算供应商提供各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。常见的VMM可分为操作系统级虚拟化、完全虚拟化、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上，也有很多工作报道了不同类型虚拟化的性能，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系统已广泛应用于无盘HPC集群，但它在云计算中提高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。以往的研究关注的是同构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。但这种系统在添加新节点时，需要相同的硬件和软件配置。因此，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。此外，