题目：虚拟机网络拓扑管理系统的设计与实现

近年来虚拟化应用不断发展，虚拟机技术可以为应用提供很好的隔离运行环境，解决单机资源共享的问题。但随着软件日益网络化复杂化，而为真实的应用安装和配置网络运行环境的工作非常的繁琐，因此需要建立虚拟机网络拓扑提供虚拟机网络运行环境，从而达到对应用网络化实现稳定、隔离的效果。虚拟机网络技术提供了一个努力的方向，但现有技术仅局限于创建部署虚拟网络，而在虚拟网络传输效率以及虚拟网络的维护上都表现不足。那么如何将分布在不同网络中不同宿主机上的多个虚拟机连接起来按需动态组成虚拟网络，并为运行在该虚拟网络上的应用提供良好的网络性能保障，是构建与管理虚拟机网络的关键技术之一。本文着重对这些关键技术进行研究，提出了有效的解决方案，借助P2P的思想架构一个灵活、稳定、高效的虚拟机网络，设计并实现了一个虚拟机网络拓扑管理系统。论文的主要工作包括：1 按需动态创建灵活、动态的虚拟机网络。设计虚拟机网络服务引擎来解析定制用户需求的虚拟网络，将用户从繁琐的网络创建和管理中解脱出来；同时针对虚拟机可能分布在不同的网络中的不同宿主机上，设计VM-VPN引擎模块实现分布式虚拟网桥的方式来架构虚拟机网络，该虚拟机网络全部由虚拟节点构成。 2 为了克服传统方法中少数节点转发的瓶颈问题，本文采取了一种两两节点间P2P的通讯模式，并且一对多节点的通讯采用组播的模式，使得节点间的通讯无需其他节点的转发。这样不仅较好的避免转发节点的单点失效问题，而且大大提高了虚拟网络中数据的传输效率，同时节省了带宽。3自适应的虚拟机网络拓扑维护。针对虚拟机节点的动态性，本文设计公告牌模块来统一管理虚拟机节点信息，同时对于虚拟机的迁移特性设计网络拓扑维护模块，使用通知和更新机制来维护网络拓扑的稳定，为上层提供良好的应用。针对以上工作设计两个实验场景，对比使用不同的方式架构的网络的数据传输效率，给出虚拟机迁移场景的虚拟机网络拓扑恢复时间分析。实验结果表明，与采用C/S模式架构的虚拟网络相比，系统中两两节点间通讯性能高10%，而对于虚拟网络中大量无关的两两节点间的通讯时，其性能将是C/S架构的虚拟网络的2~3倍；并且在一对多节点的通讯时比C/S架构的虚拟网络中C-S通讯中高10%，是C-C通讯中的2倍，节省网络带宽。而在虚拟机节点迁移场景中本系统由于采用定时更新机制使得虚拟网络的恢复性能是OpenVPN架构的虚拟网络的性能的5倍左右。因此通过实验验证了系统具有良好的性能。