机群是一组协同工作的独立计算节点的集合，作为一个整体对外提供计算资源和服务。大规模数据中心一直是机群应用的重要领域。随着社会信息化程度的不断提高，数据中心开始在商业活动中扮演至关重要的角色。应用的飞速发展使机群系统具有更高的可用性与可管理性需求。在性能和服务质量不断提高的同时，如何降低管理、维护人力等巨大的拥有成本，也已逐渐成为大规模机群需要解决的重要问题。　　 虚拟化是一种支持多操作系统并行运行在单个物理服务器上的技术。虚拟机凭借其安全、灵活等特点，作为提高资源利用的有效工具，业已得到广泛的应用。虚拟化技术为降低系统配置、维护开销，提高系统资源利用率，保证应用性能隔离等问题提供了理想的解决途径，已经被越来越多的大规模机群系统采用。与此同时，机群系统虚拟化的趋势，也在资源合理使用和负载均衡、高可用管理等方面，对机群管理软件提出了新的挑战。　　 Phoenix机群操作系统是一个集成的、一体化的机群中间件系统，其各个功能子系统被封装成不同的构件，以服务的形式实现交互。本文以提高大规模机群的资源利用率，降低机群管理成本为目的，以Phoenix机群操作系统为工程背景，主要对：1)在机群系统中进行高效的虚拟机管理；2)面向虚拟机管理的高可用服务这两个方面进行了研究。通过分析虚拟化给机群管理系统带来的困难和挑战，提出了资源分配和虚拟机管理服务、以及面向虚拟机管理的高可用服务的实现目标和设计思路，并进行了实践和功能验证。　　 本文首先介绍了选题的背景，即大规模机群遇到的发展瓶颈和机群虚拟化的意义。接着分析、归纳了机群管理软件在虚拟机管理上需要解决的主要问题，以及现有机群操作系统管理能力上的不足。之后，在第三部分详细描述了虚拟机管理设计的关键问题和Phoenix机群操作系统系统资源供应服务和虚拟机管理的实现细节，在第四部分具体说明了Phoenix机群操作系统面向虚拟机管理的可扩展高可用服务的实现目标，以及设计思路。最后，对机群虚拟化对提高资源利用率的意义进行了初步的验证，并对虚拟机管理及其高可用服务进行了性能测试分析，给出客观的评价。