近几年来，随着信息服务需求的剧增，数据中心得到了迅速的发展，尤其是云计算技术的提出与普遍推广，改变了数据中心的IT资源交付方式，使得数据中心的物理资源与服务解耦，从而更好的支持各种业务的提供。但是，云计算技术在为数据中心带来各种好处的同时，也引入了很多挑战，如网络架构设计、资源跨域联合、数据中心监控、绿色节能等各种问题亟待解决。本文主要针对资源跨域联合与数据中心监控两个挑战进行研究并提出解决方案。在资源跨域联合方面，目前的研究工作主要从多数据中心数据备份和同步的需求入手，集中在实现数据中心之间静态的大容量数据传输。对于云计算数据中心，除了数据备份和同步，还存在按需动态调整业务和多租户共享隔离的需求。针对这些需求，本文提出了一种利用光网络虚拟化实现数据中心资源跨域联合的解决方案。利用光网络通信容量大，中继距离长，保密性好，业务无关，成本低，以及支持多种交换传输粒度，高效的管理和保护技术，丰富的控制接口等特性，并基于对计算机虚拟化的分析，在光网络的管理平面实现了虚拟化。该解决方案实现了包括抽象性，隔离性，弹性，可编程性，认证，鉴权和记账等在内的虚拟化特性，同时在位于上海的光网络试验床中，对该解决方案进行了功能和性能的验证，验证结果表明该方案实现了功能较为完整，性能良好的、灵活的光网络虚拟化，从而为数据中心资源的跨域联合提供了基础。在数据中心监控方面，已有的研究工作及业界的解决方案通常都只针对特定的系统边界，如针对计算资源的系统监控或针对网络资源的网络监控。而云计算技术使得各种资源结合的更加紧密，如虚拟机不恰当地迁移，会造成网络负载的加重，反之亦然。为此数据中心需要融合的管理方案，即实现对各种资源的统一监控。针对这样的需求，本文提出了一种新型的数据中心监控系统。该监控系统采用基于sFlow的监控数据采集与解析，实现了部署简单、轻量级、可扩展性高、基于主动推送的数据采集；基于MongoDB的类似RRD环状数据库的监控数据存储，在保持RRD的一些良好特性的基础上，将其改造为基于MongoDB的存储，根据对监控数据的不同时间段和粒度的需求，对数据做相应的处理，支持海量监控数据的存储；基于Node.js的监控数据Web呈现，实现了对客户端要求低、丰富直观的监控数据呈现。同时对监控系统进行了一系列的测试，包括sFlow监控代理的开销测试，收集解析的压力测试以及系统的可扩展性测试等。测试结果表明该系统实现了轻量级、高可扩展等特性，从而为数据中心的融合管理提供可靠及时的依据。