云计算时代,随着应用规模的不断扩大,计算效率问题日益突出,虚拟计算环境的稳定高效运行得到了当前学术界与工业界的普遍关注。虚拟机的合理部署与调度是虚拟计算环境高效稳定运行的重要保证,也直接影响着物理资源的利用率。同时为了进一步优化虚拟机的运行效率,镜像文件的快速读取以及良好的网络支持是必不可少的,这也是虚拟计算环境为用户提供优质服务的基本保证。本文针对虚拟计算环境资源调度问题,在虚拟机切换与调度、虚拟集群构建、快速镜像读取以及网络规则增量更新等方面开展了研究工作。论文的主要成果包括:(1)提出了虚拟机的实时调度方法。为了加快虚拟机响应外部I/O请求的速度,该方法基于Xen虚拟机的信用调度机制,引入了虚拟CPU的urgent状态,调整了虚拟CPU的时间片大小,并且重新设计了虚拟CPU各个状态间的变化关系。实验表明,相较于传统的信用调度机制,该方法使得虚拟机可以快速地响应I/O请求,进而减小了实时任务的运行延迟。(2)提出了I/O特征感知的虚拟集群动态构建方法。该方法监控并收集物理机与虚拟机的全局运行信息,并结合虚拟机的网络I/O特征和指数平滑预测算法,提供了一种直观有效的虚拟机调度机制。实验表明,通过设定热点阈值与平滑因子,该方法可以有效的避免虚拟机的迁移振荡,并且降低虚拟机调度的额外开销。(3)提出了虚拟机镜像的去冗余存储方法。该方法通过端到端的数据传输实现了虚拟机的快速部署,采用去冗余技术减少了虚拟机镜像的存储空间,并且提供了镜像快速复制、客户端按需读取等高级特性。实验表明,相较于传统的镜像存储机制,去冗余存储方法在保证虚拟机I/O性能同时,可大大降低虚拟计算环境对存储空间的需求。(4)提出了虚拟计算网络规则的增量更新方法。该方法使用SDN技术构建虚拟机网络,并基于Open Flow协议,在网络规则的编译过程中引入了规则间依赖关系的考量,同时采用在线的k因子算法来维护规则优先级的排列分布。实验表明,该增量更新方法可以消除几乎所有的规则优先级更新,进而减小虚拟计算网络的延迟。