随着云计算的快速发展,各大云服务提供商研发的云产品功能逐渐完善。云服务提供商面向用户提供丰富的计算资源池和存储资源池,用户按需购买即可使用。基于公有云云服务开通便捷、按需分配和资源可弹性伸缩的特点,越来越多的传统单位将资源需求弹性变化较大的应用程序部署到公有云上,资源需求稳定的应用程序部署在私有云服务器,借助公有云的计算资源提供更稳定的IT服务。IT服务容器化已经越来越普遍,Docker容器技术具有快速启动和可移植的特点,IT研发人员基于Docker容器技术部署应用服务,使用容器集群管理工具对多个容器服务进行统一的资源调度和编排管理,依据计算节点的负载情况,将容器服务灵活地映射到合适的计算节点,提高资源利用率,增强IT服务应对需求变化的能力。因此,基于容器集群管理技术,协调私有云与公有云计算资源的集群管理系统,有广泛的应用价值。本文以实验室云平台为研究对象,对云平台架构和功能进行深入分析,发现几个可以优化的方向,比如虚拟化服务集群管理,统一的存储管理,云灾备和私有云集群向公有云集群无缝扩展等。本人深入学习了现有的混合云架构方案及其核心技术、Kubernetes容器集群管理技术和Ceph分布式存储技术,在详细了解各个技术核心要点之后,针对云平台的优化方向,提出一种私有云与公有云协同的集群管理系统。本文设计中控管理层和守护进程,两者组成Master-Slave架构,构建主机集群,将私有云中的服务器和公有云中的云服务器视做无差别的计算节点,加入主机集群,由中控管理层统一调度管理。在中控管理层封装一系列公有云API,动态伸缩公有云的基础设施资源。在私有云与公有云分别部署数据中心,用来存储镜像文件、配置文件和应用数据,设计Ceph存储集群作为数据中心的后端存储,采用Ceph的云同步方案完成私有云数据中心向公有云数据中心的数据同步,实现云灾备机制。在主机集群中,根据不同的云环境构建多个Kubernetes容器集群,中控管理层通过计算节点上的守护进程与Kubernetes容器集群的Master节点交互,实现中控管理层对私有云与公有云中多个Kubernetes容器集群的联合管理。经过测试,本文设计并实现的私有云与公有云协同的集群管理系统能够有效管理私有云与公有云的计算资源,快速部署云服务,调度私有云计算机节点与公有云计算节点协同工作,提供可靠的云服务。