云计算(Cloud Computing)是一种全新的商业计算模式。它将大量存储和计算资源在逻辑上组成统一的资源池，让用户可以根据自己的需要弹性地获取存储空间和计算能力。云计算彻底颠覆了传统的计算理念，被视为有可能成为下一代技术革命的标志。云计算拥有高可靠性，可扩展性和高灵活性这样几个特点。　　 虚拟化的概念在20世纪中期就已经被提出，随着计算机技术的发展，虚拟化也被赋予了更广泛的涵义。目前，虚拟化技术已经实现了操作系统、桌面、存储空间、网络带宽等各种硬件和软件资源的虚拟化，使得原本离散、异构的软硬件资源在逻辑上成为统一的整体，为云计算的灵活性和可扩展性提供了技术实现的手段。因此，虚拟化技术是云计算实现的理想工具。　　 然而，在虚拟机集群中，I/O问题已经成为一个主要瓶颈。在虚拟机集群的单物理结点内部，当虚拟机I/O负载较重时，负责处理虚拟机I/O操作的特权域DomainO将面临严重的I/O瓶颈，虚拟机的I/O操作将阻塞导致整个系统性能下降。在虚拟机集群的多个虚拟机结点之间，竞争共享存储的读写也成为一个重要的I/O瓶颈。由于支持虚拟机的动态迁移技术必须使用共享存储，而传统的集中共享存储也必将带来I/O瓶颈问题，因此虚拟机集群的共享存储I/O优化也迫在眉睫。以上两个问题即是本文的主要研究问题。　　 本文首先介绍了云计算和虚拟化技术的兴起和发展过程，阐述了虚拟化技术的特点和优势。接下来总结了现有的虚拟机集群在I/O性能方面存在的问题。　　 第2章针对现有的虚拟机集群架构在I/O方面存在的性能瓶颈提出了一种两层I/O性能优化架构，分别从单物理结点内部和多虚拟节点之间两层进行I/O性能优化。　　 本文第3章提出了单物理结点内部的I/O性能优化方案。主要是通过动态调节DomainO的weight比例，保证特权域有足够的CPU分片来处理I/O事件，借此达到优化I/O性能的目的。　　 接下来第4章提出了多虚拟节点之间的I/O性能优化方案。该方案主要是通过分布式存储替代虚拟机集群集中共享存储，同时通过分布式I/O缓存来达到提升集群I/O性能的目的。　　 最后第五章给出本文的总结，陈述了本文的主要贡献和不足之处，并提出未来工作和展望。