云计算技术不仅将传统计算机技术与传统网络进行整合,更是引领新一代信息技术行业茁壮成长的重要技术。目前云计算变得日益广泛,已经发展成为互联网的重要技术手段,如何提高云计算服务质量、IDC(Internet Data Center)资源利用率,以及减少云计算供应商资源消耗和用户开销具有极其重要的科研意义。云集群中一个至关重要的问题是集群服务器的负载是否平衡,为了避免传统负载均衡技术应用在云环境中会产生新问题,基于当前最受欢迎的云计算平台OpenStack,对集群负载均衡算法进行研究是非常有意义的。本文首先介绍了云计算和负载均衡技术的研究背景和国内外研究现状,阐述了相关技术原理及概念,分析了当前云计算的基本特征、关键技术和分类,并对比了主流云平台;基于OpenStack构建一个基础设施即服务的云计算架构,对其构成机理、各个组件的逻辑关系进行深入学习,并创建云主机集群。其次,通过分析集群负载均衡算法,提出一种新的算法,该算法首先按照RS硬件配置,使用函数计算其权重,将性能相同(或基本相同)的RS划分到同一个组,且每组RS数目相等(或基本相同);LB周期性的搜集各RS的CPU、Memory等负载信息,并动态修改RS权重,利用轮转调度算法(RR)选取组内最优RS,并计算RS的整体负载和组负载。接着利用改进的加权最少连接算法(WLC),通过组负载均衡器(GLB)选取最优的一组,也即选取最优RS,并分派新到达的任务,实验表明本文算法比RR和WLC更加高效。最后,通过研究Cinder组件,深入分析其后端存储Ceph的子树迁移算法,综合考虑RS异构的特点以及CPU、内存使用率的问题,在原来算法的基础上再加入节点的请求时间,提出一种改进方案,实验结果表明本文的改进方案可以使Ceph元数据管理更加高效。