传统模式下的云应用的开发、发布、部署和维护有着诸多的不足，它们往往给应用开发者、云平台开发者以及云平台终端用户带来繁重工作量。让云平台以虚拟设备的方式封装云应用并提供基于虚拟设备的应用生命周期管理，是解决上述问题的有效办法。而如何利用虚拟设备封装云应用，以及如何在云环境下有效地组织基于虚拟设备的应用开发、发布、部署和维护就成为一个重要的研究课题。针对上述问题，提出了一种基于开放虚拟化格式（Open Virtualization Format，OVF）的通用应用组织模型。在该模型中，使用拓展的OVF格式虚拟设备来封装应用，利用OVF描述文件、OVF环境文件以及虚拟机启动脚本来配置应用中的软件和解决云应用内部各组件间的依赖关系。基于该模型，在CRANE云计算平台上实现了基于虚拟设备的云应用生命周期管理系统CRANE Studio，用于管理CRANE云计算平台上应用的生命周期，包括应用开发、发布、部署和维护。为更高效地开发应用，提出了基于软件预安装的操作系统定制技术，用于加快虚拟机镜像的生成。该系统以Web的形式分别对应用开发者和终端用户提供在线服务，应用开发者可以通过Web网页在CRANE云计算平台上开发、测试、发布和维护虚拟设备，云平台终端用户通过Web网页查找、部署和管理虚拟设备。功能测试表明，CRANE Studio实现了基于OVF格式虚拟设备的应用在线开发，支持虚拟器件的在线测试，提供了应用商店在CRANE云平台中以虚拟设备的形式发布应用，支持应用以虚拟设备的形式在CRANE云计算平台上部署，支持虚拟设备的在线版本更新。性能测试表明，采用基于软件预安装的操作系统定制技术，能将操作系统安装时间平均降低5.04分钟；在资源足够的情况下，虚拟设备部署工具对应用部署的成功率影响较小。