在云计算数据中心中,虚拟磁盘镜像作为保存虚拟机运行环境的容器,其访问效率将影响整个系统的性能。为了缓解虚拟机管理的瓶颈问题,一些协作式的虚拟磁盘镜像存储系统和方案相继被提出。但随着云计算系统中虚拟机规模越来越大且通信模式越来越复杂,数据中心计算节点间网络负载变得很不均衡。而由于协作式存储系统也占用计算节点间网络资源,如果对该系统中镜像存储和访问模式不加以控制,这可能使得网络负载不均衡程度更加严重,从而在计算节点产生I/O瓶颈,导致虚拟机访问镜像数据的I/O性能严重退化。面向虚拟磁盘镜像的自适应协作式存储系统,相比于现有的虚拟磁盘镜像存储系统,通过感知系统运行时的网络状态,可以动态地均衡访问镜像数据时所产生的网络流量。具体策略是,采用基于两级计算节点本地磁盘缓存的三层镜像存储构架,以镜像块的方式将镜像文件分片缓存在各个计算节点中,使得虚拟机可以访问到不同节点中的镜像块。同时,网络负载较轻的计算节点将自适应地被分配较多的来自计算节点中虚拟机的镜像块访问请求,而网络负载较重的节点将被分配较少的镜像块访问请求。这种方法可以消除由于协作式镜像存储所导致的数据中心网络负载不均衡的问题,使得全局网络负载均衡,从而提高虚拟机的I/O性能。实验结果表明,在数据中心不同的网络负载模式下,面向虚拟磁盘镜像的自适应协作式存储系统和当前主流的协作式虚拟磁盘镜像存储系统相比,可以获得良好的性能提升,具体体现在虚拟机的启动时间最多可缩短2.6倍,运行数据密集型应用时的I/O吞吐率最多可提升8倍。