臺灣博碩士論文加值系統

近年來「雲端運算」被視為另一種網路革命的開端，各國政府皆積極投入雲端運算產業發展。面對構成雲端運算服務背後的成千上百台的主機，如果沒有一個好的快速及可擴充式部署方法，會導致事倍功半之情況發生。
本研究將提出一種部署方法，其可快速的部署虛擬化環境，並能將運算主機和儲存主機的資源充份應用，並經實驗證明分別測量部署1個VM、5個VM和10個VM的時間，可比傳統的部署方式分別省下的時間的比率為71.86%、72.51%和78.34%，並能證明能節省的時間會隨著需要部署的主機數量越多，而會有成正比的成長。

Cloud computing is considered as the beginning of another internet revolution In recent years. Many governments of countries are developing the cloud computing industry. To deal with of hundreds or thousands of hosts behind cloud computing services, If there were no a rapid and scalable deployment method, it would make get half the result with twice the effort.
This paper proposes an approach, which can rapid deploy virtualization environment and totally used computing and storage resources. In our experiment , We found that it save around the 70% of deployment time, and prove the rate of saving time proportional to the number of deploying hosts.

目錄
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 3
1.3研究目的 4
1.4論文架構 5
第二章 技術探討 6
2.1無磁碟系統 6
2.1.1 PXE (Preboot Execution Environment) 8
2.1.2 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)10
2.1.3 TFTP (Trivial File Transfer Protocol) 11
2.1.4 NFS (Network File System) 12
2.2 虛擬化(Virtualization) 13
2.2.1 虛擬化的應用 13
2.2.2 伺服器虛擬化 15
2.3 分散式檔案系統（Distributed file system, DFS） 17
2.3.1常見的分散式檔案系統比較 19
第三章 研究方法與設計 20
3.1 研究流程 20
3.2 研究方法與設計 21
3.2.1 設計動機 21
3.2.2 Diskless Remote Boot in Linux (DRBL) 24
3.2.3 Kernel base Virtual Machine (KVM) 25
3.2.4 MooseFS (MFS) 26
第四章 研究實作與分析 30
4.1 實驗環境 30
4.1.2 網路IP規劃 31
4.2 硬體環境 32
4.3 實驗結果 34
4.4 實驗測試 64
4.5 實驗效益 64
第五章 結論與未來展望 66
5.1 研究結論 66
5.2 研究限制 67
5.3 建議與未來展望 67
參考文獻 68

圖目錄
圖 1 無硬碟系統示意圖 7
圖 2 PXE 的 SERVER/CLIENT 相關的運作流程示意 9
圖 3 DHCP 的相關的運作流程示意圖 11
圖 4 NFS 的相關的運作流程示意圖 12
圖 5 DISTRIBUTED FILE SYSTEM示意圖 18
圖 6 研究流程圖 20
圖 7 傳統虛擬化環境架構圖 22
圖 8本論文提出之虛擬化環境架構圖 23
圖 9 DISKLESS REMOTE BOOT IN LINUX 示意圖 24
圖 10 KVM 示意圖 26
圖 11 MFS 架構示意圖 27
圖 12 MFS檔案讀取流程示意圖 28
圖 13 MFS檔案讀取流程示意圖 29
圖 14 建立測試VM 35
圖 15 MOOSEFS 管理介面 36
圖 16 設定NETWORK BOOTING SERVICE 36
圖 17 NODE1 開機圖 44
圖 18 NODE1 檔案系統圖 45
圖 19 NODE2 開機圖 46
圖 20 NODE2 檔案系統圖 47
圖 21 NODE3 開機圖 48
圖 22 NODE3 檔案系統圖 49
圖 23 NODE4 開機圖 50
圖 24 NODE4 檔案系統圖 51
圖 25 MOOSEFS 管理介面(五台CHUNK SERVER) 52
圖 26 NODE1 ~ NODE4 都加入VM管理介面 52
圖 27 設定STORAGE_POOL為SHARE_STORAGE 53
圖 28 建立WINXP VM和UBUNTU VM 54
圖 29 VM LIVE MIGRATION 圖 55
圖 30 PING 測試圖-1 56
圖 31 PING測試圖-2 57
圖 32 MOOSEFS 五台CHUNK SERVER 58
圖 33 關閉一台CHUNK SERVER 59
圖 34 關閉兩台CHUNK SERVER 60
圖 35 關閉三台CHNIK SERVER 61
圖 36 關閉四台CHNUK SERVER 62
圖 37 PING測試圖-3 63

表目錄
表 1 三種常見的DFS比較表 19
表 2 IP分類表 31
表 3 PRIVATE IP 分類表 32
表 4 五台主機資訊 33
表 5 NODE1 ~ NODE4 IP及 MAC 表 37
表 6 NODE ~ NODE4 硬體規格表 42
表 7 NODE1 ~ NODE4 IP及 MAC 表 43
表 8本論文提出的快速部署機制與使用光碟片安裝OS方式的所節省時間比較表 65

一、中文文獻
[1].中華民國僑務委員會 <雲端運算產業發展方案(99.04.29行政院會通過)>，網址：http://www.ocac.gov.tw/public/dep3public.asp?selno=9337，上網日期：2013年12月02日。
[2].行政院科技會報，<雲端運算應用與產業發展方案>，行政院，2011年11月。
[3].Apache Cloudstack，，網址：http://cloudstack.apache.org/docs/zh-TW/Apache_CloudStack/4.1.0/html-single/Developers_Guide/index.html，上網日期：2014年01月16日。
[4].陳永樵，<無硬碟系統簡介>，網址：http://www.cc.ntu.edu.tw/chinese/epaper/0012/20100320_1204.htm，上網日期：2013年 11月10日。
[5].三勝資訊有限公司，<什麼是無硬碟系統？>，網址：http://www.sscg.com.tw/winpxe-06.htm，上網日期：2013年10月25日。
[6].國家高速網路與計算機中心自由軟體實驗室，，網址：http://drbl.nchc.org.tw/introduction/， 上網日期：2013年8月11日。
[7].Wikipedia，<虛擬化>，網址：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%99%9B%E6%93%AC%E5%8C%96，上網日期：2013年6月11日。
[8].楊之英，<淺談虛擬化技術－應用虛擬化技術建置財金公司測試作業平台架構>，網址：http://www.fisc.com.tw/tc/knowledge/quarterly1.aspx?PKEY=f1d6ae79-8e09-485f-8057-f8beb61aa803，上網日期：2014年2月7日。
[9].Apache CloudStack，< CloudStack 開發者指南>，網址：http://cloudstack.apache.org/docs/zh-TW/Apache_CloudStack/4.1.0/html-single/Developers_Guide/index.html，上網日期：2014年2月12日。
[10].吳育儒，《整合路由模擬器與虛擬機器之網路管理學習環境》，碩士論文，淡江大學資訊管理研究所，2011。
[11].王子豪，《運用Open Source提供圖型化虛擬網路實驗室之管理》，碩士論文，淡江大學資訊管理研究所，2013。
[12].楊博鑑，《以雲端虛擬化為例探討即時遷移運用》，碩士論文，台北城市科技大學電子商務研究所碩士班，2012。
[13].倪丞頤，《利用TPM提供高安全性的虛擬機動態遷移機制》，碩士論文，國立中央大學資訊工程研究所，2011。
[14].王俊棠，《多樣性配置下的效能分析來改善Xen上之虛擬路由器轉送效能》，碩士論文，國立中央大學資訊工程研究所，2011。
[15].李尚憲，《虛擬網路實驗室自動佈署機制之研究》，碩士論文，淡江大學資訊管理研究所，2009。
[16]. 曾錫輝，《虛擬環境中自動化資源管理系統之設計原理與績效分析》，碩士論文，東吳大學商學院 資訊管理學系，2011。
二、英文文獻
[17].National Institute of Standards and Technology, “Cloud Computing Synopsis and Recommendations”. http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-146/sp800-146.pdf, accessed 2014/02/16.
[18].Wikipedia, “Preboot Execution Environment”. http://en.wikipedia.org/wiki/Preboot_Execution_Environment, accessed 2013/09/27.
[19].Wikipedia, “Dynamic Host Configuration Protocol”. http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_Host_Configuration_Protocol, accessed 2013/06/28.
[20].Wikipedia, " Trivial File Transfer Protocol”. http://en.wikipedia.org/wiki/Trivial_File_Transfer_Protocol, accessed 2013/06/28.
[21].Wikipedia,”Network File ystem”, http://en.wikipedia.org/wiki/Network_File_System, accessed 2013/06/30.
[22].Wikipedia,” Software-defined networking”, http://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_networking, accessed 2014/02/10.
[23].Wikipedia,” Kernel-based Virtual Machine”, http://en.wikipedia.org/wiki/Kernel-based_Virtual_Machine, accessed 2014/02/10.
[24]. Wikipedia,” Moose File System”, http://en.wikipedia.org/wiki/Moose_File_System, accessed 2014/02/10.
[25]. Droms, R. (1999): « Automated configuration of TCP/IP with DHCP ». Internet Computing, IEEE, 3(4), p.45-53.
[26]. Changsheng Lin. and Tian Su. and Zhiqian Wang. (2011) : « Summary of high-availability DHCP service solutions ». Broadband Network and Multimedia Technology (IC-BNMT), 2011 4th IEEE International Conference on, p. 12-17.
[27]. Jenq-Haur Wang, and Chun-Yi Tsai, and Tzao-Lin Lee. (2008): « DHCP support for secure automatic detection of host status ». Computer Systems Architecture Conference, 2008. ACSAC 2008. 13th Asia-Pacific, p. 1-4.
[28]. Huan Chen, and Rongfeng Tang, and Yi Zhao et al. (2006): « Research on Key Technologies of Load Balancing for NFS Server with Multiple Network Paths ». Grid and Cooperative Computing Workshops, 2006. GCCW ''06. Fifth International Conference on, p. 407-411.
[29]. Garcia, F. and Calderon, A. and Carretero, J. et al. (2003): « A parallel and fault tolerant file system based on NFS servers ». Parallel, Distributed and Network-Based Processing, 2003. Proceedings. Eleventh Euromicro Conference on, p. 83-90.
[30]. Cruz, T. and Simões, P. and Bastos, F. et al. (2010): « Integration of PXE-based desktop solutions into broadband access networks ». Network and Service Management (CNSM), 2010 International Conference on, p. 182-189.
[31]. Li Jinhui and Zhang Ke and Zhang Fang (2011): « Network center''s highly-efficient management solutions based on intel PXE-based remote cloning system ». Advanced Computer Control (ICACC), 2011 3rd International Conference on, p. 407-411.
[32]. Tzong-Jye Liu and Chun-Yan Chung and Chia-Lin Lee (2011): « A high performance and low cost distributed file system ». Software Engineering and Service Science (ICSESS), 2011 IEEE 2nd International Conference on, p. 47-50.
[33]. Anand, A. and Dhingra, M. and Lakshmi, J. et al. (2012): « Resource usage monitoring for KVM based virtual machines ». Advanced Computing and Communications (ADCOM), 2012 18th Annual International Conference on, p. 66-70.
[34]. Songlin Bai and Kaimin Wu. (2011): « The Performance Study on Several Distributed File Systems ». Cyber-Enabled Distributed Computing and Knowledge Discovery (CyberC), 2011 International Conference on, p. 226-229.
[35]. Chunlu Wang and Along Chai and Zhanye Wang et al. (2013): « CB-CDP: A cloud based continuous data protection system ». Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet), 2013 3rd International Conference on, p. 188-191.
[36]. Jiongyu Yu and Weigang Wu and Huaguan Li (2012): « DMooseFS: Design and implementation of distributed files system with distributed metadata server ». Cloud Computing Congress (APCloudCC), 2012 IEEE Asia Pacific, p. 42-47.