计算机技术和网络技术的飞速发展催生了一系列改变我们生活的信息技术,其中就包括虚拟化技术和集群技术。基于虚拟化的集群系统作为虚拟化技术和集群技术的结合,有着简化基础设施、实现服务器整合、降低管理成本等诸多优点,逐渐在计算机相关的各个领域内得到越来越广泛的研究与应用。然而,这些基于虚拟化的集群系统很多还存在资源利用率低、安全性保障不足等问题。因此,本文针对基于虚拟化的集群系统中算法与灾备策略进行研究,尝试提出能够提高资源利用率、保障安全性的优化改进方案。本文首先深入了解了基于虚拟化的集群系统在国内外的研究现状,并总结归纳了前人工作及研究成果。接下来,进一步学习、理解、研究了虚拟化技术、集群技术等本文中需要用到的关键技术及相关知识,结合实验室具体环境,选择了网络空间安全实训平台作为本文研究的实例。然后,根据网络空间安全实训平台这一基于虚拟化的集群系统的具体特点,设计并实现了虚拟机分配负载均衡算法、单一服务器意外宕机时的灾备策略、多集群系统服务器共用等方面的优化改进方案。最后,在实验室的网络空间安全实训平台上部署基于虚拟化的集群系统的软硬件环境,通过对优化改进前后的方案进行实验测试,验证了优化的可行性及有效性。本文完成的主要工作如下:(1)阅读大量文献资料,了解国内外基于虚拟化的集群系统及其相关领域前人的研究成果,并归纳综述部分前人工作。(2)深入学习虚拟化技术、集群技术等本文所需关键技术及其相关知识的原理、发展、应用等。(3)针对资源利用率低的问题,优化改进基于虚拟化的集群系统的虚拟机分配负载均衡算法。(4)针对安全性保障不足的问题,优化改进基于虚拟化的集群系统单一服务器意外宕机时的灾备策略。(5)针对高校计算机机房、实验室中科研仪器设备闲置与短缺并存的问题,优化改进多个不同基于虚拟化的集群系统共同运行时的策略。(6)针对所提出的优化改进方案,设计、实施多组实验,并深入分析实验测试结果,验证优化改进方案的有效性与可行性。