随着云技术的发展与普及,越来越多的企业开始投向容器云的怀抱,传统应用部署管理模式向云容器微服务架构模式的转型迁移达到了高潮。目前以容器方式部署的云服务多数为服务器应用,而作为占据应用软件相当比例的Windows GUI应用仍缺少成熟的云部署解决方案。为此,本文以搭建Windows GUI应用异构容器云平台为目标,基于Kubernetes容器编排技术,对异构云平台进行了系统架构和方法优化设计。在系统架构方面,本文首先对集群控制平面进行了高可用设计,保证集群的健壮和稳定。其次研究了Windows GUI应用跨平台容器化运行的解决方案,并结合X11和no VNC技术,提出了通过浏览器交付服务的方案。最后设计了云服务管理模块,对云服务的整个流程和生命周期进行管理。在方法优化方面,本文首先分析了Kubernetes默认调度策略的不足,并基于KCSS调度算法优化设计了F-KCSS调度算法,F-KCSS算法更契合云平台上GUI应用Pod的调度偏好,拥有更好的资源利用率和更快的调度速度。其次,结合ARIMA模型和SVR模型设计了混合时序预测模型,混合预测模型能同时发挥单一预测模型在各自领域的优势,以更高的准确率来预测节点未来的资源使用量情况。最后设计了面向集群节点级别的基于预测的节点自动伸缩算法,算法考虑了集群在扩容和缩容决策时应达成的条件,并借助于时间序列预测技术,施行主动式的果断扩容和审慎缩容策略,避免了响应式伸缩技术滞后性和容易造成集群工作负载剧烈抖动的弊端。最后,为验证所设计的Windows GUI应用异构云平台的可用性和有效性,设计实验对云服务交付功能、资源调度效率、混合预测模型的预测精度和节点自动伸缩功能四个方面进行了测试。实验证明,所设计的云平台在控制层面具有高可用性,用户可以通过浏览器接受到Windows GUI应用云服务;F-KCSS调度算法在调度效率上较Kubernetes默认策略和KCSS算法均有提升;混合预测模型的预测误差较小;云平台能够提供基于预测式的节点自动伸缩功能。在云平台系统架构和方法优化方面的设计可以保证云平台具有较好的服务质量。