随着云计算和虚拟化技术的蓬勃发展,业界学者逐步深入了相关研究。作为实现云计算的关键基础技术,虚拟化提供了一致性的系统级平台,而镜像文件正是扮演了将该平台实例化的重要角色。尽管如此,如何更好地管理这些镜像文件,特别是镜像的分发效率等问题,并没有得到业界足够的重视。如果能够在云计算IaaS平台中,从镜像文件出发,设计并实现一个相对完备的镜像维度的管理系统,势必能够有效提升未来云服务部署的速度,提高云计算集群的处理效率。本文设计和实现了一个IaaS中的虚拟镜像管理子系统,旨在研发一个高可用、高效率、易移植和服务化的镜像管理基础平台,并优化镜像分发的关键算法。该系统首先在功能性上能够满足用户管理镜像文件可能涉及到的基本需求,并着重提升镜像文件的分发效率；其次,系统还在架构上采用了高内聚低耦合的层次结构,从而降低了对外部的依赖,有利于进行整体迁移,更容易部署实施；此外,本系统不仅仅是一个提供镜像管理的平台,同时还可作为一项基础服务,支持云计算中的其他系统,如虚拟组网等。本文的主要内容是设计并实现一个IaaS中的虚拟镜像管理子系统。为实现该系统,本文首先基于对云计算和虚拟化技术的背景研究,明确了系统需要实现的主要功能,即文件上传、修改、查看、删除和分发等操作；然后,针对目前虚拟机实例化时,遇到的由于获取镜像文件效率不佳引起的超长时延等实际问题剖析原因,并基于胖树型网络这一典型的数据中心网络拓扑结构,提出了一种融合拓扑感知及多点协作的镜像获取方法,还结合镜像分块策略、多点协作策略建立了数学模型,介绍了具体的镜像获取算法；之后,文章概括说明了虚拟镜像管理子系统的架构和层次之间的交互设计,并对关键模块的详细设计进行了深入介绍,还给出了关键模块和算法的测试结果。最后对全文进行总结,并对本文设计的虚拟镜像管理子系统提出具体建议和下一步研究方向。