近年来,随着云计算领域技术的发展和市场规模的扩大,越来越多的企业和个人将业务和数据向云数据中心转移以寻求更加高效的系统运维,数据中心面临着巨大的资源负载的压力和服务失效的风险。海量资源的配置需求和高昂的停机代价使得构建一个高可用的云计算平台无论对于用户还是云服务提供商来说都是一个重要的研究课题。为了实现高可用的建设目标,容器、网络虚拟化等新兴的虚拟化技术被运用到云计算平台的计算和网络资源的管理,为资源可用性的优化提供更多的可能。与此同时,高可用云计算平台扩展了传统云计算架构的业务处理层和平台管理层,带来了新的资源管理和可用性优化的挑战。围绕上述高可用云计算平台的资源管理方面的研究,现有的工作已经取得了一定的进展,但是仍然存在许多不足之处。首先,虚拟化资源编排方面,大多数的研究关注于单一的任务（容器）或者虚拟机调度,没有考虑虚拟机上部署容器的混合虚拟化的计算资源的特点,并且着重资源效用的提升忽视了可用性的优化;其次,网络资源管理方面,大多数的研究提出了通用的网络管理优化框架,容易忽视具体的如虚拟路由器的网络资源的特点,并且很多研究都没有考虑到计算资源负载对云计算网络性能的影响。针对上述问题,本论文分别提出了基于联合调度的混合虚拟化资源编排机制和CPU负载感知的分布式虚拟路由优化机制。首先,针对混合虚拟化场景下跨层联动性信息缺失导致的资源管理效率低下的问题,本论文提出了跨层信息联动、提升资源效用和资源可用性的优化思路,构建了相应的资源效用和资源可用性模型,将问题抽象成多目标优化问题,借助NSGA-II算法实现了效用和可用性的联合优化。其次,针对高可用云计算网络管理忽视计算负载影响导致网络性能下降的问题,本论文以虚拟路由器的放置问题为切入点,通过对高可用云计算网络模式的研究,总结出虚拟路由器放置的优化思路,构建了0-1整数规划（BIP）的理论模型,并设计了基于分支定界和牛顿法的近似最优的虚拟路由器放置策略。基于上述两个层面的优化机制,本文分别设计了对应的对比试验验证了资源可用性优化机制的可行性和高效性。综上所述,本论文分别从业务处理和平台管理两个层面为云计算平台设计了可用性优化的资源管理机制。考虑到多数的理论研究都停留在数值仿真的阶段,为了进一步地证实本文提出的优化机制的可行性和在实际云计算环境中的性能,本论文设计了多层次的云计算资源可用性优化系统,整合了联合调度和网络资源两大核心功能模块实现理论研究的成果。最终通过在实际云环境中部署和性能指标的测试,证明了本论文设计系统在资源可用性方面的提升。