随着云计算技术的发展，虚拟机的大规模部署越来越重要，这不仅是满足用户需求的根本，也是实现弹性计算的基础。通过对虚拟机创建过程的性能分析，由于其对空间和时间方面的开销，镜像存储及分发是快速部署的重要环节。本文利用镜像文件的分割共享和对计算节点的镜像缓存机制的改进力图减小镜像文件的传输大小，加快镜像的获取，从而缩短虚拟机部署时间。　　本文的主要工作包括以下四个方面:　　(1)调研并分析qcow2镜像格式的特点，利用其易分割、易共享及可压缩的特性，通过对镜像文件的灵活性和性能的折中考虑，将云平台常见的两级镜像结构改为三级镜像结构，既可通过增加的一级镜像来满足用户对镜像文件的方便定制，又因为该级镜像而使镜像文件的共享层次增加，进一步减小镜像的存储及分发大小。通过最后的测试，确定了以qcow2-qcow2-qcow2镜像类型为主的三级镜像结构相比两级镜像有明显的优势。　　(2)基于OpenStack设计并实现了镜像缓存预取机制，通过算法保证对计算节点镜像缓存分布的预先规划，该机制既可在云平台部署初期或计算节点扩展时进行缓存预取，又可在大规模部署虚拟机前可控地缓解镜像库的传输瓶颈，避免云平台的崩溃和突发错误。通过对镜像缓存下载过程的优化，测试结果表明其性能良好。　　(3)基于OpenStack设计并实现了镜像缓存管理系统，在改进原镜像缓存机制的过程中，设计合理的镜像缓存替换算法，增强对计算节点镜像缓存空间的限制，一方面提升了镜像缓存的利用率，显著减少镜像文件的平均传输量，另一方面避免镜像缓存对计算节点磁盘空间的大量消耗。最终的测试结果表明镜像缓存替换算法表现平稳可靠，对虚拟机部署的加速效果明显优秀。　　(4)基于OpenStack设计并实现了利用镜像缓存调度部署虚拟机的机制，对计算节点镜像缓存的高效利用可以进一步减小镜像文件下载的必要性，本文实现的调度机制充分考虑了镜像缓存的分布和集群负载的均衡，通过测试发现该机制在各种并发量下均表现稳定可靠，能够显著减少虚拟机的部署时间。