虚拟化技术已被广泛应用于云计算、数据中心和物理网络系统等。然而随着系统规模不断扩大、业务种类持续增长,如何保证系统稳定高效地持续运行,如何经受严酷特殊环境、无法预知的灾害、随机发生的恶意攻击与误操作等考验,减少非计划宕机影响,从而提供一个更持续稳定、高可用的基础平台,已成为当前计算机系统发展的当务之急。虚拟机热备技术(将主从虚拟机状态周期性或触发式的同步)是当前普遍认可的提高服务可用性技术。热备技术通过冗余的物理资源来保证服务器的不间断运行,从而保证所提供服务的高可用性。然而现有的技术方案没有考虑运行在虚拟机上服务的行为特点和具体的网络环境对服务可用性的影响,已不能满足当前环境下的技术需求。如何解决现有研究不足并进一步提高热备技术的可用性已成为该领域的热点问题。论文对虚拟机的相关概念及虚拟化发展历程做简要介绍,并对与虚拟机热备相关的关键技术进行详细说明,从系统框架、执行流程方面着重分析具有代表性(如Remus)的虚拟机热备系统,在其基础上提出了具有自适应特性的热备系统架构。然后通过对同步过程的细粒度划分,以可用性增长为目标,提出了一种面向Xen虚拟机的自适应同步机制。该机制通过动态控制同步发生时机来改善网络延迟,同时综合考量CPU利用率、Buffer剩余空间等影响可用性的因素,在保证服务延迟的条件下提升系统整体可用性。其次,本文提出了基于延迟写思想的磁盘数据一致性维护方法,该方法用于确保在自适应同步过程中主从虚拟机内部数据及外部状态的一致性。最后,实验结果表明所提出的同步机制实现了对服务延迟的准确预估,降低了服务延迟;所提出的一致性维护方法可确保主从虚拟机的一致性并提升了带宽性能,提高了虚拟机热备系统的可用性。