Kako će HPE SimpliVity 380 za VDI raditi: teški testovi opterećenja

Kupac je želio VDI. Zaista sam pogledao kombinaciju SimpliVity + VDI Citrix Virtual Desktop. Za sve operatere, službenike gradskih ureda i tako dalje. Samo u prvom talasu migracije ima pet hiljada korisnika i zato su insistirali na testiranju opterećenja. VDI može početi usporavati, može mirno ležati - a to se ne događa uvijek zbog problema s kanalom. Kupili smo vrlo moćan paket za testiranje posebno za VDI i učitavali infrastrukturu dok nije bila previše teška za diskove i procesor.

Dakle, trebat će nam plastična boca i LoginVSI softver za sofisticirane VDI testove. Imamo ga sa licencama za 300 korisnika. Zatim smo uzeli HPE SimpliVity 380 hardver u paketu pogodnom za zadatak maksimalne gustine korisnika po serveru, isjekli virtuelne mašine sa dobrom pretplatom, instalirali na njih kancelarijski softver na Win10 i počeli testirati.

Idemo!

sistem

Dva HPE SimpliVity 380 Gen10 čvora (servera). na svakom:

• 2 x Intel Xeon Platinum 8170 26c 2.1 Ghz.
• RAM: 768GB, 12 x 64GB LRDIMM DDR4 2666MHz.
• Primarni disk kontroler: HPE Smart Array P816i-a SR Gen10.
• Tvrdi diskovi: 9 x 1.92 TB SATA 6Gb/s SSD (u RAID6 7+2 konfiguraciji, tj. ovo je srednji model u terminima HPE SimpliVity).
• Mrežne kartice: 4 x 1Gb Eth (korisnički podaci), 2 x 10Gb Eth (SimpliVity i vMotion backend).
• Specijalne ugrađene FPGA kartice u svakom čvoru za deduplikaciju/kompresiju.

Čvorovi su međusobno povezani preko 10Gb Ethernet interkonekcije direktno bez eksternog prekidača, koji se koristi kao SimpliVity backend i za prijenos podataka virtuelne mašine putem NFS-a. Podaci virtuelne mašine u klasteru se uvek preslikavaju između dva čvora.

Čvorovi su kombinovani u Vmware vSphere klaster kojim upravlja vCenter.

Za testiranje su raspoređeni kontroler domene i Citrix posrednik veze. Kontroler domena, broker i vCenter smješteni su u poseban klaster.


Kao testna infrastruktura, 300 virtuelnih desktopa je raspoređeno u konfiguraciji Dedicated – Full Copy, odnosno svaka radna površina je potpuna kopija originalne slike virtuelne mašine i čuva sve promene koje su izvršili korisnici.

Svaka virtuelna mašina ima 2vCPU i 4GB RAM-a:

Na virtuelnim mašinama je instaliran sledeći softver potreban za testiranje:

• Windows 10 (64-bitna), verzija 1809.
• Adobe Reader XI.
• Citrix Virtual Delivery Agent 1811.1.
• Doro PDF 1.82.
• Java 7 ažuriranje 13.
• Microsoft Office Professional Plus 2016.

Između čvorova - sinhrona replikacija. Svaki blok podataka u klasteru ima dvije kopije. To jest, sada postoji kompletan skup podataka o svakom od čvorova. Sa klasterom od tri ili više čvorova, kopije blokova su na dva različita mjesta. Prilikom kreiranja novog VM-a, kreira se dodatna kopija na jednom od čvorova klastera. Kada jedan čvor pokvari, svi VM-ovi koji su prethodno bili na njemu automatski se ponovo pokreću na drugim čvorovima gdje imaju replike. Ako čvor otkaže duže vrijeme, tada počinje postupno obnavljanje redundancije, a klaster se vraća na N+1 redundanciju.

Balansiranje i skladištenje podataka se dešava na nivou softvera za skladištenje samog SimpliVityja.

Virtuelne mašine pokreću virtuelizacioni klaster, koji ih takođe smešta u softversko skladište. Sami stolovi su uzeti prema standardnom šablonu: stolovi finansijera i operativnih službenika su došli na testiranje (to su dva različita šablona).

Testiranje

Za testiranje je korišten softverski testni paket LoginVSI 4.1. Kompleks LoginVSI, koji se sastoji od kontrolnog servera i 12 mašina za probne veze, raspoređen je na zasebnom fizičkom hostu.


Testiranje je obavljeno na tri načina:

Referentni režim - slučajevi opterećenja 300 radnika znanja i 300 radnika za skladištenje.

Standardni način rada - slučaj opterećenja 300 Power Workers.

Da bi se omogućilo Power radnicima da rade i povećali raznolikost opterećenja, biblioteka dodatnih datoteka Power Library je dodana u LoginVSI kompleks. Kako bi se osigurala ponovljivost rezultata, sve postavke testnog stola ostavljene su kao zadane.

Testovi Knowledge and Power Workers simuliraju stvarno radno opterećenje korisnika koji rade na virtuelnim radnim stanicama.

Test Storage Workers kreiran je posebno za testiranje sistema za pohranu podataka, daleko je od stvarnih opterećenja i uglavnom uključuje rad korisnika s velikim brojem datoteka različitih veličina.

Tokom testiranja, korisnici se prijavljuju na radne stanice 48 minuta po stopi od približno jednog korisnika svakih 10 sekundi.

Rezulʹtaty

Glavni rezultat LoginVSI testiranja je VSImax metrika, koja se kompajlira iz vremena izvršavanja različitih zadataka koje je pokrenuo korisnik. Na primjer: vrijeme za otvaranje datoteke u Notepad-u, vrijeme za kompresiju datoteke u 7-Zip-u, itd.

Detaljan opis izračunavanja metrike dostupan je u zvaničnoj dokumentaciji za link.

Drugim riječima, LoginVSI ponavlja tipičan obrazac učitavanja, simulirajući radnje korisnika u uredskom paketu, čitanje PDF-a i tako dalje, i mjeri različite latencije. Postoji kritičan nivo kašnjenja „sve se usporava, nemoguće je raditi“), prije kojeg se smatra da nije dostignut maksimalan broj korisnika. Ako je vrijeme odgovora 1 ms brže od ovog stanja „sve je sporo“, smatra se da sistem radi normalno i može se dodati još korisnika.

Evo glavnih metrika:

Metrics

Poduzete radnje

Detaljno описание

Opterećene komponente

N.S.L.D.

Vrijeme otvaranja teksta
fajl težine 1 KB

Notepad se otvara i
otvara nasumični dokument od 1 KB koji se kopira iz skupa
resurse

CPU i I/O

NFO

Vrijeme otvaranja dijaloga
prozori u notepadu

Otvaranje VSI-Notepad datoteke [Ctrl+O]

CPU, RAM i I/O

ZHC*

Vrijeme je za kreiranje visoko komprimirane Zip datoteke

Lokalna kompresija
nasumični 5MB .pst fajl kopiran iz
resursni fond

CPU i I/O

ZLC*

Vrijeme je za kreiranje slabo komprimirane Zip datoteke

Lokalna kompresija
nasumični 5MB .pst fajl kopiran iz
resursni fond

I / O

CPU

Računanje veliko
niz slučajnih podataka

Kreiranje velikog niza
nasumični podaci koji će se koristiti u ulazno/izlaznom tajmeru (I/O tajmer)

CPU

Kada se vrši testiranje, inicijalno se izračunava osnovna VSIbase metrika, koja pokazuje brzinu kojom se poslovi izvršavaju bez opterećenja sistema. Na osnovu toga se određuje VSImax Threshold, koji je jednak VSIbase + 1ms.

Zaključci o performansama sistema donose se na osnovu dvije metrike: VSIbase, koji određuje brzinu sistema, i VSImax prag, koji određuje maksimalan broj korisnika koje sistem može podnijeti bez značajne degradacije.

300 referentnih radnika

Stručnjaci su korisnici koji redovno opterećuju memoriju, procesor i IO raznim malim vrhovima. Softver oponaša radno opterećenje zahtjevnih kancelarijskih korisnika, kao da stalno nešto pickaju (PDF, Java, uredski paket, pregled fotografija, 7-Zip). Kako dodajete korisnike od nula do 300, kašnjenje za svakog se postepeno povećava.

VSImax statistički podaci:

VSIbase = 986ms, VSI prag nije dostignut.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:


Sa ovom vrstom opterećenja, sistem može izdržati povećano opterećenje bez ikakve degradacije u performansama. Vrijeme potrebno za izvršavanje korisničkih zadataka se nesmetano povećava, vrijeme odziva sistema se ne mijenja tokom testiranja i iznosi do 3 ms za pisanje i do 1 ms za čitanje.

Zaključak: 300 korisnika znanja radi na trenutnom klasteru bez ikakvih problema i ne ometaju se jedni s drugima, dostižući pCPU/vCPU prekomjernu pretplatu od 1 do 6. Ukupna kašnjenja ravnomjerno rastu kako se opterećenje povećava, ali propisano ograničenje nije dostignuto.

300 Usporedba radnika u skladištu

To su korisnici koji stalno pišu i čitaju u omjeru 30 prema 70. Ovaj test je proveden više radi eksperimentiranja. VSImax statistički podaci:


VSIbase = 1673, VSI prag dosegnut na 240 korisnika.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:

Ova vrsta opterećenja je u suštini test stresa sistema za skladištenje. Kada se izvrši, svaki korisnik upisuje mnogo nasumičnih datoteka različitih veličina na disk. U ovom slučaju se može vidjeti da kada se premaši određeni prag opterećenja za neke korisnike, vrijeme potrebno za dovršenje zadataka za pisanje datoteka se povećava. Istovremeno, opterećenje sistema za skladištenje podataka, procesora i memorije hostova se ne menja značajno, tako da je trenutno nemoguće utvrditi šta je tačno uzrok kašnjenja.

Zaključci o performansama sistema pomoću ovog testa mogu se doneti samo u poređenju sa rezultatima testiranja na drugim sistemima, jer su takva opterećenja sintetička i nerealna. Međutim, generalno gledano, test je prošao dobro. Sve je išlo dobro do 210 sesija, a onda su počeli čudni odgovori, koji se nigdje osim Login VSI nisu pratili.

300 električara

Ovo su korisnici koji vole CPU, memoriju i visok IO. Ovi „napredni korisnici“ redovno izvršavaju složene zadatke sa dugim rafalima, kao što su instaliranje novog softvera i raspakivanje velikih arhiva. VSImax statistički podaci:


VSIbase = 970, VSI prag nije dostignut.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:


Tokom testiranja, na jednom od sistemskih čvorova dostignut je prag opterećenja procesora, ali to nije imalo značajniji uticaj na njegov rad:

U ovom slučaju, sistem može izdržati povećano opterećenje bez značajnog smanjenja performansi. Vrijeme potrebno za izvršavanje korisničkih zadataka se nesmetano povećava, vrijeme odziva sistema se ne mijenja tokom testiranja i iznosi do 3 ms za pisanje i do 1 ms za čitanje.

Redovni testovi nisu bili dovoljni za kupca, pa smo otišli dalje: povećali smo karakteristike VM-a (broj vCPU-a za procjenu povećanja pretplate i veličine diska) i dodali dodatno opterećenje.

Prilikom provođenja dodatnih ispitivanja korištena je sljedeća konfiguracija štanda:
300 virtuelnih desktopa je raspoređeno u konfiguraciji od 4vCPU, 4GB RAM-a, 80GB HDD.

Konfiguracija jedne od mašina za testiranje:


Mašine su raspoređene u opciji Namjensko – potpuna kopija:

300 znanstvenih radnika mjerilo s prekomjernom pretplatom 12

VSImax statistički podaci:


VSIbase = 921 ms, VSI prag nije dostignut.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:


Dobijeni rezultati su slični testiranju prethodne VM konfiguracije.

300 elektrana sa 12 pretplatnika

VSImax statistički podaci:


VSIbase = 933, VSI prag nije dostignut.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:


Tokom ovog testiranja dostignut je i prag opterećenja procesora, ali to nije imalo značajan uticaj na performanse:

Dobiveni rezultati su slični testiranju prethodne konfiguracije.

Šta će se desiti ako radite sa opterećenjem 10 sati?

Sada da vidimo da li će doći do "efekta akumulacije" i da radimo testove 10 sati zaredom.

Dugoročna ispitivanja i opis presjeka trebali bi biti usmjereni na to da se želi provjeriti da li će nastati problemi sa rešetkom pod dužim opterećenjem na njoj.

300 referentnih radnika + 10 sati

Dodatno, testiran je slučaj opterećenja od 300 radnika znanja, nakon čega je uslijedio rad korisnika u trajanju od 10 sati.

VSImax statistički podaci:


VSIbase = 919 ms, VSI prag nije dostignut.

VSImax Detaljni statistički podaci:


Grafikon pokazuje da nije uočena degradacija performansi tokom cijelog testa.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:


Performanse sistema za skladištenje ostaju iste tokom testa.

Dodatno ispitivanje uz dodatak sintetičkog opterećenja

Kupac je tražio da se na disk doda divlje opterećenje. Da bi se to uradilo, sistemu za skladištenje u svakoj od korisnikovih virtuelnih mašina dodat je zadatak za pokretanje sintetičkog opterećenja na disku kada se korisnik prijavi u sistem. Opterećenje je osigurao fio uslužni program, koji vam omogućava da ograničite opterećenje na disku brojem IOPS-a. U svakoj mašini pokrenut je zadatak za pokretanje dodatnog opterećenja u iznosu od 22 IOPS 70%/30% Random Read/Write.

300 referentnih radnika + 22 IOPS po korisniku

U početnom testiranju, utvrđeno je da fio nameće značajne CPU-ove na virtuelnim mašinama. To je dovelo do brzog preopterećenja procesora domaćina i uvelike uticalo na rad sistema u celini.

Opterećenje procesora domaćina:




Istovremeno, kašnjenja u sistemu skladištenja su takođe prirodno porasla:


Nedostatak računarske snage postao je kritičan oko 240 korisnika:


Zbog dobijenih rezultata odlučeno je da se sprovede testiranje koje je bilo manje CPU intenzivno.

230 kancelarijskih radnika benchmark + 22 IOPS po korisniku

Da bi se smanjilo opterećenje CPU-a, odabran je tip opterećenja Office radnika, a svakoj sesiji je dodano 22 IOPS sintetičkog opterećenja.

Test je bio ograničen na 230 sesija kako se ne bi prekoračilo maksimalno opterećenje CPU-a.

Test je izveden sa korisnicima koji su radili 10 sati kako bi se provjerila stabilnost sistema tokom dugotrajnog rada pri maksimalnom opterećenju.

VSImax statistički podaci:


VSIbase = 918 ms, VSI prag nije dostignut.

VSImax Detaljni statistički podaci:


Grafikon pokazuje da nije uočena degradacija performansi tokom cijelog testa.

Statistika opterećenja procesora:




Prilikom izvođenja ovog testa, opterećenje CPU-a domaćina je bilo gotovo maksimalno.

Statistika opterećenja sistema za pohranu iz praćenja SimpliVity:


Performanse sistema za skladištenje ostaju iste tokom testa.

Opterećenje sistema za skladištenje tokom testa bilo je približno 6 IOPS u odnosu 500/60 (40 IOPS čitanje, 3 IOPS pisanje), što je približno 900 IOPS po radnoj stanici.

Vrijeme odgovora je u prosjeku 3 ms za pisanje i do 1 ms za čitanje.

Rezultat

Prilikom simulacije stvarnih opterećenja na HPE SimpliVity infrastrukturi, dobijeni su rezultati koji potvrđuju sposobnost sistema da podrži virtuelne radne površine od najmanje 300 Full Clone mašina na par SimpliVity čvorova. Istovremeno, vrijeme odziva sustava za pohranu je održavano na optimalnom nivou tokom cijelog testiranja.

Veoma smo impresionirani pristupom dugih testova i poređenjem rešenja pre implementacije. Možemo testirati i performanse za vaša radna opterećenja ako želite. Uključujući druga hiperkonvergentna rješenja. Pomenuti kupac sada paralelno završava testove na drugom rješenju. Njegova trenutna infrastruktura je jednostavno flota računara, domena i softvera na svakom radnom mestu. Prelazak na VDI bez testova je, naravno, prilično težak. Konkretno, teško je razumjeti stvarne mogućnosti VDI farme bez migracije stvarnih korisnika na nju. A ovi testovi vam omogućavaju da brzo procenite stvarne mogućnosti određenog sistema bez potrebe za uključivanjem običnih korisnika. Odatle dolazi ova studija.

Drugi važan pristup je da se kupac odmah obavezao na pravilno skaliranje. Ovdje možete kupiti dodatni server i dodati farmu, npr. za 100 korisnika, sve je predvidljivo po cijeni korisnika. Na primjer, kada treba da dodaju još 300 korisnika, znat će da su im potrebna dva servera u već definiranoj konfiguraciji, umjesto da preispitaju nadogradnju cijele svoje infrastrukture.

Zanimljive su mogućnosti HPE SimpliVity federacije. Posao je geografski odvojen, tako da ima smisla instalirati svoj zasebni VDI hardver u udaljenoj kancelariji. U SimpliVity federaciji, svaka virtuelna mašina se replicira prema rasporedu sa mogućnošću replikacije između geografski udaljenih klastera veoma brzo i bez opterećenja na kanalu - ovo je ugrađena rezervna kopija veoma dobrog nivoa. Prilikom repliciranja VM-ova između lokacija, kanal se koristi što je moguće minimalno, a to omogućava izgradnju vrlo zanimljivih DR arhitektura uz prisustvo jednog kontrolnog centra i gomile decentraliziranih lokacija za pohranu.

Federacija

Sve ovo zajedno omogućava da se finansijska strana procijeni do detalja, te da se troškovi VDI-a nametnu na planove rasta kompanije, te da se shvati koliko će se brzo rješenje isplatiti i kako će funkcionirati. Jer bilo koji VDI je rješenje koje u konačnici štedi mnogo resursa, ali u isto vrijeme, najvjerovatnije, bez isplative mogućnosti da se promijeni u roku od 5-7 godina korištenja.

Općenito, ako imate pitanja koja nisu za komentar, pišite mi na mk@croc.ru.

izvor: www.habr.com