Zákazník chtěl VDI. Opravdu jsem se podíval na kombinaci SimpliVity + VDI Citrix Virtual Desktop. Pro všechny operátory, zaměstnance městského úřadu a tak dále. Jen v první vlně migrace je pět tisíc uživatelů, a proto trvali na zátěžovém testování. VDI se může začít zpomalovat, může si klidně lehnout - a ne vždy se to stane kvůli problémům s kanálem. Koupili jsme velmi výkonný testovací balíček speciálně pro VDI a zatížili infrastrukturu, dokud nebyla příliš těžká na disky a procesor.
Pro sofistikované testy VDI tedy budeme potřebovat plastovou láhev a software LoginVSI. Máme to s licencemi pro 300 uživatelů. Poté jsme vzali hardware HPE SimpliVity 380 v balíčku vhodném pro úkol maximální hustoty uživatelů na server, rozřezali jsme virtuální stroje s dobrým oversubscription, nainstalovali na ně kancelářský software na Win10 a začali testovat.
Pojďme!
systém
Dva uzly (servery) HPE SimpliVity 380 Gen10. Na každém:
- 2 x Intel Xeon Platinum 8170 26c 2.1 GHz.
- RAM: 768 GB, 12 x 64 GB LRDIMM DDR4 2666 MHz.
- Primární řadič disku: HPE Smart Array P816i-a SR Gen10.
- Pevné disky: 9 x 1.92 TB SATA 6Gb/s SSD (v konfiguraci RAID6 7+2, tedy střední model z hlediska HPE SimpliVity).
- Síťové karty: 4 x 1Gb Eth (uživatelská data), 2 x 10Gb Eth (backend SimpliVity a vMotion).
- Speciální vestavěné karty FPGA v každém uzlu pro deduplikaci/kompresi.
Uzly jsou mezi sebou propojeny přes 10Gb ethernetové propojení přímo bez externího přepínače, který se používá jako backend SimpliVity a pro přenos dat virtuálních strojů přes NFS. Data virtuálního stroje v clusteru jsou vždy zrcadlena mezi dvěma uzly.
Uzly jsou sloučeny do clusteru Vmware vSphere spravovaného vCenter.
Pro testování byl nasazen řadič domény a zprostředkovatel připojení Citrix. Řadič domény, broker a vCenter jsou umístěny v samostatném clusteru.
Jako testovací infrastruktura bylo nasazeno 300 virtuálních desktopů v konfiguraci Dedicated – Full Copy, to znamená, že každý desktop je kompletní kopií původního obrazu virtuálního stroje a ukládá všechny změny provedené uživateli.
Každý virtuální stroj má 2vCPU a 4GB RAM:
Na virtuální počítače byl nainstalován následující software potřebný pro testování:
- Windows 10 (64-bit), verze 1809.
- Adobe Reader XI.
- Citrix Virtual Delivery Agent 1811.1.
- Doro PDF 1.82.
- Java 7 aktualizace 13.
- Microsoft Office Professional Plus 2016.
Mezi uzly - synchronní replikace. Každý datový blok v clusteru má dvě kopie. To znamená, že nyní existuje kompletní sada dat o každém z uzlů. Se shlukem tří nebo více uzlů jsou kopie bloků na dvou různých místech. Při vytváření nového virtuálního počítače se na jednom z uzlů clusteru vytvoří další kopie. Když jeden uzel selže, všechny virtuální počítače na něm dříve spuštěné se automaticky restartují na jiných uzlech, kde mají repliky. Pokud uzel selže na dlouhou dobu, začne postupná obnova redundance a cluster se vrátí do redundance N+1.
K vyvažování a ukládání dat dochází na úrovni softwarového úložiště samotného SimpliVity.
Virtuální stroje provozují virtualizační cluster, který je také umísťuje na softwarové úložiště. Samotné stoly byly pořízeny podle standardní šablony: na zkoušku přišly stoly finančníků a operačních důstojníků (jedná se o dvě různé šablony).
Testování
Pro testování byla použita softwarová testovací sada LoginVSI 4.1. Komplex LoginVSI, sestávající z řídicího serveru a 12 strojů pro testovací připojení, byl nasazen na samostatném fyzickém hostiteli.
Testování probíhalo ve třech režimech:
Benchmark režim – zátěžové případy 300 pracovníků ve znalostech a 300 pracovníků ve skladu.
Standardní režim - zatěžovací stav 300 pracovníků.
Aby pracovníci Power mohli pracovat a zvýšit rozmanitost zatížení, byla do komplexu LoginVSI přidána knihovna dalších souborů Power Library. Pro zajištění opakovatelnosti výsledků byla všechna nastavení zkušební stolice ponechána jako výchozí.
Testy Knowledge and Power pracovníků simulují skutečnou zátěž uživatelů pracujících na virtuálních pracovních stanicích.
Test Storage works byl vytvořen speciálně pro testování systémů pro ukládání dat, má daleko ke skutečné zátěži a většinou zahrnuje práci uživatele s velkým množstvím souborů různých velikostí.
Během testování se uživatelé přihlašují k pracovním stanicím po dobu 48 minut rychlostí přibližně jeden uživatel každých 10 sekund.
výsledky
Hlavním výsledkem testování LoginVSI je metrika VSImax, která je sestavena z doby provádění různých úloh spuštěných uživatelem. Například: čas na otevření souboru v poznámkovém bloku, čas na kompresi souboru v 7-Zip atd.
Podrobný popis výpočtu metrik je k dispozici v oficiální dokumentaci pro .
Jinými slovy, LoginVSI opakuje typický vzor zatížení, simuluje akce uživatele v kancelářském balíku, čtení PDF atd. a měří různé latence. Existuje kritická úroveň zpoždění „vše se zpomaluje, nelze pracovat“), před kterými se má za to, že nebylo dosaženo maximálního počtu uživatelů. Pokud je doba odezvy o 1 000 ms rychlejší než tento stav „vše je pomalé“, systém se považuje za fungující normálně a lze přidat další uživatele.
Zde jsou hlavní metriky:
Metriky
Prováděné akce
Podrobně описание
Nabité komponenty
N.S.L.D.
Čas otevření textu
soubor o velikosti 1 kB
Poznámkový blok se otevře a
otevře náhodný dokument o velikosti 1 500 kB, který je zkopírován z fondu
ресурсов
CPU a I/O
NFO
Otevírací doba dialogu
okna v poznámkovém bloku
Otevření souboru VSI-Notepad [Ctrl+O]
CPU, RAM a I/O
ZHC*
Je čas vytvořit vysoce komprimovaný soubor ZIP
Lokální komprese
náhodný 5MB soubor PST zkopírován z
fond zdrojů
CPU a I/O
ZLC*
Je čas vytvořit slabě komprimovaný soubor ZIP
Lokální komprese
náhodný 5MB soubor PST zkopírován z
fond zdrojů
Vstup / výstup
procesor
Počítání ve velkém
pole náhodných dat
Vytvoření velkého pole
náhodná data, která budou použita ve vstupním/výstupním časovači (I/O timer)
procesor
Při provádění testování se nejprve vypočítá základní metrika VSIbase, která ukazuje rychlost, jakou jsou úlohy prováděny bez zatížení systému. Na jeho základě je určen VSImax Threshold, který se rovná VSIbase + 1 000 ms.
Závěry o výkonu systému jsou učiněny na základě dvou metrik: VSIbase, která určuje rychlost systému, a VSImax prahová hodnota, která určuje maximální počet uživatelů, které systém zvládne bez výrazné degradace.
Benchmark 300 znalostních pracovníků
Znalostní pracovníci jsou uživatelé, kteří pravidelně zatěžují paměť, procesor a IO různými malými špičkami. Software emuluje zátěž náročných kancelářských uživatelů, jako by neustále do něčeho šťouchali (PDF, Java, kancelářský balík, prohlížení fotek, 7-Zip). Jak přidáváte uživatele od nuly do 300, zpoždění pro každého postupně narůstá.
Statistická data VSImax:
VSIbase = 986 ms, VSI Threshold nebylo dosaženo.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
S tímto typem zátěže může systém odolat zvýšené zátěži prakticky bez snížení výkonu. Doba potřebná k dokončení uživatelských úkolů plynule narůstá, doba odezvy systému se během testování nemění a činí až 3 ms pro zápis a až 1 ms pro čtení.
Závěr: 300 znalostních uživatelů bez problémů pracuje na aktuálním clusteru a vzájemně se neovlivňují a dosahují přebytku pCPU/vCPU 1 až 6. Celková zpoždění rostou rovnoměrně s rostoucí zátěží, ale stanoveného limitu nebylo dosaženo.
Srovnávací test 300 pracovníků úložiště
Jde o uživatele, kteří neustále píší a čtou v poměru 30 ku 70, resp. Tento test byl proveden spíše pro účely experimentování. Statistická data VSImax:
VSIbase = 1673, VSI Threshold dosáhl na 240 uživatelů.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
Tento typ zátěže je v podstatě zátěžovým testem skladovacího systému. Když je spuštěn, každý uživatel zapíše na disk mnoho náhodných souborů různých velikostí. V tomto případě je vidět, že když je u některých uživatelů překročena určitá prahová hodnota zatížení, prodlužuje se doba potřebná k dokončení úkolů pro zápis souborů. Zároveň se výrazně nemění zatížení úložného systému, procesoru a paměti hostitelů, takže v současné době nelze přesně určit, co zpoždění způsobuje.
Závěry o výkonu systému pomocí tohoto testu lze učinit pouze ve srovnání s výsledky testů na jiných systémech, protože taková zatížení jsou syntetická a nerealistická. Celkově však test dopadl dobře. Vše šlo dobře až do 210 sezení a pak začaly podivné odezvy, které kromě Login VSI nebyly nikde sledovány.
300 elektráren
Jsou to uživatelé, kteří milují CPU, paměť a vysoké IO. Tito „výkonní uživatelé“ pravidelně spouštějí složité úkoly s dlouhými shluky, jako je instalace nového softwaru a rozbalování velkých archivů. Statistická data VSImax:
VSIbase = 970, VSI Threshold nebylo dosaženo.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
Během testování bylo dosaženo prahu zatížení procesoru na jednom ze systémových uzlů, ale to nemělo významný dopad na jeho provoz:
V tomto případě systém snese zvýšenou zátěž bez výrazného snížení výkonu. Doba potřebná k dokončení uživatelských úkolů plynule narůstá, doba odezvy systému se během testování nemění a činí až 3 ms pro zápis a až 1 ms pro čtení.
Pravidelné testy zákazníkovi nestačily a šli jsme dále: zvýšili jsme charakteristiky VM (počet vCPU pro vyhodnocení nárůstu nadměrného odběru a velikosti disku) a přidali další zátěž.
Při provádění dalších testů byla použita následující konfigurace stojanu:
Bylo nasazeno 300 virtuálních desktopů v konfiguraci 4vCPU, 4GB RAM, 80GB HDD.
Konfigurace jednoho z testovacích strojů:
Stroje jsou nasazeny ve variantě Dedicated – Full Copy:
Srovnávací test 300 znalostních pracovníků s nadměrným odběrem 12
Statistická data VSImax:
VSIbase = 921 ms, VSI Threshold nebylo dosaženo.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
Získané výsledky jsou podobné jako při testování předchozí konfigurace virtuálního počítače.
300 energetických pracovníků s 12 přeplatky
Statistická data VSImax:
VSIbase = 933, VSI Threshold nebylo dosaženo.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
Během tohoto testování byl také dosažen práh zatížení procesoru, ale nemělo to významný dopad na výkon:
Získané výsledky jsou podobné jako při testování předchozí konfigurace.
Co se stane, když zátěž necháte běžet 10 hodin?
Nyní se podívejme, zda dojde k „akumulačnímu efektu“ a spusťte testy 10 hodin v řadě.
Dlouhodobé zkoušky a popis úseku měly směřovat k tomu, že jsme chtěli prověřit, zda nevzniknou problémy s krovem při dlouhodobém zatížení.
Benchmark 300 znalostních pracovníků + 10 hodin
Kromě toho byl testován zátěžový případ 300 znalostních pracovníků, po kterém následovala uživatelská práce po dobu 10 hodin.
Statistická data VSImax:
VSIbase = 919 ms, VSI Threshold nebylo dosaženo.
VSImax Podrobné statistické údaje:
Graf ukazuje, že během celého testu nebylo pozorováno žádné snížení výkonu.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
Výkon úložného systému zůstává po celou dobu testu stejný.
Dodatečné testování s přidáním syntetické zátěže
Zákazník požádal o přidání divokého zatížení na disk. Za tímto účelem byla do úložného systému v každém z virtuálních strojů uživatele přidána úloha, která má spustit syntetické zatížení disku, když se uživatel přihlásí do systému. Zátěž zajistila utilita fio, která umožňuje omezit zátěž disku počtem IOPS. V každém stroji byla spuštěna úloha ke spuštění dodatečné zátěže ve výši 22 IOPS 70 %/30 % náhodné čtení/zápis.
Benchmark 300 znalostních pracovníků + 22 IOPS na uživatele
Při počátečním testování bylo zjištěno, že fio klade na virtuální stroje značnou režii CPU. To vedlo k rychlému přetížení CPU hostitelů a značně ovlivnilo chod systému jako celku.
Zatížení hostitelského CPU:
Současně se přirozeně zvýšila zpoždění úložného systému:
Nedostatek výpočetního výkonu se stal kritickým kolem 240 uživatelů:
Vzhledem k získaným výsledkům bylo rozhodnuto provést testování, které bylo méně náročné na CPU.
Benchmark 230 kancelářských pracovníků + 22 IOPS na uživatele
Aby se snížilo zatížení CPU, byl vybrán typ zatížení pracovníků Office a ke každé relaci bylo také přidáno syntetické zatížení 22 IOPS.
Test byl omezen na 230 relací, aby nebylo překročeno maximální zatížení procesoru.
Test probíhal s uživateli běžícími po dobu 10 hodin, aby se ověřila stabilita systému při dlouhodobém provozu při téměř maximální zátěži.
Statistická data VSImax:
VSIbase = 918 ms, VSI Threshold nebylo dosaženo.
VSImax Podrobné statistické údaje:
Graf ukazuje, že během celého testu nebylo pozorováno žádné snížení výkonu.
Statistika zatížení CPU:
Při provádění tohoto testu bylo zatížení CPU hostitelů téměř maximální.
Statistiky zatížení úložného systému z monitorování SimpliVity:
Výkon úložného systému zůstává po celou dobu testu stejný.
Zátěž úložného systému během testu byla přibližně 6 500 IOPS v poměru 60/40 (3 900 IOPS čtení, 2 600 IOPS zápis), což je přibližně 28 IOPS na pracovní stanici.
Průměrná doba odezvy 3 ms pro zápis a až 1 ms pro čtení.
Celkový
Při simulaci skutečného zatížení infrastruktury HPE SimpliVity byly získány výsledky potvrzující schopnost systému podporovat virtuální desktopy nejméně 300 strojů Full Clone na páru uzlů SimpliVity. Zároveň byla po celou dobu testování udržována doba odezvy úložného systému na optimální úrovni.
Velmi nás zaujal přístup dlouhých testů a porovnávání řešení před implementací. Pokud si přejete, můžeme také otestovat výkon pro vaše pracovní zatížení. Včetně dalších hyperkonvergovaných řešení. Zmíněný zákazník nyní paralelně dokončuje testy na jiném řešení. Jeho současná infrastruktura je prostě flotila PC, doména a software na každém pracovišti. Přechod na VDI bez testů je samozřejmě dost náročný. Konkrétně je obtížné porozumět skutečným možnostem farmy VDI bez migrace skutečných uživatelů na ni. A tyto testy umožňují rychle vyhodnotit skutečné možnosti konkrétního systému bez nutnosti zapojení běžných uživatelů. Odtud pochází tato studie.
Druhým důležitým přístupem je, že se zákazník okamžitě zaváže ke správnému škálování. Zde si můžete dokoupit další server a přidat farmu např. pro 100 uživatelů, vše je předvídatelné za uživatelskou cenu. Když například potřebují přidat 300 dalších uživatelů, budou vědět, že potřebují dva servery v již definované konfiguraci, než aby znovu zvažovali upgrade celé své infrastruktury.
Zajímavé jsou možnosti federace HPE SimpliVity. Podnik je geograficky oddělený, takže má smysl instalovat vlastní samostatný VDI hardware ve vzdálené kanceláři. Ve federaci SimpliVity je každý virtuální stroj replikován podle plánu s možností replikace mezi geograficky vzdálenými clustery velmi rychle a bez zatížení kanálu – jedná se o vestavěnou zálohu na velmi dobré úrovni. Při replikaci virtuálních počítačů mezi lokalitami je kanál využíván co nejméně, a to umožňuje budovat velmi zajímavé architektury DR v přítomnosti jediného řídicího centra a hromady decentralizovaných úložišť.
To vše dohromady umožňuje velmi podrobně zhodnotit finanční stránku a překrýt náklady VDI na plány růstu společnosti a pochopit, jak rychle se řešení vyplatí a jak bude fungovat. Protože jakékoli VDI je řešení, které v konečném důsledku šetří spoustu zdrojů, ale zároveň s největší pravděpodobností bez nákladově efektivní možnosti jej změnit během 5-7 let používání.
Obecně platí, že pokud máte nějaké otázky, které nejsou pro komentář, napište mi e-mailem [chráněno e-mailem].
Zdroj: www.habr.com