Il cliente voleva VDI. Ho davvero esaminato la combinazione SimpliVity + VDI Citrix Virtual Desktop. Per tutti gli operatori, dipendenti degli uffici comunali, ecc. Solo nella prima ondata di migrazione ci sono cinquemila utenti e quindi hanno insistito per effettuare test di carico. Il VDI può iniziare a rallentare, può sdraiarsi con calma - e questo non sempre accade a causa di problemi con il canale. Abbiamo acquistato un pacchetto di test molto potente specifico per VDI e abbiamo caricato l'infrastruttura fino a renderla troppo pesante sui dischi e sul processore.
Avremo quindi bisogno di una bottiglia di plastica e del software LoginVSI per sofisticati test VDI. Lo abbiamo con licenze per 300 utenti. Quindi abbiamo preso l'hardware HPE SimpliVity 380 in un pacchetto adatto al compito di massima densità di utenti per server, abbiamo suddiviso le macchine virtuali con un buon oversubscription, abbiamo installato su di esse il software per ufficio su Win10 e abbiamo iniziato i test.
Andiamo!
Sistema
Due nodi (server) HPE SimpliVity 380 Gen10. Su ciascun:
- 2 Intel Xeon Platinum 8170 26c 2.1 Ghz.
- RAM: 768 GB, 12 LRDIMM da 64 GB DDR4 2666 MHz.
- Controller del disco primario: HPE Smart Array P816i-a SR Gen10.
- Dischi rigidi: 9 SSD SATA 1.92Gb/s da 6 TB (in configurazione RAID6 7+2, ovvero questo è un modello medio in termini HPE SimpliVity).
- Schede di rete: 4 x 1Gb Eth (dati utente), 2 x 10Gb Eth (backend SimpliVity e vMotion).
- Speciali schede FPGA integrate in ciascun nodo per deduplicazione/compressione.
I nodi sono collegati tra loro tramite un'interconnessione Ethernet da 10 Gb direttamente senza uno switch esterno, che viene utilizzato come backend SimpliVity e per il trasferimento dei dati della macchina virtuale tramite NFS. I dati della macchina virtuale in un cluster vengono sempre sottoposti a mirroring tra due nodi.
I nodi sono combinati in un cluster Vmware vSphere gestito da vCenter.
Per il test sono stati distribuiti un controller di dominio e un broker di connessione Citrix. Il controller di dominio, il broker e il vCenter sono posizionati su un cluster separato.
Come infrastruttura di test, sono stati implementati 300 desktop virtuali nella configurazione Dedicato – Copia completa, ovvero ogni desktop è una copia completa dell'immagine originale della macchina virtuale e salva tutte le modifiche apportate dagli utenti.
Ogni macchina virtuale ha 2vCPU e 4GB di RAM:
Sulle macchine virtuali è stato installato il seguente software necessario per il test:
- Windows 10 (64 bit), versione 1809.
- Adobe ReaderXI.
- Agente di consegna virtuale Citrix 1811.1.
- Doro PDF 1.82.
- Java7 aggiornamento 13.
- Microsoft Office Professional Plus 2016.
Tra i nodi: replica sincrona. Ogni blocco di dati nel cluster ha due copie. Cioè, ora c'è un set completo di dati su ciascuno dei nodi. Con un cluster di tre o più nodi, le copie dei blocchi si trovano in due posti diversi. Quando si crea una nuova VM, viene creata una copia aggiuntiva su uno dei nodi del cluster. Quando un nodo si guasta, tutte le macchine virtuali precedentemente eseguite su di esso vengono riavviate automaticamente su altri nodi in cui sono presenti repliche. Se un nodo si guasta per un lungo periodo, inizia il ripristino graduale della ridondanza e il cluster ritorna alla ridondanza N+1.
Il bilanciamento e l'archiviazione dei dati avvengono al livello di archiviazione del software di SimpliVity stesso.
Le macchine virtuali eseguono un cluster di virtualizzazione, che le inserisce anche nell'archivio software. I banchi stessi sono stati presi secondo un modello standard: per il test sono venuti i banchi dei finanziatori e degli addetti alle operazioni (si tratta di due modelli diversi).
Test
Per i test è stata utilizzata la suite di test del software LoginVSI 4.1. Il complesso LoginVSI, composto da un server di controllo e 12 macchine per le connessioni di prova, è stato distribuito su un host fisico separato.
Il test è stato effettuato in tre modalità:
Modalità benchmark: casi di carico 300 Knowledge Worker e 300 Storage Worker.
Modalità standard - caso di carico 300 Lavoratori elettrici.
Per consentire ai Power Worker di lavorare e aumentare la diversità del carico, una libreria di file Power Library aggiuntivi è stata aggiunta al complesso LoginVSI. Per garantire la ripetibilità dei risultati, tutte le impostazioni del banco prova sono state lasciate come predefinite.
I test Knowledge e Power Workers simulano il carico di lavoro reale degli utenti che lavorano su postazioni virtuali.
Il test Storage Workers è stato creato appositamente per testare i sistemi di archiviazione dati; è lontano dai carichi di lavoro reali e coinvolge principalmente l'utente che lavora con un gran numero di file di diverse dimensioni.
Durante i test, gli utenti accedono alle workstation per 48 minuti al ritmo di circa un utente ogni 10 secondi.
Giudizio
Il risultato principale del test LoginVSI è la metrica VSImax, che viene compilata in base al tempo di esecuzione di varie attività avviate dall'utente. Ad esempio: tempo per aprire un file nel Blocco note, tempo per comprimere un file in 7-Zip, ecc.
Una descrizione dettagliata del calcolo delle metriche è disponibile nella documentazione ufficiale di .
In altre parole, LoginVSI ripete un tipico modello di carico, simulando le azioni dell'utente in una suite per ufficio, leggendo un PDF e così via, e misura varie latenze. C’è un livello critico di ritardi “tutto rallenta, è impossibile lavorare”), prima del quale si considera che il numero massimo di utenti non sia stato raggiunto. Se il tempo di risposta è 1 ms più veloce rispetto allo stato "tutto è lento", si considera che il sistema funzioni normalmente ed è possibile aggiungere più utenti.
Ecco le principali metriche:
Metrica
Azioni prese
dettagliato descrizione
Componenti caricati
N.S.L.D.
Orario di apertura del testo
file del peso di 1 KB
Si apre il Blocco note e
apre un documento casuale da 1 KB che viene copiato dal pool
ресурсов
CPU e I/O
NFO
Orario di apertura del dialogo
finestre nel blocco note
Apertura di un file VSI-Blocco note [Ctrl+O]
CPU, RAM e I/O
ZHC*
È ora di creare un file Zip altamente compresso
Compressione locale
file .pst casuale da 5 MB copiato da
pool di risorse
CPU e I/O
ZLC*
È ora di creare un file Zip debolmente compresso
Compressione locale
file .pst casuale da 5 MB copiato da
pool di risorse
I / O
CPU
Calcolare alla grande
matrice di dati casuale
Creazione di un array di grandi dimensioni
dati casuali che verranno utilizzati nel timer di ingresso/uscita (timer I/O)
CPU
Quando viene eseguito il test, viene inizialmente calcolata la metrica VSIbase di base, che mostra la velocità con cui i lavori vengono eseguiti senza carico sul sistema. In base ad esso viene determinata la Soglia VSImax, che è pari a VSIbase + 1 ms.
Le conclusioni sulle prestazioni del sistema vengono tratte in base a due parametri: VSIbase, che determina la velocità del sistema, e soglia VSImax, che determina il numero massimo di utenti che il sistema può gestire senza un degrado significativo.
Punto di riferimento di 300 lavoratori della conoscenza
I lavoratori della conoscenza sono utenti che caricano regolarmente memoria, processore e IO con vari piccoli picchi. Il software emula il carico di lavoro degli utenti d'ufficio esigenti, come se stessero costantemente frugando in qualcosa (PDF, Java, suite per ufficio, visualizzazione di foto, 7-Zip). Man mano che aggiungi utenti da zero a 300, il ritardo per ciascuno aumenta gradualmente.
Dati statistici VSImax:
VSIbase = 986 ms, la soglia VSI non è stata raggiunta.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
Con questo tipo di carico, il sistema può sopportare un carico maggiore senza praticamente alcun degrado delle prestazioni. Il tempo necessario per completare le attività dell'utente aumenta senza problemi, il tempo di risposta del sistema non cambia durante il test ed è fino a 3 ms per la scrittura e fino a 1 ms per la lettura.
Conclusione: 300 utenti della conoscenza lavorano senza problemi sul cluster attuale e non interferiscono tra loro, raggiungendo un oversubscription pCPU/vCPU da 1 a 6. I ritardi complessivi crescono in modo uniforme con l'aumento del carico, ma il limite stabilito non è stato raggiunto.
Punto di riferimento di 300 addetti allo storage
Si tratta di utenti che scrivono e leggono costantemente in un rapporto rispettivamente di 30 e 70. Questo test è stato effettuato più per motivi di sperimentazione. Dati statistici VSImax:
VSIbase = 1673, soglia VSI raggiunta su 240 utenti.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
Questo tipo di carico è essenzialmente uno stress test del sistema di accumulo. Quando viene eseguito, ogni utente scrive sul disco molti file casuali di dimensioni diverse. In questo caso, si può vedere che quando viene superata una determinata soglia di carico per alcuni utenti, aumenta il tempo necessario per completare le attività di scrittura dei file. Allo stesso tempo, il carico sul sistema di storage, sul processore e sulla memoria degli host non cambia in modo significativo, quindi al momento è impossibile determinare esattamente cosa causa i ritardi.
Le conclusioni sulle prestazioni del sistema utilizzando questo test possono essere tratte solo confrontando i risultati dei test su altri sistemi, poiché tali carichi sono sintetici e irrealistici. Nel complesso però la prova è andata bene. Tutto è andato bene fino alle 210 sessioni, poi sono iniziate strane risposte, che non sono state tracciate da nessuna parte tranne che per Login VSI.
300 lavoratori elettrici
Questi sono utenti che amano CPU, memoria e IO elevato. Questi "utenti esperti" eseguono regolarmente attività complesse con tempi prolungati, come l'installazione di nuovi software e il disimballaggio di archivi di grandi dimensioni. Dati statistici VSImax:
VSIbase = 970, la soglia VSI non è stata raggiunta.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
Durante il test, su uno dei nodi del sistema è stata raggiunta la soglia di carico del processore, ma ciò non ha avuto un impatto significativo sul suo funzionamento:
In questo caso, il sistema può sopportare un carico maggiore senza un significativo degrado delle prestazioni. Il tempo necessario per completare le attività dell'utente aumenta senza problemi, il tempo di risposta del sistema non cambia durante il test ed è fino a 3 ms per la scrittura e fino a 1 ms per la lettura.
Al cliente i test periodici non sono bastati e siamo andati oltre: abbiamo aumentato le caratteristiche della VM (numero di vCPU per valutare l'aumento dell'oversubscription e della dimensione del disco) e aggiunto ulteriore carico.
Durante l'esecuzione di test aggiuntivi è stata utilizzata la seguente configurazione dello stand:
Sono stati distribuiti 300 desktop virtuali in una configurazione da 4 vCPU, 4 GB di RAM e 80 GB di HDD.
Configurazione di una delle macchine di prova:
Le macchine vengono distribuite nell'opzione Dedicato – Copia completa:
Benchmark di 300 lavoratori della conoscenza con iscrizioni in eccesso 12
Dati statistici VSImax:
VSIbase = 921 ms, la soglia VSI non è stata raggiunta.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
I risultati ottenuti sono simili al test della precedente configurazione della VM.
300 lavoratori elettrici con 12 abbonamenti in eccesso
Dati statistici VSImax:
VSIbase = 933, la soglia VSI non è stata raggiunta.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
Durante questo test è stata raggiunta anche la soglia di carico del processore, ma ciò non ha avuto un impatto significativo sulle prestazioni:
I risultati ottenuti sono simili al test della configurazione precedente.
Cosa succede se esegui il carico per 10 ore?
Ora vediamo se ci sarà un “effetto accumulo” ed eseguiamo i test per 10 ore di seguito.
I test a lungo termine e la descrizione della sezione dovrebbero essere mirati al fatto che volevamo verificare se si sarebbero verificati problemi con il traliccio sotto carico prolungato su di esso.
Benchmark di 300 lavoratori della conoscenza + 10 ore
Inoltre, è stato testato un caso di carico di 300 lavoratori della conoscenza, seguito dal lavoro degli utenti per 10 ore.
Dati statistici VSImax:
VSIbase = 919 ms, la soglia VSI non è stata raggiunta.
VSImax Dati statistici dettagliati:
Il grafico mostra che non è stato osservato alcun degrado delle prestazioni durante l'intero test.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
Le prestazioni del sistema di storage rimangono le stesse durante tutto il test.
Test aggiuntivi con l'aggiunta di carico sintetico
Il cliente ha chiesto di aggiungere un carico eccessivo al disco. Per fare ciò, è stata aggiunta un'attività al sistema di storage in ciascuna delle macchine virtuali dell'utente per eseguire un carico sintetico sul disco quando l'utente accede al sistema. Il carico è stato fornito dall'utilità fio, che consente di limitare il carico sul disco in base al numero di IOPS. In ciascuna macchina è stata avviata un'attività per avviare un carico aggiuntivo per un importo di 22 IOPS 70%/30% di lettura/scrittura casuale.
Benchmark di 300 lavoratori della conoscenza + 22 IOPS per utente
Nei test iniziali, è stato riscontrato che fio impone un significativo sovraccarico della CPU sulle macchine virtuali. Ciò ha portato a un rapido sovraccarico della CPU degli host e ha influito notevolmente sul funzionamento del sistema nel suo complesso.
Carico della CPU dell'host:
Allo stesso tempo, sono naturalmente aumentati anche i ritardi del sistema di stoccaggio:
La mancanza di potenza di calcolo è diventata critica per circa 240 utenti:
Alla luce dei risultati ottenuti, si è deciso di condurre un test meno impegnativo per la CPU.
Benchmark di 230 impiegati + 22 IOPS per utente
Per ridurre il carico sulla CPU, è stato selezionato il tipo di carico Office Worker e sono stati aggiunti anche 22 IOPS di carico sintetico a ciascuna sessione.
Il test è stato limitato a 230 sessioni per non superare il carico massimo della CPU.
Il test è stato eseguito con utenti che correvano per 10 ore per verificare la stabilità del sistema durante il funzionamento a lungo termine vicino al carico massimo.
Dati statistici VSImax:
VSIbase = 918 ms, la soglia VSI non è stata raggiunta.
VSImax Dati statistici dettagliati:
Il grafico mostra che non è stato osservato alcun degrado delle prestazioni durante l'intero test.
Statistiche sul carico della CPU:
Durante l'esecuzione di questo test, il carico sulla CPU degli host era quasi massimo.
Statistiche sul carico del sistema di storage dal monitoraggio SimpliVity:
Le prestazioni del sistema di storage rimangono le stesse durante tutto il test.
Il carico sul sistema di storage durante il test è stato di circa 6 IOPS in un rapporto 500/60 (40 IOPS in lettura, 3 IOPS in scrittura), ovvero circa 900 IOPS per workstation.
Il tempo di risposta è stato in media di 3 ms per la scrittura e fino a 1 ms per la lettura.
risultato
Durante la simulazione dei carichi reali sull'infrastruttura HPE SimpliVity, sono stati ottenuti risultati che confermano la capacità del sistema di supportare desktop virtuali di almeno 300 macchine Full Clone su una coppia di nodi SimpliVity. Allo stesso tempo, il tempo di risposta del sistema di accumulo è stato mantenuto a un livello ottimale durante l'intero test.
Siamo rimasti molto colpiti dall'approccio basato su lunghi test e dal confronto delle soluzioni prima dell'implementazione. Se lo desideri, possiamo testare anche le prestazioni per i tuoi carichi di lavoro. Comprese altre soluzioni iperconvergenti. Il cliente menzionato sta ora terminando i test su un'altra soluzione in parallelo. La sua infrastruttura attuale è semplicemente una flotta di PC, un dominio e un software in ogni luogo di lavoro. Passare alla VDI senza test è, ovviamente, piuttosto difficile. Nello specifico, è difficile comprendere le reali capacità di una farm VDI senza migrarvi gli utenti reali. E questi test consentono di valutare rapidamente le reali capacità di un particolare sistema senza la necessità di coinvolgere gli utenti comuni. Ecco da dove è nato questo studio.
Il secondo approccio importante è che il cliente si impegni immediatamente a ridimensionare adeguatamente. Qui puoi acquistare un server aggiuntivo e aggiungere una farm, ad esempio, per 100 utenti, tutto è prevedibile al prezzo utente. Ad esempio, quando dovranno aggiungere altri 300 utenti, sapranno che hanno bisogno di due server in una configurazione già definita, anziché riconsiderare l'aggiornamento dell'intera infrastruttura.
Interessanti le possibilità della federazione HPE SimpliVity. L'azienda è geograficamente separata, quindi è opportuno installare il proprio hardware VDI separato in un ufficio distante. Nella federazione SimpliVity, ogni macchina virtuale viene replicata secondo una pianificazione con la possibilità di replicarsi tra cluster geograficamente distanti molto rapidamente e senza carico sul canale: si tratta di un backup integrato di ottimo livello. Quando si replicano le VM tra siti, il canale viene utilizzato il meno possibile e ciò rende possibile costruire architetture DR molto interessanti in presenza di un unico centro di controllo e una serie di siti di storage decentralizzati.
Tutto questo insieme permette di valutare in modo molto dettagliato il lato finanziario, di sovrapporre i costi della VDI ai piani di crescita dell’azienda e di capire quanto velocemente la soluzione ripagherà e come funzionerà. Perché qualsiasi VDI è una soluzione che alla fine consente di risparmiare molte risorse, ma allo stesso tempo, molto probabilmente, senza l'opportunità economicamente vantaggiosa di cambiarla entro 5-7 anni di utilizzo.
In generale, se hai domande che non sono per commento, scrivimi via email [email protected].
Fonte: habr.com