De klant wilde VDI. Hij keek erg uit naar de combinatie van SimpliVity + VDI Citrix Virtual Desktop. Voor alle operators, medewerkers in de kantoren in de steden, enzovoort. Daar zijn vijfduizend gebruikers alleen in de eerste migratiefase, en daarom drongen ze aan op belastingtesting. VDI kan beginnen te vertragen, kan gemakkelijk stilvallen ā en dat gebeurt niet altijd vanwege problemen met de verbinding. We kochten een zeer krachtige testbundel speciaal voor VDI en belastten de infrastructuur totdat deze crashte op de schijven en de processor.
Dus, we hebben een plastic fles nodig, de software LoginVSI voor geavanceerde VDI-tests. We hebben het met licenties voor 300 gebruikers. Daarna kregen we de HPE SimpliVity 380 hardware in een configuratie die geschikt is voor de taak van maximale gebruikersdichtheid op Ć©Ć©n server, we sneden virtuele machines met goede herinschrijving, installeerden kantoorsoftware op Win10 en begonnen met testen.
Laten we beginnen!
Systeem
Twee knooppunten (servers) HPE SimpliVity 380 Gen10. Op elk:
- 2 x Intel Xeon Platinum 8170 26c 2.1Ghz.
- Geheugen: 768GB, 12 x 64GB LRDIMMs DDR4 2666MHz.
- Hoofddiskcontroller: HPE Smart Array P816i-a SR Gen10.
- Harde schijven: 9 x 1.92 TB SATA 6Gb/s SSD (in RAID6 7+2-configuratie, dat is het Medium-model in termen van HPE SimpliVity).
- Netwerkkaarten: 4 x 1Gb Eth (gebruikersdata), 2 x 10Gb Eth (backend SimpliVity en vMotion).
- Speciale ingebouwde FPGA-kaarten in elk knooppunt voor deduplicatie/compressie.
De knooppunten zijn verbonden met een interconnect van 10Gb Ethernet rechtstreeks zonder externe switch, die wordt gebruikt als backend SimpliVity en voor de gegevensoverdracht van virtuele machines via NFS. Gegevens van virtuele machines in het cluster worden altijd gespiegeld tussen twee knooppunten.
De knooppunten zijn samengevoegd in een cluster van Vmware vSphere onder beheer van vCenter.
Voor het uitvoeren van de testen zijn de domeincontroller en de Citrix-verbindingen broker uitgerold. De domeincontroller, broker en vCenter zijn naar een afzonderlijk cluster verplaatst.
Als testinfrastructuur zijn er 300 virtuele werkplekken uitgerold in de configuration Dedicated ā Full Copy, dat wil zeggen dat elke werkplek een volledige kopie is van het originele beeld van de virtuele machine en alle door gebruikers aangebrachte wijzigingen opslaat.
Elke virtuele machine heeft 2vCPU en 4GB RAM:
Op de virtuele machines is de volgende software geĆÆnstalleerd, benodigd voor de tests:
- Windows 10 (64-bit), versie 1809.
- Adobe Reader XI.
- Citrix Virtual Delivery Agent 1811.1.
- Doro PDF 1.82.
- Java 7 Update 13.
- Microsoft Office Professional Plus 2016.
Tussen de knooppunten vindt synchrone replicatie plaats. Elke gegevensblok in de cluster heeft twee kopieƫn. Dat betekent dat nu een complete set gegevens op elk van de knooppunten staat. Bij een cluster met drie of meer knooppunten bevinden de blokkopieƫn zich op twee verschillende locaties. Wanneer een nieuwe VM wordt aangemaakt, wordt er een extra kopie op een van de knooppunten van de cluster aangemaakt. Als een knooppunt uitvalt, worden alle VM's die eerder op dat knooppunt zijn uitgevoerd automatisch opnieuw opgestart op andere knooppunten waar ze replicaten hebben. Als het knooppunt langere tijd uitvalt, begint een geleidelijke herstellingsprocedure voor redundantie en keert de cluster terug naar een N+1-reservering.
De balans en opslag van gegevens vindt plaats op het niveau van de softwareopslag van SimpliVity zelf.
Virtuele machines starten de virtualisatiecluster en deze plaatst ze op de softwareopslag. De werkstations zijn volgens een standaard sjabloon gemaakt: voor de test zijn werkstations van financieel analisten en operators gebruikt (dit zijn twee verschillende sjablonen).
Testen
Voor de test is de testsoftware LoginVSI 4.1 gebruikt. De LoginVSI-suite, bestaande uit een beheerserver en 12 machines voor testverbindingen, is uitgerold op een aparte fysieke host.
De tests zijn uitgevoerd in drie modus:
Benchmark modus ā belastingsvarianten van 300 Knowledge workers en 300 Storage workers.
Standaard modus ā belastingsvariant van 300 Power workers.
Om de werking van Power workers mogelijk te maken en de variƫteit van de belasting te verhogen, is er een bibliotheek van extra bestanden aan de LoginVSI-suite toegevoegd, genaamd Power Library. Om de herhaalbaarheid van de resultaten te waarborgen, zijn alle instellingen van de testopstelling op de standaardwaarden gelaten.
De tests van Knowledge en Power workers simuleren de werkelijke belasting van gebruikers die werken op virtuele werkstations.
De test van Storage workers is speciaal ontworpen voor de test van gegevensopslagsystemen, en staat ver af van echte belasting; deze bestaat hoofdzakelijk uit het werk van een gebruiker met een groot aantal bestanden van verschillende formaten.
Tijdens de test loggen gebruikers gedurende 48 minuten in op de werkstations, waarbij ongeveer elke 10 seconden Ć©Ć©n gebruiker inlogt.
Resultaten
De belangrijkste uitkomst van de LoginVSI-test is de VSImax-metriek, die wordt samengesteld uit de tijd die nodig is om verschillende taken uit te voeren die door de gebruiker worden gestart. Bijvoorbeeld: de tijd om een bestand in Kladblok te openen, de tijd om een bestand in 7-Zip te comprimeren, enz.
Een gedetailleerde beschrijving van het meten van metrics is beschikbaar in de officiƫle documentatie over .
Met andere woorden, LoginVSI simuleert een typisch belastingpatroon door de acties van een gebruiker in een kantoorpakket na te bootsen, bij het lezen van PDF's, enzovoort, en meet verschillende latenties. Er is een kritische drempel voor latenties "alles loopt vast, werken is onmogelijk"), waarvan wordt aangenomen dat het maximale aantal gebruikers niet is bereikt totdat deze is overschreden. Als de responstijd sneller is dan 1.000 ms dan deze staat van 'alles loopt vast', wordt aangenomen dat het systeem normaal functioneert en kunnen er meer gebruikers worden toegevoegd.
Hier zijn de belangrijkste metrics:
Metric
Uitgevoerde acties
Gedetailleerd beschrijving
Belaste componenten
NSLD
Tijd voor het openen van een tekstbestand
met een grootte van 1.500 KB
Kladblok wordt opgestart en
open een willekeurig document van 1.500 KB dat is gekopieerd uit de resources
bronnen
CPU en I/O
NFO
Tijd voor het openen van een dialoogvenster in Kladblok
Bestand openen in VSI-Notepad [Ctrl+O]
CPU, RAM en I/O
ZHC*
Ā
Tijd voor het maken van een Zip-bestand met sterke compressie
Comprimeren van een lokaal
willekeurig bestand in .pst-formaat van 5 MB, dat is gekopieerd uit
de bronresources
ZLC*
CPU en I/O
Tijd voor het maken van een Zip-bestand met zwakke compressie
I/O
willekeurig bestand in .pst-formaat van 5 MB, dat is gekopieerd uit
de bronresources
ZLC*
Het berekenen van een grote
Ā
CPU
reeks willekeurige gegevens
Het creƫren van een grote array
willekeurige gegevens die zullen worden gebruikt in een I/O-timer
Bij het uitvoeren van de test wordt eerst de basismetric VSIbase berekend, die de snelheid van taakuitvoering zonder systeembelasting weergeeft. Op basis hiervan wordt de VSImax Threshold bepaald, die gelijk is aan VSIbase + 1.000 ms.
CPU
Conclusies over de systeemprestaties worden getrokken op basis van twee metrics: VSIbase, die de snelheid van het systeem bepaalt, en VSImax threshold, die het maximale aantal gebruikers bepaalt dat het systeem kan verwerken zonder significante degradatie.
300 Benchmark voor kenniswerkers
Kenniswerkers zijn gebruikers die regelmatig het geheugen, de processor en I/O belasten met verschillende kleine pieken. De software emuleert de belasting van veeleisende kantoorgebruikers, alsof ze voortdurend iets klikken (PDF, Java, kantoorpakket, foto bekijken, 7-Zip). Naarmate het aantal gebruikers toeneemt van nul tot 300, groeit de latentie van elk geleidelijk.
Statistieken van VSImax:
VSIbase = 986ms, VSI-threshold is niet bereikt.
Statistieken over de belasting van het opslag systeem uit SimpliVity-monitoring:
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
Bij dit type belasting kan het systeem de verhoging van de belasting vrijwel zonder prestatieverlies aan. De tijd die gebruikers nodig hebben om hun taken uit te voeren, neemt geleidelijk toe, terwijl de responstijd van het systeem tijdens de test constant blijft en tot 3 ms bedraagt voor schrijven en tot 1 ms voor lezen.
Uitvoer: 300 knowledge gebruikers werken probleemloos op het huidige cluster en beĆÆnvloeden elkaar niet, met een herverhouding van pCPU/vCPU van 1 tot 6. De totale vertragingen nemen geleidelijk toe met stijgende belasting, maar de vastgestelde limiet is niet bereikt.
300 Storage workers benchmark
Dit zijn gebruikers die voortdurend gegevens schrijven en lezen in een verhouding van 30 tot 70. Deze test is eerder uitgevoerd voor experimentele doeleinden. Statistieken VSImax:
VSIbase = 1673, VSI Threshold bereikt bij 240 gebruikers.
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
Dit type belasting is in feite een stress-test voor het opslagsysteem. Tijdens deze test schrijft elke gebruiker een aantal willekeurige bestanden van verschillende groottes naar de schijf. In dit geval is te zien dat, bij overschrijding van een bepaalde belastingdrempel, sommige gebruikers een langere tijd nodig hebben voor het uitvoeren van schrijfopdrachten. De belasting van het opslagsysteem, de CPU en het geheugen van de hosts verandert echter niet significant, waardoor het op dit moment moeilijk is om precies vast te stellen wat de vertragingen veroorzaakt.
Conclusies over de prestaties van het systeem op basis van deze test kunnen alleen worden getrokken in vergelijking met de resultaten van tests op andere systemen, aangezien dergelijke belastingen synthetisch en onrealistisch zijn. Desondanks heeft de test over het algemeen goed gepresteerd. Tot 210 sessies liep alles soepel, daarna ontstonden er onduidelijke reacties die nergens anders, behalve in Login VSI, werden geregistreerd.
300 Power workers
Dit zijn gebruikers die afhankelijk zijn van de CPU, het geheugen en hoge IO. Deze 'gevorderde gebruikers' voeren regelmatig complexe taken uit met lange pieken, zoals het installeren van nieuwe software en het uitpakken van grote archieven. Statistieken VSImax:
VSIbase = 970, VSI Threshold is niet bereikt.
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
Tijdens de test werd de belastingsdrempel van de processors op een van de knooppunten van het systeem bereikt, maar dit had geen significante invloed op de werking ervan:
In dit geval kan het systeem de verhoogde belasting ook zonder significante prestatievermindering aan. De uitvoeringstijd van gebruikersopdrachten stijgt geleidelijk, en de responstijd van het systeem verandert niet gedurende de test, met een schrijfsnelheid van maximaal 3 ms en een leessnelheid van maximaal 1 ms.
Gewone tests waren niet voldoende voor de klant, en we zijn verder gegaan: we hebben de specificaties van de VM verhoogd (aantal vCPU's om de verhoogde overschrijving te beoordelen en de schijfgrootte) en extra belasting toegevoegd.
Bij de uitvoering van aanvullende tests werd de volgende configuratie van de testopstelling gebruikt:
Er zijn 300 virtuele werkplekken opgezet met de configuratie 4vCPU, 4GB RAM, 80GB HDD.
Configuratie van een van de testmachines:
De machines zijn opgezet in de Dedicated ā Full Copy variant:
300 Knowledge workers benchmark met een overschrijving van 12
VSIbase = 986ms, VSI-threshold is niet bereikt.
VSIbase = 921 ms, de VSI-threshold werd niet bereikt.
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
De verkregen resultaten zijn vergelijkbaar met de test van de vorige VM-configuratie.
300 Power workers met een overschrijving van 12
VSIbase = 986ms, VSI-threshold is niet bereikt.
VSIbase = 933, de VSI-threshold werd niet bereikt.
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
Tijdens deze test werd ook de belastingdrempel van de processors bereikt, maar dit had geen significante invloed op de prestaties:
De verkregen resultaten zijn vergelijkbaar met de test van de vorige configuratie.
Wat gebeurt er als we de belasting 10 uur laten draaien?
Laten we nu kijken of er een 'opstapelingseffect' is, en starten we tests die 10 uur achtereen duren.
Langdurige tests en de beschrijving van de sectie moeten gericht zijn op wat we wilden testen, namelijk of er problemen zouden optreden met de boerderij bij langdurige belasting.
300 Knowledge workers benchmark + 10 uur
Daarnaast is er een test uitgevoerd met een belasting van 300 knowledge workers, gevolgd door gebruikersactiviteit gedurende 10 uur.
VSIbase = 986ms, VSI-threshold is niet bereikt.
VSIbase = 919 ms, de VSI-threshold werd niet bereikt.
Statistieken van VSImax Gedetailleerd:
Uit de grafiek blijkt dat er gedurende de gehele test geen significante prestatievermindering is waarneembaar.
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
De prestaties van het opslagsysteem blijven gedurende de gehele test op hetzelfde niveau.
Aanvullende tests met synthetische belasting toegevoegd.
De klant vroeg om een zware belasting op de schijf toe te voegen. Hiervoor werd aan het opslag systeem bij elke virtuele machine van de gebruikers een taak toegevoegd om synthetische belasting op de schijf te starten wanneer de gebruiker inlogde. De belasting werd geleverd door de utility fio, die de belasting op de schijf kan beperken op basis van het aantal IOPS. In elke machine werd een taak gestart voor extra belasting van 22 IOPS 70%/30% Random Read/Write.
300 kenniswerkers benchmark + 22 IOPS per gebruiker
Bij de eerste test bleek dat fio een aanzienlijke extra belasting op de CPU van de virtuele machines creƫert. Dit leidde tot een snelle overbelasting van de hosts qua CPU en had een sterke invloed op de werking van het systeem in het algemeen.
Belasting op de CPU van de hosts:
De vertragingen van het opslagsysteem zijn daardoor ook voorspelbaar toegenomen:
Het gebrek aan rekenkracht werd kritisch bij ongeveer 240 gebruikers:
Als gevolg van de verkregen resultaten werd besloten om minder belastende testen voor de CPU uit te voeren.
230 kantoorwerkers benchmark + 22 IOPS per gebruiker
Om de belasting op de CPU te verlagen, werd het type belasting voor kantoorwerkers gekozen, waarbij ook 22 IOPS synthetische belasting aan elke sessie werd toegevoegd.
De test was beperkt tot 230 sessies om de maximale belasting op de CPU niet te overschrijden.
De test werd gestart met het daaropvolgend gebruik door gebruikers gedurende 10 uur om de stabiliteit van het systeem te controleren bij langdurige belasting, dicht bij de maximale.
VSIbase = 986ms, VSI-threshold is niet bereikt.
VSIbase = 918 ms, de VSI-drempel werd niet bereikt.
Statistieken van VSImax Gedetailleerd:
Uit de grafiek blijkt dat er gedurende de gehele test geen significante prestatievermindering is waarneembaar.
Statistieken over de belasting op de CPU:
Tijdens deze test was de belasting op de CPU van de hosts vrijwel maximaal.
Opslag systeem belastingstatistieken vanuit SimpliVity monitoring:
De prestaties van het opslagsysteem blijven gedurende de gehele test op hetzelfde niveau.
De belasting op het opslagsysteem tijdens de test bedroeg ongeveer 6.500 IOPS in een verhouding van 60/40 (3.900 IOPS voor lezen, 2.600 IOPS voor schrijven), wat ongeveer 28 IOPS per werkstation bedraagt.
De responstijd was gemiddeld 3 ms voor schrijven en tot 1 ms voor lezen.
Conclusie
Bij het modelleren van de werkelijke belastingen op de HPE SimpliVity infrastructuur werden resultaten behaald die bevestigen dat het systeem in staat is om het draaien van ten minste 300 Full Clone-machines op een paar SimpliVity knooppunten te ondersteunen. Daarbij bleef de responstijd van het opslagsysteem gedurende de hele test op een optimaal niveau.
Wij waarderen de benadering van langdurige tests en vergelijking van oplossingen voordat we deze implementeren. We kunnen ook de prestaties voor uw workloads testen, indien gewenst. Dit omvat ook andere hyper-geconvergeerde oplossingen. De genoemde klant is momenteel bezig met testen op een andere oplossing parallel aan dit proces. Hun huidige infrastructuur bestaat simpelweg uit een park van pc's, een domein en software op elke werkplek. Overstappen op VDI zonder testen is natuurlijk vrij lastig. Vooral is het moeilijk om de werkelijke mogelijkheden van de VDI-boerderij te begrijpen zonder echte gebruikers van de migreren. Deze tests maken het mogelijk om de werkelijke capaciteiten van verschillende systemen snel te beoordelen zonder dat gewone gebruikers betrokken hoeven te worden. Dit verklaart waarom deze studie is ontstaan.
Een tweede belangrijke benadering is dat de klant vanaf het begin op de juiste schaalgrootte heeft ingezet. Hier kan extra serverhardware worden aangeschaft en kan bijvoorbeeld een boerderij voor 100 gebruikers worden toegevoegd, wat voorspelbaar is qua kosten per gebruiker. Wanneer ze bijvoorbeeld nog eens 300 gebruikers willen toevoegen, weten ze dat ze twee servers in een reeds bepaalde configuratie nodig hebben, in plaats van hun mogelijkheden voor infrastructuurupgrades als geheel opnieuw te moeten bekijken.
De mogelijkheden van HPE SimpliVity-federatie zijn interessant. Het bedrijf is geografisch verspreid, waardoor het zinvol is om in een ver kantoor een aparte VDI-machine te plaatsen. In de SimpliVity-federatie wordt elke virtuele machine volgens een schema gerepliceerd, met de mogelijkheid om zeer snel tussen geografisch gescheiden clusters te opereren zonder de bandbreedte te belasten ā dit is een ingebouwde back-up van een zeer hoog niveau. Bij de replicatie van VM's tussen locaties wordt de bandbreedte zo minimaal mogelijk benut, wat mogelijkheden biedt om zeer interessante DR-architecturen te bouwen met een centraal beheer en een groot aantal gedecentraliseerde opslaglocaties.
Al deze elementen samen bieden de mogelijkheid om zowel de financiƫle kant heel gedetailleerd te evalueren als de kosten van VDI te koppelen aan de groeiplannen van het bedrijf, en te begrijpen hoe snel de oplossing zichzelf terugverdient en hoe deze zal functioneren. Want elke VDI is een oplossing die uiteindelijk veel middelen bespaart, maar waarschijnlijk zonder een economisch voordelige mogelijkheid om deze binnen 5-7 jaar gebruik te vervangen.
Als je nog vragen hebt die niet in de reacties passen, stuur me dan een e-mail op mk@croc.ru.
Bron: habr.com
