Zákazník požiadal o VDI. Veľmi sa zameriaval na kombináciu SimpliVity + VDI Citrix Virtual Desktop. Pre všetkých operátorov, zamestnancov kancelárií v mestách a tak ďalej. V prvej vlne migrácie je tam päťtisíc používateľov, a preto trvali na zaťažkovom testovaní. VDI môže začať spomaľovať, môže pokojne zakolísať — a nie vždy sa to stáva kvôli problémom s kanálom. Kúpili sme veľmi výkonný testovací balík špeciálne pre VDI a zaťažovali sme infraštruktúru, kým sa nezrútila po diskoch a procesore.
Takže budeme potrebovať plastovú fľašu, softvér LoginVSI na pokročilé testy VDI. Máme ho s licenciami na 300 používateľov. Potom sme vzali hardware HPE SimpliVity 380 v zostave vhodnej na maximálnu hustotu používateľov na jeden server, vytvorili virtuálne stroje s dobrou natívnou kapacitou, nainštalovali sme na ne kancelársky softvér na Win10 a začali testovať.
Ideme na to!
Systém
Dva uzly (servery) HPE SimpliVity 380 Gen10. Na každom:
- 2 x Intel Xeon Platinum 8170 26c 2.1Ghz.
- Operačná pamäť: 768GB, 12 x 64GB LRDIMMs DDR4 2666MHz.
- Hlavný diskový ovládač: HPE Smart Array P816i-a SR Gen10.
- Pevné disky: 9 x 1.92 TB SATA 6Gb/s SSD (v konfigurácii RAID6 7+2, t.j. je to model Medium v terminológii HPE SimpliVity).
- Sieťové karty: 4 x 1Gb Eth (dáta používateľov), 2 x 10Gb Eth (békend SimpliVity a vMotion).
- Špeciálne integrované FPGA karty v každom uzle na deduplikáciu/kompresiu.
Uzly sú prepojené medzi sebou interkonektom 10Gb Ethernet priamo bez externého prepínača, ktorý sa používa ako békend SimpliVity a na prenos údajov virtuálnych strojov cez NFS. Údaje virtuálnych strojov v klastri sú vždy zrkadlené medzi dvoma uzlami.
Uzly sú zlúčené do klastra Vmware vSphere spravovaného vCenter.
Na vykonanie testovania sú nasadené ovládač domény a broker pripojení Citrix. Ovládač domény, broker a vCenter sú umiestnené na samostatnom klastri.
Ako testovacia infraštruktúra je nasadených 300 virtuálnych pracovných stolov v konfigurácii Dedicated – Full Copy, t.j. každý pracovný stôl predstavuje plnú kópiu pôvodného obrazu virtuálneho stroja a uchováva všetky zmeny vykonané používateľmi.
Každý virtuálny stroj má 2vCPU a 4GB RAM:
Na virtuálne stroje bolo nainštalované nasledujúce softvér potrebný na vykonanie testovania:
- Windows 10 (64-bit), verzia 1809.
- Adobe Reader XI.
- Citrix Virtual Delivery Agent 1811.1.
- Doro PDF 1.82.
- Java 7 Update 13.
- Microsoft Office Professional Plus 2016.
Medzi uzlami prebieha synchronizovaná replikácia. Každý blok dát v klastri má dve kópie, čo znamená, že momentálne je celý súbor dát na každom z uzlov. Pri klastri so stovkou uzlov a viac sú kópie blokov na dvoch rôznych miestach. Pri vytváraní novej VM sa vytvára ďalšia kópia na jednom z uzlov klastra. Ak jeden uzol zlyhá, všetky VM, ktoré na ňom boli spustené, sa automaticky reštartujú na iných uzloch, kde majú svoje repliky. Ak uzol zlyhá na dlhšie obdobie, začína postupné obnovovanie redundancie a klaster sa znovu vracia k rezervácii N+1.
Vyváženie a ukladanie dát prebieha na úrovni programového úložiska samotného SimpliVity.
Virtuálne stroje spúšťajú klaster virtualizácie, ktorý ich umiestňuje na programové úložisko. Samotné pracovné stanice používali štandardný šablónový dizajn: na test sa zúčastnili pracovné stanice finančníkov a operátorov (to sú dva rôzne šablóny).
Testovanie
Na testovanie sa použil testovací komplex softvéru LoginVSI 4.1. Komplex LoginVSI, pozostávajúci z riadiaceho servera a 12 strojov na testovacie pripojenia, bol nasadený na samostatnom fyzickom hostiteľovi.
Testovanie prebiehalo v troch režimoch:
Režim Benchmark — varianty záťaže 300 Knowledge workers a 300 Storage workers.
Štandardný režim — variant záťaže 300 Power workers.
Na umožnenie práce Power workers a zvýšenie rozmanitosti záťaže bola do komplexu LoginVSI pridaná knižnica dodatočných súborov s názvom Power Library. Na zabezpečenie opakovateľnosti výsledkov boli všetky nastavenia testovacej stanice ponechané na predvolené.
Testy Knowledge a Power workers imitujú reálnu záťaž používateľov pracujúcich na virtuálnych pracovných staniciach.
Test Storage workers bol vytvorený špeciálne na testovanie systémov ukladania dát, je ďaleko od reálnych záťaží a väčšinou spočíva v práci používateľa s veľkým množstvom súborov rôznych veľkostí.
Počas testovania sa používatelia prihlasujú na pracovné stanice počas 48 minút, približne jeden používateľ každých 10 sekúnd.
Výsledky
Hlavným výsledkom testovania LoginVSI je metrika VSImax, ktorá sa skladá z času vykonania rôznych úloh iniciovaných používateľom. Napríklad: čas otvorenia súboru v textovom editore, čas kompresie súboru v 7-Zip atď.
Podrobné vysvetlenie počítania metrík je dostupné v oficiálnej dokumentácii k .
Inými slovami, LoginVSI opakuje typový vzor zaťaženia, simulujúc činnosti používateľa v kancelárskom balíku, pri čítaní PDF atď., a meria rôzne oneskorenia. Existuje kritická úroveň oneskorení "všetko zamrzlo, pracovať je nemožné"), do dosiahnutia ktorej sa považuje, že maximálny počet používateľov nebol dosiahnutý. Ak je čas odozvy na 1 000 ms rýchlejší ako tento stav "všetko zamrzlo", považuje sa, že systém funguje normálne a je možné pridávať ďalších používateľov.
Tu sú hlavné metriky:
Metrika
Vykonávané činnosti
Podrobné popis
Zatěžované komponenty
NSLD
Čas otvorenia textového
súboru s veľkosťou 1 500 Kbyte
Spustí sa Notepad a
otvorí náhodný dokument s veľkosťou 1 500 Kbyte, ktorý bol skopírovaný z poolu
zdrojov
CPU a I/O
NFO
Čas otvorenia dialógového
okna v Notepade
Otvorenie súboru VSI-Notepad [Ctrl+O]
CPU, RAM a I/O
ZHC*
Čas vytvorenia Zip-súboru s vysokým kompresným pomerom
Kompresia lokálneho
náhodného súboru vo formáte .pst s veľkosťou 5MB, ktorý bol skopírovaný z
poolu zdrojov
CPU a I/O
ZLC*
Čas vytvorenia Zip-súboru s nízkym kompresným pomerom
Kompresia lokálneho
náhodného súboru vo formáte .pst s veľkosťou 5MB, ktorý bol skopírovaný z
poolu zdrojov
I/O
CPU
Vypočítanie veľkého
poľa náhodných dát
Vytvorenie veľkého poľa
náhodných dát, ktoré budú použité v I/O-testovacom časovači
CPU
Pri testovaní sa pôvodne počíta základná metrika VSIbase, ktorá ukazuje rýchlosť vykonávania úloh bez zaťaženia systému. Na jej základe sa určuje VSImax Threshold, ktorý je rovný VSIbase + 1 000ms.
Závery o výkonnosti systému sú založené na dvoch metrikách: VSIbase, určujúcej rýchlosť práce systému, a VSImax threshold, určujúcej maximálny počet používateľov, ktorý systém vydrží bez podstatnej degradácie.
300 benchmark pracovníkov poznania
Pracovníci poznania — to sú používatelia, ktorí pravidelne zaťažujú pamäť, procesor a IO rôznymi drobnými špičkami. Softvér emuluje zaťaženie náročných kancelárskych používateľov, akoby neustále niečo klikali (PDF, Java, kancelársky balík, prezeranie fotografií, 7-Zip). S pribúdajúci používateľmi od nuly do 300 sa oneskorenie každého plynulo zvyšuje.
Štatistiky VSImax:
VSIbase = 986ms, VSI Threshold nebol dosiahnutý.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Pri tomto type zaťaženia systém zvláda zvýšenie zaťaženia prakticky bez degradácie výkonnosti. Čas vykonávania úloh používateľov rastie plynulo, doba odozvy systému sa počas testovania nemení a dosahuje až 3 ms pri zápise a až 1 ms pri čítaní.
Výstup: 300 knowledge používateľov bez akýchkoľvek problémov pracuje na súčasnom klastri a navzájom sa nerušia, dosahujúc prepojenie pCPU/vCPU 1 ku 6. Celkové oneskorenia pri zvyšovaní zaťaženia rovnomerne rastú, ale stanovený limit nebol dosiahnutý.
300 Storage workers benchmark
Toto sú používatelia, ktorí neustále zapisujú a čítajú v pomere 30 ku 70. Tento test bol vykonaný skôr z dôvodu experimentu. Údaje štatistiky VSImax:
VSIbase = 1673, VSI Threshold dosiahnutý na 240 používateľoch.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Tento typ zaťaženia je v podstate stresovým testom systému úložiska. Pri jeho vykonávaní každý používateľ zapisuje na disk množstvo náhodných súborov rôznych veľkostí. V tomto prípade je vidieť, že pri prekročení určitého prahu zaťaženia čas vykonávania úloh na zápis súborov u časti používateľov vzrastá. Pri tom sa zaťaženie na úložiskovom systéme, procesore a pamäti hostiteľov podstatne nezmení, a preto nie je možné presne určiť, s čím sú oneskorenia v súčasnosti spojené.
Závery o výkonnosti systému na základe tohto testu je možné robiť iba v porovnaní s výsledkami testu na iných systémoch, pretože takéto zaťaženia sú syntetické a nerealistické. Napriek tomu, vo všeobecnosti test prebehol dobre. Do 210 relácií všetko šlo hladko, a potom sa objavili nejasné odozvy, ktoré sa pritom nikde, okrem Login VSI, nesledovali.
300 Power workers
Toto sú používatelia, ktorí majú radi procesor, pamäť a vysoké I/O. Títo 'pokročilí používatelia' pravidelne spúšťajú zložité úlohy s dlhými vrcholmi ako inštalácia nového softvéru a rozbaľovanie veľkých archívov. Údaje štatistiky VSImax:
VSIbase = 970, VSI Threshold nebol dosiahnutý.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Pri testovaní bol dosiahnutý prah zaťaženia procesorov na jednom z uzlov systému, ale to nemalo podstatný vplyv na jeho fungovanie:
V tomto prípade systém zvláda zvýšené zaťaženie bez podstatnej degradácie výkonu. Čas vykonania úloh používateľov sa pomaly zvyšuje, doba odozvy systému počas testovania sa nemení a dosahuje až 3 ms pri zápise a až 1 ms pri čítaní.
Zákazníkom štandardné testy nestačili, a tak sme išli ďalej: zvýšili sme špecifikácie VM (počet vCPU na vyhodnotenie zvýšenia prepisovania a veľkosť disku) a pridali sme dodatočné zaťaženie.
Pri vykonávaní dodatočných testov bola použitá nasledujúca konfigurácia testovacej platformy:
Nasadených 300 virtuálnych pracovných stolov v konfigurácii 4vCPU, 4GB RAM, 80GB HDD.
Konfigurácia jedného z testovacích strojov:
Stroje sú nasadené v režime Dedicated – Full Copy:
300 Knowledge workers benchmark s prepisovaním 12
Štatistiky VSImax:
VSIbase = 921 ms, VSI Threshold nebol dosiahnutý.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Získané výsledky sú podobné testovaniu predchádzajúcej konfigurácie VM.
300 Power workers s prepisovaním 12
Štatistiky VSImax:
VSIbase = 933, VSI Threshold nebol dosiahnutý.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Pri tomto testovaní bol tiež dosiahnutý prah zaťaženia procesorov, avšak to nemalo podstatný vplyv na výkon:
Získané výsledky sú podobné testovaniu predchádzajúcej konfigurácie.
Čo sa stane, ak spustíme zaťaženie na 10 hodín?
Teraz sledujeme, či nastane 'efekt nahromadenia' a spúšťame testy na 10 hodín nepretržite.
Dlhodobé testy a popis sekcie by sa mali zamerať na to, čo sme chceli overiť, či sa vyskytnú nejaké problémy s farmou pri dlhodobom zaťažení.
300 Knowledge workers benchmark + 10 hodín
Okrem toho bolo vykonané testovanie variantu zaťaženia 300 knowledge workers s následnou prácou používateľov počas 10 hodín.
Štatistiky VSImax:
VSIbase = 919 ms, VSI Threshold nebol dosiahnutý.
Údaje štatistiky VSImax Detailed:
Z grafu je vidieť, že počas celého testu nie je pozorovaná žiadna degradácia výkonu.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Výkon systému ukladania zostáva na rovnakej úrovni počas celého testu.
Dodatočné testovanie s pridaním syntetického zaťaženia
Zákazník požiadal o pridaní intenzívneho zaťaženia disku. Na tento účel bolo na úložný systém v každej z virtuálnych strojov používateľov pridané zadanie na spustenie syntetického zaťaženia disku pri prihlásení používateľa do systému. Zaťaženie bolo zabezpečené nástrojom fio, ktorý umožňuje obmedziť zaťaženie disku podľa počtu IOPS. V každom stroji sa spúšťalo zadanie na spustenie dodatočného zaťaženia vo výške 22 IOPS v rozdelení 70 % / 30 % Random Read / Write.
300 benchmarkov znalostných pracovníkov + 22 IOPS na používateľa
Pri počiatočnom testovaní bolo zistené, že fio vytvára výrazné dodatočné zaťaženie na procesor virtuálnych strojov. To viedlo k rýchlemu preťaženiu hostiteľov CPU a silno ovplyvnilo fungovanie systému ako celku.
Zaťaženie CPU hostiteľov:
Zdržania úložného systému sa taktiež logicky zvýšili:
Nedostatok výpočtovej kapacity sa stal kritickým približne pri 240 používateľoch:
Na základe získaných výsledkov bolo rozhodnuté o vykonaní testovania, ktoré menej zaťažuje CPU.
230 benchmarkov kancelárskych pracovníkov + 22 IOPS na používateľa
Na zníženie zaťaženia CPU bol vybraný typ zaťaženia kancelárskych pracovníkov, na každú reláciu bolo taktiež pridaných 22 IOPS syntetického zaťaženia.
Test bol obmedzený na 230 relácií, aby sa nepresiahlo maximálne zaťaženie CPU.
Test bol spustený s následnou pracou používateľov počas 10 hodín na overenie stability systému pri dlhodobej práci na zaťažení blízkom maximálnemu.
Štatistiky VSImax:
VSIbase = 918 ms, VSI prah nebol dosiahnutý.
Údaje štatistiky VSImax Detailed:
Z grafu je vidieť, že počas celého testu nie je pozorovaná žiadna degradácia výkonu.
Štatistiky zaťaženia CPU:
Pri vykonávaní tohto testu bolo zaťaženie CPU hostiteľov takmer maximálne.
Štatistika zaťaženia systému úložiska z monitorovania SimpliVity:
Výkon systému ukladania zostáva na rovnakej úrovni počas celého testu.
Zaťaženie úložného systému počas testu predstavovalo približne 6 500 IOPS v rozdelení 60 / 40 (3 900 IOPS — na čítanie, 2 600 IOPS — na zápis), čo predstavuje približne 28 IOPS na jednu pracovnú stanicu.
Priemerný čas odozvy bol 3 ms na zápis a do 1 ms — na čítanie.
Záver
Pri modelovaní reálnych zaťažení na infraštruktúru HPE SimpliVity boli získané výsledky potvrdzujúce schopnosť systému zabezpečiť prácu virtuálnych pracovných stolov v počte najmenej 300 Full Clone strojov na dvojici uzlov SimpliVity. Pri tom čas odozvy úložného systému zostával na optimálnej úrovni počas celého testovania.
Veľmi nás oslovil prístup k dlhým testom a porovnaniu riešení pred ich implementáciou. Môžeme testovať výkon aj pre vaše zaťaženia, ak máte záujem. Rovnako aj na iných hyperkonvergentných riešeniach. Uvedený zákazník práve dokončuje testy na inom riešení paralelne. Jeho aktuálna infraštruktúra pozostáva len z parkov PC, domény a softvéru na každé pracovné miesto. Prejsť na VDI bez testov je samozrejme dosť náročné. Konkrétne je ťažké pochopiť reálne možnosti VDI farmy, ak sa na ňu nenasťahovali skutoční používatelia. A tieto testy umožňujú rýchlo posúdiť reálne možnosti daného systému bez nutnosti zapojenia bežných používateľov. Odtiaľ vznikla aj táto štúdia.
Druhý významný prístup je ten, že zákazník sa okamžite rozhodol pre správne škálovanie. Tu je možné dokupovať servery a pridávať farmy, napríklad pre 100 používateľov, všetko je predvídateľné podľa ceny za používateľa. Napríklad, keď bude potrebné pridať ďalších 300 používateľov, budú vedieť, že potrebujú dva servery v už určenej konfigurácii, a nie prehodnocovať možnosti modernizácie svojej infraštruktúry ako celku.
Zaujímavé sú možnosti federácie HPE SimpliVity. Biznis je geograficky rozdelený, a preto má zmysel umiestniť vlastnú samostatnú VDI jednotku do vzdialenej kancelárie. Vo federácii SimpliVity sa každá virtuálna mašina replikuje podľa rozvrhu so schopnosťou robiť medzi geograficky oddelenými klastrami veľmi rýchlo a bez zaťaženia linky — to je integrovaná záloha na veľmi dobrej úrovni. Pri replikácii VM medzi lokalitami sa kanál využíva minimálne, ako je to možné, a to poskytuje možnosti budovať veľmi zaujímavé architektúry DR s jediným centrom správy a množstvom decentralizovaných miest skladovania.
Všetko toto dohromady poskytuje možnosť podrobne posúdiť aj finančnú stránku, preniesť náklady na VDI na plány rastu firmy a pochopiť, ako rýchlo sa riešenie vrátí a ako bude fungovať. Pretože každý VDI je riešenie, ktoré nakoniec ušetrí množstvo zdrojov, ale pravdepodobne tiež bez ekonomicky výhodnej možnosti skončiť jeho využívanie v priebehu 5–7 rokov.
Celkovo, ak máte otázky, ktoré nie sú na komentáre, napíšte mi na e-mail mk@croc.ru.
Zdroj: habr.com
