Bygger en server för grafiska och CAD/CAM-applikationer för distansarbete via RDP baserad på begagnad CISCO UCS-C220 M3 v2

Nästan varje företag har idag en avdelning eller en grupp som arbetar med CAD/CAM
eller tunga designprogram. Denna grupp användare förenas av strikta krav på hårdvara: mycket minne – 64 GB och mer, professionellt grafikkort, snabb SSD, och allt bör vara pålitligt. Ofta köper företag flera kraftfulla datorer (eller grafikstationer) till vissa användare i dessa avdelningar och mindre kraftfulla till resten beroende på behov och företagets ekonomiska möjligheter. Detta är ofta en standardmetod för att hantera sådana uppgifter, och den fungerar normalt. Men under pandemin och distansarbete, och i allmänhet – är denna metod suboptimal, mycket överdriven och extremt obekväm i administration, hantering och andra aspekter. Varför är det så, och vilken lösning skulle perfekt tillfredsställa behovet av grafikstationer för många företag? Vänligen kom under rubriken, där vi beskriver hur man bygger en arbetsdatorlösning som är prisvärd nog för att döda flera flugor med en smäll, och vilka små nyanser man måste ta hänsyn till för att framgångsrikt implementera denna lösning.

I december förra året öppnade ett företag ett nytt kontor för ett litet designkontor och uppgiften var att organisera hela datainfrastrukturen med tanke på att företaget redan hade bärbara datorer för användarna och ett par servrar. Laptops var redan ett par år gamla och hade mestadels speldator-konfigurationer med 8-16 GB RAM, och klarade oftast inte av belastningen från CAD/CAM-applikationerna. Användarna måste vara mobila, eftersom det ofta är nödvändigt att arbeta utanför kontoret. På kontoret köps dessutom en monitor till varje laptop (de arbetar med grafik). Med sådana grunddata var den enda optimala, men riskfyllda, lösningen för mig – att implementera en kraftfull terminalserver med ett kraftfullt professionellt grafikkort och NVMe SSD-disk.

Fördelar med en grafisk terminalserver och arbete via RDP

• På separata kraftfulla datorer eller grafikstationer används hårdvaruresurser inte ens en tredjedel av tiden och står oanvända, och endast under korta perioder används de till 35-100 % av sin kapacitet. Den totala verkningsgraden ligger vanligtvis på 5-20 procent.
• Men ofta är den hårdvarudelen långt ifrån den mest kostsamma komponenten, eftersom grundläggande grafiska eller CAD/CAM-programvarulicenser ofta kostar från 5000$, och om det finns utökade alternativ kan det kosta från 10 000$. Vanligtvis kan dessa program köras utan problem i en RDP-session, men ibland måste man köpa till RDP-alternativet, eller söka på forum hur man ska ange inställningar i konfigurationer eller registret och hur man kan köra sådan programvara i RDP-sessionen. Men för att kontrollera att det nödvändiga programmet fungerar via RDP måste göras i början och det är enkelt: vi försöker logga in via RDP — om programmet startar och alla grundläggande programmets funktioner fungerar, så bör det nog inte vara några problem med licenserna. Om det däremot uppstår ett fel, så innan projektet genomförs med en grafisk terminalserver, letar vi efter en lösning på problemet som är tillfredsställande för oss.
• En stor fördel är också stödet för identisk konfiguration och specifika inställningar, komponenter och mallar, vilket ofta är svårt att genomföra för alla PC-användare. Hantering, administration och uppdatering av programvara sker också "utan problem"

I allmänhet finns det många fördelar — låt oss se hur vårt nästan perfekta lösning faktiskt visar sig.

Vi bygger en server baserad på begagnad CISCO UCS-C220 M3 v2

Inledningsvis var det planerat att köpa en nyare och kraftfullare server med 256 GB DDR3 ecc minne och 10 GB ethernet, men det meddelades att vi behövde spara lite och hålla oss inom budgeten på 1600$. Okej — klienten är alltid snål, och vi anpassar oss till den summan:

begagnad CISCO UCS-C220 M3 v2 (2 X SIX CORE 2.10GHZ E5-2620 v2) 128 GB DDR3 ecc — 625$
3.5" 3TB sas 7200 från USA — 2×65$=130$
SSD M.2 2280 970 PRO, PCI-E 3.0 (x4) 512GB Samsung — 200$
Grafikkort QUADRO P2200 5120MB — 470$
Adapter Ewell PCI-E 3.0 to M.2 SSD (EW239) -10$
Totalt för servern = 1435$

Planen var att ta en SSD 1TB och 10GB ethernetadapter — 40$, men det visade sig att UPS för deras 2 servrar inte fanns, och vi var tvungna att snäva in oss lite och köpa UPS PowerWalker VI 2200 RLE -350$.

Varför en server, och inte en kraftfull PC? Motivering till den valda konfigurationen.

Många kortsiktiga administratörer (jag har stött på detta flera gånger) köper av någon anledning en kraftfull (oftast spel-PC), sätter där 2-4 diskar, skapar RAID 1, kallar det stolt en server och sätter den i hörnet av kontoret. All utrustning är uppenbarligen en "mix" av tveksam kvalitet. Därför ska jag beskriva varför just denna konfiguration valdes för en sådan budget.

1. Tillförlitlighet!!! — alla serverkomponenter är designade och testade för att fungera i mer än 5-10 år. Spelmoderkort fungerar som mest i 3-5 år och vissa har till och med en felprocent under garantiperioden som överstiger 5 %. Vår server kommer från det superpålitliga märket CISCO, så vi förväntar oss inga större problem, och risken är mycket lägre än för en stationär PC.
2. Viktiga komponenter som strömförsörjning är duplicerade och i idealfallet kan man försörja ström från två olika linjer, och om en strömförsörjning går sönder fortsätter servern att fungera.
3. ECC-minne — idag är det få som kommer ihåg att ECC-minnet ursprungligen infördes för att korrigera en bit från fel som uppstår främst på grund av kosmiska strålar, och med ett minnesutrymme på 128 GB kan fel uppstå flera gånger om året. På en stationär PC kan vi se programkrascher, frysningar och sådant som inte är kritiskt, men på en server kan kostnaden för ett fel vara mycket hög (till exempel felaktig databaspostning); i vårt fall, vid allvarliga buggar, måste man starta om, vilket ibland kan kosta en dags arbete för flera personer.
4. Skalbarhet — behovet av resurser i ett företag ökar ofta flera gånger på några år, och det är lätt att lägga till minne och disk i servern, byta processorer (i vårt fall från sexkärniga E5-2620 till tiokärniga Xeon E5 2690 v2) — det finns nästan ingen skalbarhet på en vanlig PC.
5. Serverformat U1 — servrar måste stå i serverrum! och i kompakta skåp, inte stå och släppa ut (upp till 1 kW värme) och föra oväsen i ett kontorshörn! Precis i det nya kontoret har företaget tillhandahållit lite (3-6 enheter) plats i serverrummet, och en enhet för vår server var precis tillräckligt.
6. Fjärråtkomst: hantering och konsol — utan detta är normal serverunderhåll för fjärrarbete extremt svårt!
7. 128 GB RAM — i specifikationen angavs 8-10 användare, men i verkligheten kommer det att finnas 5-6 samtidiga sessioner — därför, med tanke på det typiska maxutnyttjandet av minne i det företaget, 2 användare som använder 30-40 GB var = 70 GB och 4 användare som använder 3-15 GB var = 36 GB, + upp till 10 GB för operativsystemet totalt 116 GB och 10 % är i reserv (detta är allt i sällsynta fall av maximal användning). Men om det skulle bli för lite kan man när som helst lägga till upp till 256 GB.
8. Grafikkort QUADRO P2200 5120 MB — i genomsnitt per användare i det företaget.
   I den avlägsna sessionen var videominnesförbrukningen mellan 0,3 GB och 1,5 GB, så 5 GB kommer att vara tillräckligt. De ursprungliga uppgifterna togs från en liknande, men mindre kraftfull lösning, baserad på i5/64 GB/Quadro P620 2 GB, som räckte för 3-4 användare.
9. SSD M.2 2280 970 PRO, PCI-E 3.0 (x4) 512GB Samsung – för samtidig drift.
   8-10 användare, hastighet och tillförlitlighet hos NVMe och SSD Samsung är nödvändiga. Denna disk kommer att användas för operativsystemet och applikationer.
10. 2x3TB SAS – vi sammanfogar i RAID 1, används för stora eller sällan använda lokala användardata, samt för systembackup och kritiska lokala data från NVMe-disken.

Konfigurationen har godkänts och köpts, och snart kommer den avgörande stunden!

Montering, konfigurering, installation och problemlösning.

Från början hade jag ingen trygghet i att detta var en 100 % fungerande lösning, eftersom man vid varje steg, från montering till installation, uppstart och korrekt funktion av applikationer, kunna fastna utan möjlighet att fortsätta. Därför kom jag överens om att servern kunde returneras inom ett par dagar, och andra komponenter kunde användas i en alternativ lösning.

1 inbillad problem – grafikkortet är professionellt och fullstort! +några mm, men vad händer om det inte får plats? 75W – vad händer om PCI-kontakten inte klarar det? Och hur gör man en normal värmeavledning av dessa 75W? Men det fick plats, startade, värmeavledningen var normal (speciellt om serverfläktarna sätts på högre RPM. Faktiskt när jag installerade det, för att vara säker på att inget i servern kortslutits, böjde jag något 1 mm (kommer inte ihåg vad) och för bättre värmeavledning rivde jag senare av instruktionsfilmen från serverns lock efter den slutgiltiga inställningen, som täckte hela lock och kunde försämra värmeavledningen genom locket.

2:a provet – NVMe-disken via en adapter kanske inte syntes eller så kunde systemet inte installeras där, och om det installerades så kunde det inte starta. Som av en händelse installerades Windows på NVMe-disken, men kunde inte starta från den, vilket är logiskt eftersom BIOS (även uppdaterad) vägrade att känna igen NVMe för uppstart. Jag ville inte improvisera, men var tvungen – här kom vår älskade Habr och inlägget om uppstart från NVMe-diskar på legacy-system laddade ner verktyget Boot Disk Utility (BDUtility.exe), skapade ett USB-minne med CloverBootManager enligt instruktionerna i inlägget, ställde in USB-minnet som första startalternativ i BIOS och nu laddar vi startprogrammet från USB-minnet. Clover upptäckte vår NVMe-disk framgångsrikt och efter några sekunder startade den automatiskt från den! Jag skulle kunna experimentera med att installera Clover på vår RAID 3TB-disk, men det var redan lördag kväll och det fanns fortfarande arbete kvar för en dag, eftersom servern antingen skulle levereras på måndag eller stanna kvar. Jag lämnade start-USB:n inne i servern, där det fanns en överflödig USB-port.

Tredje nästan hotet om misslyckande. Installerade Windows 2019 Standard + RD-tjänster, installerade huvudapplikationen, som allt detta handlade om, och allt fungerar utmärkt och flyger verkligen.

Fantastiskt! Jag åker hem och ansluter via RDP, applikationen startar, men det känns som en allvarlig fördröjning, jag ser att det i programmet står "soft mode är aktiverat". Vad?! Jag letar efter nyare och superprofessionella drivrutiner för grafikkortet, installerar dem - inget resultat, äldre drivrutiner för P1000 gör inget heller. Under tiden driver allt inre röst mig "jag sa ju till dig – experimentera inte med det nya – ta P1000". Och tiden – det har redan blivit natt ute, med ett tungt hjärta går jag och lägger mig. Söndag, jag åker till kontoret – installerar Quadro P620 i servern och det fungerar inte heller via RDP – vad är det med Microsoft? Jag letar på forumen "2019 server och RDP" – svar hittade jag nästan direkt.

Det visar sig att eftersom de flesta nu har skärmar med hög upplösning, och de flesta servrar har inbyggda grafikadaptrar som inte stödjer dessa upplösningar – så är hårdvaruacceleration som standard avstängd via grupprinciper. Jag citerar instruktionen för att aktivera:

• Öppna verktyget för att redigera grupprincipen från kontrollpanelen eller använd sökdialogen i Windows (Windows-tangent + R, skriv sedan gpedit.msc)
• Bläddra till: Lokala datormallen Datorkonfiguration Administrativa mallar Windows-komponenter Fjärrskrivbordstjänster Fjärrskrivbordssessionsvärd Fjärrsessionsmiljö
• Aktivera sedan "Använd den hårdvaruanslutna grafikkontrollern som standard för alla fjärrskrivbordstjänsts sessioner"

Vi startar om — allt fungerar utmärkt via RDP. Vi byter grafikkort till P2200 och det fungerar igen! Nu när vi är säkra på att lösningen är helt fungerande, justerar vi serverns inställningar till perfektion, sätter in den i domänen, konfigurerar användartillgångar och så vidare, och placerar servern i serverrummet. Vi testar i teamet under ett par dagar — allt fungerar perfekt, serverns resurser räcker mer än tillräckligt för alla uppgifter, den minimala fördröjningen som uppstår vid RDP-användning är osynlig för alla användare. Utmärkt — uppgiften är genomförd till 100%.

Några punkter som påverkar framgången med implementeringen av den grafiska servern

Eftersom det kan uppstå hinder på vilken som helst av implementeringens steg som kan skapa en situation liknande som på bilden med de rymmande fiskarna

är det nödvändigt att vid planeringen göra några enkla steg:

1. Målgruppen och uppgifterna — användare som arbetar intensivt med grafik och behöver grafikkortets hårdvaruacceleration. Framgången med vår lösning bygger på att behovet av kraft hos användare av grafiska och CAD/CAM-program tillfredsställdes med råge för över 10 år sedan, och för närvarande har vi en kapacitet som överstiger behoven mer än 10 gånger. Till exempel räcker GPU-kraften hos Quadro P2200 mer än väl för 10 användare, och även om videominnet är otillräckligt kompletterar grafikkortet med RAM-minnet, och för en vanlig 3D-utvecklare går en sådan liten nedgång i minnesspeed obemärkt förbi. Men om användarna har intensiva beräkningsuppgifter (rendering, beräkningar etc.) som ofta utnyttjar 100% av resurserna — då passar inte vår lösning, eftersom andra användare under dessa perioder inte kan arbeta normalt. Därför analyserar vi noggrant användarnas uppgifter och nuvarande resursbelastning (åtminstone ungefär). Vi uppmärksammar också mängden data som skrivs om till disk per dag och om den är stor, väljer vi server-SSD:er eller Optane-diskar i enlighet med detta.
2. Baserat på antalet användare väljer vi en server, grafikkort och diskar som passar resurserna:
   • processorer enligt formeln 1 kärna per användare + 2,3 för OS, ändå använder varje enskild i ett ögonblick inte mer än en eller max två (vid sällsynt belastning av modellen) kärnor;
   • grafikkort -vi tittar på det genomsnittliga minnesutnyttjandet och GPU:n per användare under RDP-sessionen och väljer ett professionellt grafikkort!
   • Vi gör på samma sätt med RAM och diskundersystemet (nu kan man till och med hitta RAID nvme till ett bra pris).
3. Vi granskar noga serverdokumentationen (lyckligtvis har alla märkesservrar fullständig dokumentation) för att kontrollera överensstämmelse med portar, hastigheter, strömförsörjning och stödda teknologier samt fysiska mått och värmeavledningsnormer för de installerade ytterligare komponenterna.
4. Vi kontrollerar att vår programvara fungerar korrekt i flera RDP-sessioner, såväl som att det inte finns några licensbegränsningar, och noggrant verifierar att nödvändiga licenser finns. Vi löser denna fråga innan vi gör de första stegen för implementering. Som nämnts i kommentaren av den respektfulle malefix.
   — Licenser kan vara knutna till antalet användare — då bryter du mot licensavtalet.
   — Programvaran kan fungera felaktigt med flera startade instanser — om den skriver skräp eller inställningar någonstans i en offentlig tillgänglig plats istället för användarprofilen/%temp%, kommer du att ha mycket roligt att spåra problemen.
5. Vi tänker på var den grafiska servern ska installeras, vi glömmer inte att ha en UPS och snabb ethernet-portar samt internet (om nödvändigt), samt att uppfylla klimatkraven för servern.
6. Vi ökar införandetiden till minst 2,5–3 veckor, eftersom många även små nödvändiga komponenter kan ta upp till två veckor att få, och monteringen och konfigurationen tar flera dagar – bara den normala inladdningen av servern till OS kan ta mer än 5 minuter.
7. Vi diskuterar med ledningen och leverantörerna att om projektet av någon anledning inte går eller går fel, kan vi få tillbaks eller byta.
8. Det har också vänligt föreslagits i kommentaren från malefix.
   Efter alla experiment med inställningarna – radera allt och installera från grunden. Så här:
   — under experimenten ska alla kritiska inställningar dokumenteras.
   — under installation from scratch, you repeat the minimally necessary settings (which were documented in the previous step)
9. We first install the operating system (preferably Windows Server 2019 — which has quality RDP) in Trial mode, but definitely not in evaluate mode (as that requires reinstalling from scratch later). Only after a successful launch do we address licensing issues and activate the OS.
10. We also form an initiative group for testing before implementation and explain to future users the benefits of working with a graphical server. If this is done later, we increase the risk of complaints, sabotage, and unsubstantiated negative feedback.

It feels like working via RDP is no different from working in a local session. Often, you even forget that you're working somewhere via RDP — as even video and sometimes video calls during an RDP session work without noticeable delays, since most people now have high-speed internet. In terms of speed and functionality, Microsoft continues to pleasantly surprise with RDP, and hardware acceleration for 3D and multi-monitors — everything necessary for remote work for users of graphical, 3D, and CAD/CAM programs!

So, in many cases, installing a graphical server according to the conducted implementation is preferable and more mobile than 10 graphical stations or PCs.

P.S. How to easily and securely connect via the internet using RDP, as well as optimal settings for RDP clients — you can find hints in the article "Fjärrarbete på kontoret. RDP, Port Knocking, Mikrotik: enkelt och säkert"

Källa: habr.com