Создание инфраструктуры виртуальных десктопов (VDI) обычно начинается с выбора гипервизора: View от VMware, XenDesktop от Citrix, которые по многим показателям (цена, уровень зрелости) достаточно близки, но эксперты все же находят значимые различия. Знатоки считают, что View более эффективно использует серверные ресурсы и проще в развертывании, а XenDesktop более дружественен по отношению к клиенту и к защитным экранам. Однако, выбор гипервизора — это только начало, ему и системе поддержки VDI требуется аппаратно-программная поддержка для развертывания виртуальных десктопов. До появления интегральных конструкций создание платформы для работы гипервизора было сложной и трудоемкой задачей, решение которой влияло на стоимость проекта, в результате чего виртуальные десктопы оказывались заметно дороже физических.
Создание системы VDI раскладывается на нескольких этапов и в большинстве публикаций такая рутинная деятельность остается за скобками, хотя «дьявол кроется в деталях», вот почему в большинстве случаев задача оказывалась сложнее и количество успешных проектов меньше, чем можно было бы предположить. В этой связи показательно, что например документ «Planning and deploying a Virtual Desktop Infrastructure on HP hardware» содержит около сотни страниц только с методическими указаниями по предварительному проектированию VDI.
Процедура создания макета виртуального десктопа включает несколько этапов:
- оценка необходимой производительности и потоков данных;
- подбор соответствующих серверов и систем хранения хранения данных;
- развертывание сетевой инфраструктуры, средств управления, инсталлирование серверов и систем хранения данных DAS, NAS или SAN в зависимости от масштабов системы;
- испытание макета и принятие решения о переходе к «боевой» системе.
Для автоматизации первых двух этапов имеются специальные «калькуляторы», а проведение остальных требует серьезной экспертизы. При создании аппаратно-программной инфраструктуры обычно следуют блочному принципу, а сами блоки, из которых собирается система могут быть трех уровней технологической сложности VDI:
- начальный уровень — на один блок приходится до 50 пользователей, для их поддержки достаточно одного сервера с подключенными к нему накопителями DAS;
- стандартный уровень — на один блок приходится до 150 пользователей, для их поддержки требуется кластер, состоящий из 3-4 серверов и файловый накопитель NAS;
- корпоративный уровень — на один блок приходится более 150 серверов и кластер, состоящий из более шести серверов.
Грубо говоря, такие блоки состоят из двух аппаратных (серверы и СХД) и двух программных компонентов (гипервизор и управляющее ПО). Выбор ПО не сложен, а из двух основных аппаратных составляющих проблему обычно создают СХД — структура нагрузок, создаваемых множеством виртуальных десктопов, принципиально отличается от нагрузок, характерных для традиционных корпоративных приложений. В обычном физическом Windows-клиенте, работающем на собственном оборудовании, имеется локальный диск IDE или SATA со скоростью вращения 5400 или 7 200 об/мин, способный поддерживать обмен со скоростью 40-50 IOPS (операций ввода/вывода в сек). Для сравнения, диски SCSI в корпоративных СХД вращаются со скоростью 15 тыс. об/мин, что обеспечивает скорость 180 IOPS. Казалось бы, один диск может заменить четыре, но следует учесть целый ряд обстоятельств. Во-первых, одна и та же ОС Windows, работающая и на физическом, и на виртуальном десктопах, разрабатывалась в расчете на оптимизацию работы с диском SATA, причем значительная часть нагрузки на эти диски выпадает на момент первоначальной загрузки, когда пользователь включает или перезагружает компьютер. В корпоративных условиях, когда пользователи могут «включать» свои виртуальные десктопы в начале рабочего дня, могут сложиться экстремальные для СХД условия нагрузки. Или другой пример, диски адаптированы для массового подключения к одной шине в RAID-массивах, где соотношение числа обращений на чтение существенно выше, чем обращений на запись. В десктопах ситуация обратная — можно привести множество примеров несоответствия возможностей дисков двух типов и невозможности прямой замены одних другими. Чтобы согласовать противоречивые требования имеет смысл использовать те или иные способы ускорения, в частности кэширование и диски SSD.
Таким образом было бы рационально для поддержки VDI не строить платформы собственными силами, а использовать готовые интегрированные решения, переложив на потребителя всю процедуру настройки. Кроме этого, центральным местом в системах поддерживающих VDI должны быть современные СХД, которые появились на рынке в 2011 году.
Решение от EMC построено на накопителе VNXe3300, ПО vSphere 4.1, View 4.5, рассчитано на предприятия малого и среднего бизнеса, и в базовом варианте способно поддерживать 150 виртуальных десктопов с возможностью расширения до 250. Ядро системы — накопитель VNXе, в котором интегрированы технологии SAN и NAS — EMC Celerra и CLARiiON в одном устройстве. Данная универсальная система способна работать как с файловыми, так и с блочными данными. В комплект решения входят три сервера для View, два вспомогательных управляющих сервера, VNXe3300 (30 дисков SAS), три коммутатора и балансировщик нагрузки. На управляющих серверах работает продукт Login VSI компании Login, оценивающий нагрузку на виртуальные десктопы и позволяющий оптимально распределить ресурсы.
Компания HDS избрала иную нишу, предложив более мощные масштабируемые и универсальные решения для VDI, рассчитанные на тысячи пользователей. Появление такого продукта в номенклатуре компании HDS укладывается в ее общую облачную стратегию — HDS намерена поставлять готовые виртуализированные конструкции (framework), способные поддерживать различные бизнес модели, в том числе и VDI. Решение, появившееся летом 2011 года представляет собой единую аппаратно-программную платформу на которой по выбору пользователя могут работать либо Citrix XenDesktop 5 под управлением Citrix XenServer 5.6 SP2, либо VMware View 4.6 под управлением VMware vSphere 4.1, либо компромиссный смешанный вариант — Citrix XenDesktop 5, но под управлением VMware vSphere 4.1.
Для данного решения HDS предлагает СХД Hitachi Virtual Storage Platform (VSP), серверы Hitachi Compute Blade 2000 и управляющее ПО Hitachi Dynamic Provisioning, обеспечивающее динамическое выделение ресурсов хранения. Ядром платформы служит Hitachi Virtual Storage Platform (VSP) — виртуальная СХД, развивающая два предшествующих поколения аналогичных систем Hitachi USP V и TagmaStore, виртуализируя подключаемые накопители любых моделей от любых производителей. Отличительной особенностью VSP является то, что в этой системе реализован гибридный подход, сочетающий характерную для сегодняшнего дня тенденцию к использованию стандартных комплектующих с эффективными специальными решениями. На стандартные процессоры Intel возложено выполнение таких функций как Dynamic Provisioning, Thin Provisioning, ShadowImage, TrueCopy, а критические с точки зрения быстродействия функции управления вводом-выводом переданы отдельному ускорителю данных Data Accelerator, построенному на оригинальной двухъядерной микросхеме разработки HDS.
Платформа VSP представляет собой систему с трехмерным масштабированием (3D Scaling), трехмерным управлением (3D Management) и динамическим распределением хранения по уровням (Dynamic Tiering). Вертикальное масштабирование (scale up) осуществляется путем повышения мощности одного узла, горизонтальное (scale out) за счет наращивания числа однородных узлов и масштабирование «в глубину» — путем подключения накопителей от сторонних производителей и распространения на них вертикального и горизонтального масштабирования.
Серверы Hitachi хорошо известны на японском рынке и необычны тем, что имеют некоторые черты мэйнфреймов, например аппаратную поддержку логических разделов, а благодаря ряду архитектурных особенностей исключаются узкие места, потенциально способные снижать производительность и скорость обмена данными. В серверах для платформы VSP стоят 6 и 8 ядерные процессоры Intel Xeon.
Решение VSP является модульным, что распространяется и на серверную часть, и на СХД. Основным конструктивом для серверов служит шасси, в котором монтируется 8 лезвий Hitachi Compute Blade 2000. Будучи конструктивно единообразными они используются по разному, первый модуль совмещает функции управления с размещением в нем некоторого количества десктопов. Два управляющих сервера называются инфраструктурными и разделяются на 10-12 виртуальных машин. Если инфраструктура построена на продуктах Citrix, то в состав ПО входят XenDesktop Desktop Delivery Controller, Provisioning Service, Citrix Web Interface, Citrix XenCenter и Microsoft SQL Server 2008, а если на Vmware, то VMware vCenter server, VMware View, VMware View Composer, VMware ESX,Microsoft Windows Server и Microsoft SQL Server. Смешаный вариант отличается от варианта Citrix заменой Citrix XenCenter на VMware vCenter. На дестопы устанавливается Window 7 или XP. Расширение возможно за счет наращивания количества шасси.
Модули, из которых собирается СХД делятся на два типа — первый и все остальные (см. рисунок). Первый модуль СХД, как и первый серверный модуль, делится на два пула, каждый из которых поддерживается Hitachi Dynamic Provisioning. Инфраструктурный пул размером 12 300 Гбайт реализует массив RAID-5, обслуживает виртуальные машины, на которых стоит управляющее ПО Citrix или Vmware. Второй модуль содержит виртуальные машины десктопов, имеет размер 32 146 Гбайт и реализует RAID-1+0, обеспечивая скорость обмена 10-15 IOPS на десктоп, с кэшем 5 Гбайт на каждого пользователя. Расширение возможно модулями из 72 дисков по 146 Гбайт и 15 тыс. об/мин, SAS, RAID-1+0 (2D+2D).
.png) |
| Архитектура интегрированного решения HDS VSP |
Обмен данными между СХД и серверами обеспечивается двумя резервирующими друг друга коммутаторами SAN Switch Brocade 5000 Fibre Channel,работающими на скорости передачи 8 Мбит/с.
Сравнивать три варианта ПО по производительности достаточно трудно, поскольку Citrix и VMware придерживаются разных методик расчета ресурсов виртуальных десктопов — у первой использует один усредненный образ, а у второй предусмотрено деление пользователей на уровни: начальный, средний и высший по мере повышения потребностей. В минимальной конфигурации при установке ПО Citrix поддерживается работа 384 пользователей, а при увеличении числа серверов и размера СХД их количество может быть доведено до 3 тыс. VMware исходит из числа IOPS на пользователя, по ее оценкам система может поддерживать до 1024 пользователей среднего уровня. По этим показатеям несложно прийти к выводу, что при любом раскладе решение от HDS способно обеспечить виртуализацию десктопов крупного предприятия.
Никита Круглов (nikita.kruglov@hds.com) — руководитель группы технических консультантов Hitachi Data Systems (Москва).
