桌面虛擬化是目前企業(yè)用戶典型的虛擬化業(yè)務(wù)場(chǎng)景。VMware Horizon 7 是目前最新發(fā)布的桌面虛擬化產(chǎn)品，其最新加入的 Just-In-Time 桌面部署功能使用即時(shí)克隆技術(shù)，允許管理員快速克隆和部署虛擬機(jī)，進(jìn)一步提升了 VDI 虛擬桌面的部署效率。

　　通過將 VDI 桌面業(yè)務(wù)運(yùn)行在全閃存架構(gòu) Virtual SAN 平臺(tái)上，用戶可以通過去重、壓縮以及糾刪碼（RAID 5/6）等多項(xiàng)空間效率提高技術(shù)有效降低數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間開銷，進(jìn)一步降低業(yè)務(wù)運(yùn)行的總體擁有成本。

　　本文通過在 Virtual SAN 6.2 全閃存架構(gòu)中針對(duì) Horizon 7 進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證了全閃存架構(gòu) Virtual SAN 可作為 VDI 虛擬桌面的理想運(yùn)行平臺(tái)。

　　測(cè)試介紹

　　在測(cè)試中，我們針對(duì) Horizon 7 結(jié)合 App Volume 2.11 在即時(shí)克隆和鏈接克隆兩種部署情況下分別進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試，包括啟用去重、壓縮以及糾刪碼等空間效率提高技術(shù)前后的性能變化，存儲(chǔ)空間的提升效率以及對(duì)桌面池進(jìn)行維護(hù)管理的時(shí)間對(duì)比。

　　在測(cè)試期間，我們總共使用了 12 臺(tái)物理服務(wù)器，其中4臺(tái)服務(wù)器用于構(gòu)建4節(jié)點(diǎn)混合架構(gòu) Virtual SAN 作為管理 VDI 虛擬桌面的集群。如圖一所示，管理集群中除了安裝 Horion 的管理套件外，還安裝了 vRealize Operation Manager 等云管理套件，方便管理員在大規(guī)模集群環(huán)節(jié)中對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控與管理。另外的 8 臺(tái)服務(wù)器用于構(gòu)建 8 節(jié)點(diǎn)全閃存架構(gòu) Virtual SAN，進(jìn)行虛擬桌面的部署和測(cè)試工作。雖然在本次的測(cè)試架構(gòu)中，一個(gè)管理集群只對(duì)應(yīng)一個(gè)桌面集群。但是在實(shí)際真實(shí)環(huán)境中，一個(gè)管理集群可以同時(shí)管理多個(gè)桌面集群，以滿足大規(guī)模桌面虛擬化的需求。

　　為了保證測(cè)試結(jié)果的公正性，我們使用第三方 VDI 性能測(cè)試工具 Login VSI 4.1進(jìn)行測(cè)試。Login VSI 是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)測(cè)試工具，用于測(cè)量集中桌面環(huán)境的性能和可擴(kuò)展性。Login VSI 在測(cè)試中會(huì)逐漸增加模擬用戶的數(shù)量，直至系統(tǒng)的性能出現(xiàn)飽和。當(dāng)系統(tǒng)飽和時(shí)，應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間的增加至關(guān)重要。這一延遲意味著系統(tǒng)幾乎臨近過載。我們可以通過系統(tǒng)接近過載來找出系統(tǒng)的最大用戶容量以此評(píng)估整個(gè) VDI 環(huán)境的性能。

　　全閃存架構(gòu)Virtual SAN具體配置

　　在測(cè)試中，我們部署了兩個(gè) Virtual SAN 集群。由于管理集群可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求變動(dòng)，因此我們主要介紹本次部署虛擬桌面的桌面集群的配置。桌面集群由全閃存架構(gòu) Virtual SAN 組成，每臺(tái)主機(jī)都采用如下硬件配置：

　　每個(gè) Virtual SAN 節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)磁盤組組成，每個(gè)磁盤組由一塊緩存 SSD 和 4 塊容量 SSD 組成，整個(gè) Virtual SAN 集群的初始裸容量達(dá)到了 32TB，其中 6.4TB 為緩存層容量，25.6TB 為容量層容量。

　　虛擬桌面鏡像具體配置

　　測(cè)試中，我們使用的虛擬機(jī)鏡像通過 VMware 優(yōu)化工具進(jìn)行了專門優(yōu)化。桌面的操作系統(tǒng)采用 Windows 7 64 位企業(yè)版，每臺(tái)虛擬桌面分配了2顆 vCPU 和2GB 內(nèi)存，分配的磁盤大小為 30GB（實(shí)際使用了10.6GB）。

　　此外，我們將 Login VSI 性能測(cè)試需要的應(yīng)用程序都部署在一個(gè)獨(dú)立的AppStack 中，總計(jì)容量為 6536MB。AppStack 是一個(gè)專門用于包裝應(yīng)用程序的單元，以只讀VMDK的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。這些應(yīng)用程序包括：

　　Adobe_Flash_Player_16_ActiveX，

　　Adobe_Reader_XI_11.0.10，

　　Doro_1.82，

　　FreeMind，

　　微軟 Office_Professional_Plus_2010 等。

　　測(cè)試結(jié)果

　　在虛擬桌面的性能測(cè)試中，我們使用 Login VSI 4.1 調(diào)用常見應(yīng)用程序來模擬桌面的日常工作負(fù)載。通常情況下，VDI 工作負(fù)載是 CPU 緊密型的。從存儲(chǔ)角度來說，如果主機(jī)的 CPU 規(guī)劃得當(dāng)，Virtual SAN 每臺(tái)主機(jī)可以支持上達(dá) 200 個(gè)桌面，因此在測(cè)試空間效率提升以及 View 桌面管理操作的測(cè)試中我們部署了最大 1600 個(gè)虛擬桌面。但是在 Login VSI 虛擬桌面性能測(cè)試期間，我們發(fā)現(xiàn)測(cè)試服務(wù)器在具體工作負(fù)載下存在 CPU 瓶頸。因此，我們的注重點(diǎn)主要為觀測(cè)1000 臺(tái)桌面的性能。

　　即時(shí)克隆桌面的性能

　　為了評(píng)估即時(shí)克隆（Instant Clone）桌面在啟用糾刪碼前后的性能差異，我們使用 Login VSI 在 RAID 1 與 RAID 5 存儲(chǔ)策略配置上分別進(jìn)行了性能測(cè)試。通過測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn) VSIMax 知識(shí)型員工工作負(fù)載并沒有耗盡整個(gè)系統(tǒng)資源。在1000 個(gè)桌面的連接測(cè)試中，兩種配置都可以通過基準(zhǔn)測(cè)試要求。即時(shí)克隆桌面在 RAID 1 與 RAID 5 存儲(chǔ)策略下的 Login VSI 測(cè)試如圖二所示。通過測(cè)試，我們可以發(fā)現(xiàn) Virtual SAN 在啟用糾刪碼的情況下，相比默認(rèn)配置的性能影響非常小。（測(cè)試結(jié)果數(shù)值越小越好）

　　鏈接克隆桌面的性能

　　除了即時(shí)克隆，我們?cè)阪溄涌寺。↙inked Clone）桌面上也進(jìn)行了詳盡的性能測(cè)試�？蛻舳司彺妫–lient Cache）是 Virtual SAN 6.2 針對(duì) VDI 業(yè)務(wù)場(chǎng)景在存儲(chǔ)緩存功能上做的進(jìn)一步增強(qiáng)，其在主機(jī)后臺(tái)的內(nèi)存中額外添加了讀取緩存。這部分讀取緩存只占用主機(jī)內(nèi)存容量的 0.4%（最大不超過1GB），但在性能上卻可以給 VDI 帶來巨大提升。該功能在 Virtual SAN 6.2 下啟用，為了驗(yàn)證客戶端緩存對(duì) VDI 業(yè)務(wù)場(chǎng)景的性能提高，我們分別使用 Login VSI 在客戶端緩存禁用前后進(jìn)行測(cè)試，并以 Virtual SAN 在默認(rèn)存儲(chǔ)策略下的測(cè)試結(jié)果為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。

　　如圖三所示，通過測(cè)試我們發(fā)現(xiàn)啟用客戶端緩存可以顯著改善 VDI 桌面的性能（測(cè)試結(jié)果數(shù)值越小越好）。通過分析 VSIMax 評(píng)分，我們發(fā)現(xiàn) Virtual SAN 的空間效率提高技術(shù)在提升鏈接克隆桌面存儲(chǔ)效率的同時(shí)，對(duì)桌面的性能影響很小。

　　啟用去重/壓縮和糾刪碼（RAID 5）以及稀疏交換文件對(duì)存儲(chǔ)空間的節(jié)省

　　在啟用去重/壓縮和糾刪碼后，我們測(cè)試了全閃存架構(gòu) Virtual SAN 中進(jìn)行 VDI桌面池部署的空間節(jié)省情況。去重/壓縮技術(shù)會(huì)以每個(gè)磁盤組為單位進(jìn)行去重和壓縮操作，該技術(shù)會(huì)對(duì)各種不同的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行去重。而糾刪碼則可以在不降低數(shù)據(jù)可用性的前提下節(jié)省存儲(chǔ)空間。

　　為了盡最大程度的發(fā)揮 Virtual SAN 對(duì) VDI 桌面的性能，我們?cè)谥鳈C(jī)的高級(jí)主機(jī)設(shè)置選項(xiàng)中啟用了 “Swap Thick Provision Disabled” 開啟了 Virtual SAN 的稀疏交換文件功能，以進(jìn)一步優(yōu)化鏈接克隆桌面池和即時(shí)克隆桌面池的空間節(jié)省。由于虛擬交換文件的容量等于分配的內(nèi)存空間減去預(yù)留內(nèi)存空間，因此在大規(guī)模部署虛機(jī)的情況下，這種額外空間開銷會(huì)非常大。

　　通過啟用稀疏交換文件功能，交換文件會(huì)以精簡(jiǎn)配置的模式進(jìn)行部署。也就是說，虛擬交換文件只有在真正使用交換文件時(shí)才會(huì)分配磁盤空間。（當(dāng)然，我們只在內(nèi)存空間足夠的情況下推薦此功能）

　　如前文所述，我們配置的虛擬桌面模板配置了 30GB 大小的磁盤空間。在虛擬機(jī)默認(rèn)存儲(chǔ)策略下，部署1600個(gè)鏈接克隆桌面需要 13.47TB 的存儲(chǔ)容量。在啟用去重/壓縮功能并將虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略改為 RAID 5 后，1600個(gè)桌面使用的存儲(chǔ)空間下降到了 7.94TB。去重/壓縮比率大約在1.91倍。由于我們的服務(wù)器擁有充足的內(nèi)存空間，因此在關(guān)閉所有桌面并啟用稀疏交換文件功能后，我們重新啟動(dòng)虛擬桌面， 1600個(gè)鏈接克隆桌面的存儲(chǔ)空間消耗下降到1.81TB，對(duì)應(yīng)的去重/壓縮比率大幅提高到11.6倍。

　　我們也對(duì)即時(shí)克隆桌面啟用糾刪碼和稀疏交換文件后的存儲(chǔ)空間占用情況進(jìn)行了前后對(duì)比。如圖五所示，在 Virtual SAN 默認(rèn)虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略下（RAID 1）啟用稀疏交換文件后可以給 1600 臺(tái)即時(shí)克隆桌面節(jié)省 6.29TB 的存儲(chǔ)空間。而改為啟用糾刪碼的 RAID 5 存儲(chǔ)策略后相比默認(rèn)策略節(jié)省了 0.68TB 的存儲(chǔ)空間。

　　Horizon View桌面池管理

　　除了對(duì) VDI 虛擬桌面進(jìn)行 LoginVSI 性能測(cè)試， 我們還通過對(duì) Horizon View 進(jìn)行操作測(cè)試來評(píng)估 Virtual SAN 6.2 引入的空間效率提高技術(shù)對(duì)桌面池管理可能產(chǎn)生的影響。

　　Horizon 7 引入的即時(shí)克隆技術(shù)大幅度加速了虛擬桌面的部署和定制。管理員在RAID 1 和 RAID 5 配置下分別只需要花費(fèi) 37 分鐘和 36 分鐘就可以完整部署 1600個(gè)桌面。此外即時(shí)克隆桌面不需要管理員進(jìn)行刷新，重建等操作。當(dāng)用戶登出桌面后，該桌面會(huì)被立即刪除并重新創(chuàng)建一個(gè)全新的鏡像桌面。這一過程避免了傳統(tǒng) VDI 桌面池經(jīng)常遇到的啟動(dòng)風(fēng)暴問題。如圖六所示，更新 1600 個(gè)桌面的鏡像在 RAID 1 和 RAID 5 配置下分別只需要 38 分鐘和 39 分鐘。

　　對(duì)于鏈接克隆的操作，我們發(fā)現(xiàn)在啟用 Virtual SAN 6.2 的空閑效率提高技術(shù)后，進(jìn)行部署，更新，重建等操作的執(zhí)行時(shí)間會(huì)相對(duì)稍長(zhǎng)一些，但是這一操作可以節(jié)省大量的存儲(chǔ)空間。因此我們認(rèn)為在對(duì)于鏈接克隆桌面來說，在操作時(shí)間上花費(fèi)一些損耗是值得的。

　　通過測(cè)試，我們驗(yàn)證了 Horiozn 7 與 App volume 2.11 在全閃存架構(gòu) Virtual SAN 中的出色性能。Horizon 7 的即時(shí)克隆和鏈接克隆在知識(shí)型員工工作負(fù)載下都可以達(dá)到120個(gè)以上的單節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)密度。這意味著 Virtual SAN 6.2 在啟用所有空間效率提高技術(shù)的情況下依舊可以向業(yè)務(wù)提供高性能。

　　Virtual SAN 6.2 對(duì)最新的全閃存存儲(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化，加入了高效的去重、壓縮和糾刪碼功能，進(jìn)一步降低了用戶的總體擁有成本（TCO）并且對(duì)性能的影響微乎其微。因此，我們推薦用戶將VDI虛擬桌面運(yùn)行在Virtual SAN存儲(chǔ)平臺(tái)上。

　　本文作者為VMware中國研發(fā)中心存儲(chǔ)與高可用性事業(yè)部 Virtual SAN 解決方案團(tuán)隊(duì)（Product Enablement, PE）的尹婷/丁楠。Virtual SAN 解決方案團(tuán)隊(duì)致力于通過設(shè)計(jì)、構(gòu)建、驗(yàn)證關(guān)鍵應(yīng)用在 Virtual SAN 超融合架構(gòu)下各種場(chǎng)景的性能表現(xiàn)，向客戶提供最佳的 Virtual SAN 與行業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用融合解決方案，并承擔(dān) Virtual SAN 產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案在中國地區(qū)的推廣與技術(shù)支撐任務(wù)。