वीडीआई के लिए सही गणना (भाग 1)

मैं आपके सामने दो पदों की एक श्रृंखला प्रस्तुत करता हूं, जहां मैं मध्यम आकार के उद्यम के लिए एक काफी मानक VDI समाधान विकसित करने के बारे में बात करने की कोशिश करूंगा। पहले भाग में - कार्यान्वयन, योजना की तैयारी; दूसरे में - वास्तविक व्यावहारिक उदाहरण।

अक्सर ऐसा होता है कि हमारे संभावित ग्राहक का बुनियादी ढांचा पहले से ही व्यवस्थित है, और उपकरणों में गंभीर परिवर्तन अस्वीकार्य हैं। इसलिए, कई नई परियोजनाओं के ढांचे के भीतर, वर्तमान उपकरणों के संचालन का अनुकूलन करने के लिए कार्य उत्पन्न होते हैं।

उदाहरण के लिए, ग्राहकों में से एक, एक बड़ी घरेलू सॉफ्टवेयर कंपनी, सर्वर और स्टोरेज सिस्टम का एक बड़ा बेड़ा है। सहित - 6 वीं और 7 वीं पीढ़ी के कई एचपी प्रोलेंट सर्वर और एचपी ईवा स्टोरेज सिस्टम, जो रिजर्व में थे। यह उनके आधार पर था कि एक समाधान विकसित किया जाना था।
VDI समाधान के लिए आवाज़ें थीं:

• फ्लोटिंग डेस्कटॉप पूल (सत्र के अंत के बाद परिवर्तनों को बचाने के साथ);
• 1000 तक के विस्तार के साथ प्रारंभिक कॉन्फ़िगरेशन 700 उपयोगकर्ता है।

मुझे गणना करना था कि अंततः कितने सर्वर और स्टोरेज सिस्टम रिजर्व से समाधान तक जाएंगे।
VMware को वर्चुअलाइजेशन पर्यावरण के रूप में चुना गया था। कार्य योजना कुछ इस प्रकार है:

सर्वरों में से एक कनेक्शन ब्रोकर के रूप में कार्य करता है, ग्राहक इससे जुड़ते हैं। कनेक्शन ब्रोकर भौतिक सर्वर के एक पूल से चयन करता है, जिस पर सत्र की सेवा के लिए वर्चुअल मशीन शुरू करना है।

शेष सर्वर ESX हाइपरविजर के रूप में कार्य करते हैं, जिस पर वर्चुअल मशीनें चलती हैं।
ESX हाइपरविजर एक स्टोरेज सिस्टम से जुड़ते हैं जो वर्चुअल मशीन छवियों को स्टोर करता है।



ESX के लिए हाइपरविजर को 6-कोर इंटेल Xeon प्रोसेसर के साथ काफी शक्तिशाली सर्वर आवंटित किए गए थे। पहली नज़र में, "कमजोर लिंक" डेटा स्टोरेज सिस्टम है, क्योंकि VDI के लिए छिपा हत्यारा IOPS है। लेकिन निश्चित रूप से, एक वीडीआई समाधान विकसित करते समय, विचार करने के लिए कई अन्य चीजें हैं। मैं आपको उनमें से कुछ के बारे में बताऊंगा:

1. आपको याद रखने की आवश्यकता है - समाधान की लागत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सॉफ्टवेयर लाइसेंस होगा। अधिकतर, हार्डवेयर विक्रेताओं के प्रस्तावों पर विचार करना अधिक लाभदायक होता है वर्चुअलाइजेशन सॉफ्टवेयर के लिए ओईएम लाइसेंस की लागत कम है।
2. दूसरे, यह मल्टीमीडिया या ग्राफिक संपादकों के साथ बड़ी संख्या में उपयोगकर्ताओं के साथ काम करने के लिए ग्राफिक्स त्वरक कार्ड स्थापित करने की संभावना पर विचार करने के लायक है।
3. HP का एक दिलचस्प समाधान HP ProLiant WS460c Gen8 वर्कस्टेशन ब्लेड सर्वर है। इसकी विशिष्ट विशेषता: 2 हार्ड ड्राइव, 2 प्रोसेसर और 16 मेमोरी स्लैट्स के लिए जगह खोए बिना सीधे ब्लेड में ग्राफिक्स कार्ड स्थापित करने की क्षमता। ग्राफिक्स त्वरक 240 CUDA कोर, 2.0 GB की GDDR5 मेमोरी (यहां एक दिलचस्प पढ़ा गया ) का समर्थन करता है।
4. तीसरा, आपको अग्रिम स्वामित्व (उर्फ TCO) की कुल लागत की गणना करने की आवश्यकता है। उपकरण खरीदना, ज़ाहिर है, एक बड़ी बर्बादी है, लेकिन आपको समाधान को लागू करने, अद्यतन करने और मरम्मत की लागत, साथ ही सॉफ़्टवेयर लाइसेंसों को नवीनीकृत करने की लागत से बचत दिखानी चाहिए।

अंत में, आइए I / O और मुख्य I / O मुद्दों पर चलते हैं।

हार्ड ड्राइव के साथ स्थानीय पीसी पर चलने वाले विंडोज में लगभग 40-50 IOPS हैं। जब आधार ओएस के साथ ऐसे पीसी पर सेवाओं का एक सेट लोड किया जाता है - प्रीफेटिंग, इंडेक्सिंग सर्विसेज, हार्डवेयर सेवाएं, आदि। - अक्सर यह उपयोगकर्ता के लिए अनावश्यक कार्यक्षमता है, लेकिन वह प्रदर्शन में बड़े नुकसान नहीं उठाता है।

लेकिन जब VDI क्लाइंट का उपयोग किया जाता है, तो लगभग सभी अतिरिक्त सेवाएं प्रतिफल होती हैं - वे गति और लोड समय का अनुकूलन करने के प्रयास में बड़ी संख्या में I / O अनुरोधों का उत्पादन करते हैं, लेकिन प्रभाव उल्टा होता है।

इसके अलावा, विंडोज डेटा ब्लॉक को ऑप्टिमाइज़ करने की कोशिश कर रहा है ताकि उन तक पहुंच ज्यादातर संगत हो, क्योंकि स्थानीय हार्ड ड्राइव पर, अनुक्रमिक पढ़ने और लिखने के लिए हार्ड ड्राइव के प्रमुख की कम गति की आवश्यकता होती है। VDI के लिए, आपको इस पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है - पोस्ट का अंत देखें।

IOPS की संख्या जो ग्राहक की आवश्यकता होती है, वह उन सेवाओं पर अधिक निर्भर करता है जिनकी उसे आवश्यकता होती है। औसतन, यह आंकड़ा 10-20 IOPS है (आप IOPS मान को माप सकते हैं, जो प्रत्येक मामले में आवश्यक है, जो प्रदान किए गए तंत्र का उपयोग करके, उदाहरण के लिए, लिक्विडवेयर लैब्स द्वारा)। अधिकांश IOPS ऑपरेशन लिखते हैं। औसतन, एक आभासी बुनियादी ढांचे में, पढ़ने / लिखने के संचालन का अनुपात 20/80 तक पहुंच सकता है।

इस सब का विस्तार से क्या मतलब है:

1. बूट / लॉगऑन तूफान की समस्या - कैश और नीतियां, नीतियां और कैश

उस क्षण में, जब उपयोगकर्ता प्रवेश करने के लिए अपनी आभासी मशीन का उपयोग करता है, तो डिस्क सबसिस्टम पर एक बड़ा लोड बनाया जाता है। हमारा काम इस लोड को पूर्वानुमेय बनाना है, अर्थात, इसे पढ़ने के लिए अधिकांश को कम करें, और फिर प्रभावी रूप से विशिष्ट रीड डेटा के लिए समर्पित कैश का उपयोग करें।

इसे प्राप्त करने के लिए, न केवल क्लाइंट की वर्चुअल मशीन की छवि को अनुकूलित करना आवश्यक है, बल्कि उपयोगकर्ता प्रोफाइल भी। जब इसे सही तरीके से कॉन्फ़िगर किया जाता है, तो IOPS लोड एक अनुमानित मूल्य बन जाता है। एक अच्छी तरह से काम करने वाले आभासी बुनियादी ढांचे में, लोडिंग के समय पढ़ने / लिखने का अनुपात 90/10 या 95/5 होगा।

लेकिन अगर हम एक साथ बड़ी संख्या में उपयोगकर्ताओं के लिए एक साथ काम करना शुरू कर रहे हैं, तो डेटा संग्रहण प्रणाली काफी बड़ी होनी चाहिए, अन्यथा कुछ उपयोगकर्ताओं के लिए लॉगिन प्रक्रिया में कई घंटे लग सकते हैं। एकमात्र तरीका यह है कि सिस्टम की मात्रा की सही गणना की जाए, साथ ही साथ अधिकतम कनेक्शनों की संख्या ज्ञात की जाए।

उदाहरण के लिए, यदि छवि 30 सेकंड के लिए लोड की जाती है, और यदि पीक समय में उपयोगकर्ताओं के एक साथ कनेक्शन की संख्या उनके कुल का 10% है, तो यह एक दो गुना लिख ​​लोड और एक दस गुना रीड लोड बनाता है, जो सामान्य भंडारण भार का 36% है। यदि एक साथ कनेक्शन की संख्या 3% है, तो नियमित लोडिंग की तुलना में स्टोरेज सिस्टम पर लोड केवल 11% बढ़ जाता है। हम ग्राहक को सलाह देते हैं - काम करने के लिए अक्षांश को प्रोत्साहित करें! (मज़ाक)
लेकिन यह मत भूलो कि बूट चरण बदलने के बाद पढ़ने / लिखने के अनुपात व्यास: IOPS प्रति रीड प्रति 5 IOPS पर गिरता है, लेकिन IOPS प्रति लिखने की संख्या कम नहीं होती है। यदि आप इसके बारे में भूल जाते हैं, तो यह गंभीर समस्याओं का हल है।

2. ओपीएस स्टोरेज सिस्टम - सही RAID चुनें

जब उपयोगकर्ताओं से अनुरोध एक सामान्य भंडारण प्रणाली (SAN, iSCSI, SAS) पर आते हैं, तो भंडारण के दृष्टिकोण से सभी इनपुट / आउटपुट संचालन 100% यादृच्छिक होते हैं। एसएएस / एसएटीए स्टोरेज सिस्टम में 15,000 आरपीएम की रोटेशन स्पीड के साथ ड्राइव का प्रदर्शन 150-180 IOPS है, एक RAID समूह में डिस्क (ATA से संबंधित है, यानी RAID में सभी डिस्क सिंक्रनाइज़ेशन के लिए इंतजार कर रहे हैं) IOPS की तुलना में 30% कम प्रदर्शन देंगे। एक SAS / SATA ड्राइव। अनुपात इस प्रकार हैं:

• RAID5 में: लिखने के लिए डिस्क से 30-45 IOPS, पढ़ने के लिए 160 IOPS;
• RAID1 में: 70-80 IOPS डिस्क से लिखने के लिए, 160 IOPS पढ़ने के लिए;
• RAID0 में 140-150 IOPS डिस्क से लिखने के लिए, 160 IOPS पढ़ने के लिए।

इसलिए, वर्चुअलाइजेशन के लिए, उच्च लिखने के प्रदर्शन (RAID1, RAID0) के साथ RAID का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

3. डिस्क पर स्थान - संरेखण सबसे महत्वपूर्ण है

क्योंकि हम भंडारण प्रणाली से इनपुट / आउटपुट संचालन को कम करना चाहते हैं - हमारा मुख्य कार्य प्रत्येक ऑपरेशन को सबसे अधिक कुशल बनाना है। डिस्क पर स्थान मुख्य कारकों में से एक है। भंडारण प्रणाली से अनुरोध किया गया प्रत्येक बाइट अन्य से अलग नहीं पढ़ा जाता है। विक्रेता के आधार पर, भंडारण प्रणाली में डेटा को 32 केबी, 64 केबी, 128 केबी ब्लॉक में विभाजित किया गया है। यदि इन ब्लॉकों के शीर्ष पर फ़ाइल सिस्टम इन ब्लॉकों के साथ "संरेखित" नहीं है, तो फ़ाइल सिस्टम की ओर से IOPS अनुरोध 1 भंडारण प्रणाली से 2 IOPS अनुरोध देगा। यदि यह सिस्टम वर्चुअल डिस्क पर बैठता है, और यह डिस्क एक फाइल सिस्टम पर है, जो संरेखित नहीं है, तो इस मामले में ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा 1 IOPS का अनुरोध करने से फ़ाइल सिस्टम से 3 IOPS का अनुरोध होगा। इससे पता चलता है कि सभी स्तरों पर संरेखण का अत्यधिक महत्व है।


दुर्भाग्य से, विंडोज एक्सपी और विंडोज 2003 ऑपरेटिंग सिस्टम की स्थापना के दौरान डिस्क के पहले भाग पर एक हस्ताक्षर बनाते हैं और पहले ब्लॉक के अंतिम क्षेत्रों पर रिकॉर्डिंग शुरू करते हैं, यह पूरी तरह से भंडारण प्रणाली ब्लॉकों के सापेक्ष ओएस फाइल सिस्टम को स्थानांतरित करता है। इसे ठीक करने के लिए, आपको डिस्कपार्ट या fdisk उपयोगिताओं के उपयोग से होस्ट या वर्चुअल मशीन को प्रस्तुत विभाजन बनाना होगा। और सेक्टर 128 से रिकॉर्डिंग की शुरुआत असाइन करें। सेक्टर 512 बाइट्स है और हम रिकॉर्डिंग की शुरुआत बिल्कुल 64KB मार्कर पर करते हैं। एक बार विभाजन के बाद हम फ़ाइल सिस्टम से अनुरोध के अनुसार भंडारण प्रणाली से 1 IOPS प्राप्त करेंगे।



वही VMFS के लिए जाता है। जब ESX सेवा कंसोल के माध्यम से एक विभाजन बनाया जाता है, तो यह डिफ़ॉल्ट रूप से भंडारण प्रणाली से मेल नहीं खाएगा। इस स्थिति में, आपको fdisk का उपयोग करना होगा या VMware vCenter के माध्यम से एक विभाजन बनाना होगा, जो संरेखण स्वचालित रूप से करता है। विंडोज विस्टा, विंडोज 7, विंडोज सर्वर 2008 और बाद में डिफ़ॉल्ट रूप से उत्पाद 1 एमबी के विभाजन को संरेखित करने का प्रयास करते हैं, लेकिन अपने आप को संरेखित करना बेहतर है।

संरेखण से प्रदर्शन में सुधार बड़ी फ़ाइलों के लिए लगभग 5% और छोटी फ़ाइलों और यादृच्छिक IOPS के लिए 30-50% हो सकता है। और चूंकि यादृच्छिक IOPS का भार VDI की अधिक विशेषता है, अलाइनमेंट का बहुत महत्व है।

4. डीफ़्रैग्मेन्टेशन और प्रीफेटिंग को अक्षम किया जाना चाहिए

NTFS फाइल सिस्टम में 4KB ब्लॉक होते हैं। सौभाग्य से, विंडोज ब्लॉकों की व्यवस्था करने की कोशिश करता है ताकि पहुंच यथासंभव संगत हो। जब कोई उपयोगकर्ता एप्लिकेशन लॉन्च करता है, तो अनुरोध पढ़ने के बजाय अधिक लिखे जाते हैं। डीफ़्रैग्मेन्टेशन प्रक्रिया यह अनुमान लगाने की कोशिश कर रही है कि डेटा कैसे पढ़ा जाएगा। डीफ़्रैग्मेन्टेशन, इस मामले में, महत्वपूर्ण सकारात्मक प्रभाव दिए बिना आईओ पर एक भार उत्पन्न करता है। इसलिए, यह अनुशंसा की जाती है कि आप VDI समाधान के लिए डीफ़्रैग्मेन्टेशन प्रक्रिया को अक्षम करें।

वही प्रीफेचिंग प्रक्रिया के लिए जाता है। प्रीफ़ेटिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जो उन फ़ाइलों को रखती है जो सभी को एक विशेष विंडोज कैश डायरेक्टरी में एक्सेस करती हैं ताकि इन फ़ाइलों को पढ़ना सुसंगत हो, इस प्रकार IOPS को कम से कम करना है। लेकिन चूंकि बड़ी संख्या में उपयोगकर्ताओं के अनुरोध स्टोरेज के दृष्टिकोण से IOPS को पूरी तरह से यादृच्छिक बनाते हैं, प्रीफेटिंग प्रक्रिया लाभ नहीं देती है, केवल I / O ट्रैफ़िक व्यर्थ में उत्पन्न होता है। बाहर निकलें - प्रीफ़ेटिंग फ़ंक्शन पूरी तरह से अक्षम होना चाहिए।

यदि स्टोरेज सिस्टम डिडुप्लीकेशन का उपयोग करता है, तो यह प्रीफ़ैचिंग और डीफ़्रैग्मेन्टेशन फ़ंक्शंस को अक्षम करने के पक्ष में एक और तर्क है - प्रीफ़ेचिंग प्रक्रिया, एक डिस्क से दूसरे में फ़ाइलों को स्थानांतरित करना, डुप्लीकेशन प्रक्रिया की दक्षता को गंभीर रूप से कम कर देता है, जिसके लिए शायद ही कभी डिस्क डिस्क ब्लॉक की तालिका को संग्रहीत करना महत्वपूर्ण है।