Bereitstellung von VMware View 5.0 mit VMware vsphere 5.0 auf Hitachi NAS Platform 3090, Hitachi Compute Blade 2000 und Brocade Ethernet Fabrics

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1 Bereitstellung von VMware View 5.0 mit VMware vsphere 5.0 auf Hitachi NAS Platform 3090, Hitachi Compute Blade 2000 und Brocade Ethernet Fabrics Leitfaden zur Referenzarchitektur Von Francis Hong und Tim Darnell 26. September 2012

2 Feedback Hitachi Data Systems freut sich über Ihr Feedback. Anregungen nehmen wir gerne per an entgegen. Nennen Sie für die bessere Übermittlung dieser Nachricht die Dokumentnummer im Betreff und den Titel dieses Whitepaper im Text.

3 Inhalt Lösungsübersicht...3 Lösungskomponenten...6 Hitachi NAS Platform 3090, Powered by BlueArc...6 Hitachi Compute Blade Hitachi Adaptable Modular Storage Brocade-Switches... 7 VMware View VMware vsphere Lösungsdesign... 8 Desktop-Baustein... 8 Server-Design NAS-Infrastruktur-Baustein NAS-Server-Design Ethernet-Design Speicher-Design Skalierbarkeit Technische Validierung Testmethodik Testergebnisse Testanalyse Empfohlene Vorgehensweisen und weitere Informationen Zusammenfassung Zusätzlich Testergebnisse RAWC-Tests ESXi-Host-Performance Hitachi NAS Platform 3090-Performance Hitachi Adaptable Modular Storage-Performance... 34

4 1 1 Bereitstellung von VMware View 5.0 mit VMware vsphere 5.0 auf Hitachi NAS Platform 3090, Hitachi Compute Blade 2000 und Brocade Ethernet Fabrics Leitfaden zur Referenzarchitektur Durch eine virtuelle Desktop-Infrastruktur (VDI) lassen sich die durch Desktop- PCs verursachten Betriebskosten senken, während Compliance und Sicherheit von Unternehmensinformationen verbessert werden können. File-basierte Speicherlösungen mittels Network Attached Storage (NAS) sind inzwischen eine beliebte Lösung für die Integration in eine bestehende SAN-Lösung. In VDI-Umgebungen werden oft Tausende von virtuellen Festplatten-Files erstellt, was zu Einschränkungen bei VMFS-basierten File-Systemen führen kann. Durch die Verwendung von NFS als Datenspeicherziel für VMware View- Desktops lassen sich die Einschränkungen von VMFS-Datenspeichern vermeiden. Hitachi NAS Platform, powered by BlueArc, lässt sich als einzelner oder mehrere netzgebundene Controller in einer auf Hitachi-Technologie basierenden SAN-Lösung bereitstellen. Zur Implementierung der NAS Platform 3090-Lösung für VDI-Umgebungen ist eine geeignete Architektur erforderlich, um hohe Verfügbarkeit, Performance und zukünftiges Wachstum zu ermöglichen. Deshalb sollte beim Design der NAS Platform 3090-Lösung diese Referenzarchitektur verwendet werden. Bei der Planung einer VDI-Implementierung müssen die Umgebungen typischerweise für überwiegend gleichbleibende Lasten mit gelegentlichen Lastspitzen dimensioniert werden, wie etwa: das Booten vieler virtueller Desktops gleichzeitig, sog. Boot Storms das Anmelden vieler Benutzer gleichzeitig, sog. Logon Storms das Durchsuchen vieler virtueller Desktops nach Viren gleichzeitig, sog. Virus Scan Storms

5 2 2 Diese Referenzarchitektur basiert auf den Empfehlungen für gleichbleibende Lasten. Sie ist geeignet, wenn Erfahrung im Umgang mit VMware View, Netzwerken und Speichern vorhanden ist und eine Bereitstellung von VMware View mit Hitachi-Lösungen erfolgen soll. Hinweis Diese Konfiguration wurde in einer Laborumgebung getestet. Produktionsumgebungen werden von vielen Faktoren beeinflusst, die sich in einer Laborumgebung nicht vorhersehen oder simulieren lassen. Um gute Ergebnisse zu erzielen, wird deshalb vor der Implementierung dieser Lösung in einer Produktionsumgebung die Durchführung von Proof-of-Concept-Tests in einer isolierten Testumgebung empfohlen, die der eigentlichen Produktionsumgebung nachempfunden ist.

6 3 3 Lösungsübersicht Die in dieser Referenzarchitektur dokumentierte Umgebung besteht aus den folgenden Komponenten: Hitachi Compute Blade 2000 eine Serverplattform der Enterprise-Klasse Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 eine echte Active/Active- Speicherlösung der Mittelklasse mit hoher Performance und niedrigen Kosten Hitachi NAS Platform 3090 ein NAS-Server der Mittelklasse Brocade 6510-Fabric-Switch der Enterprise-Klasse bietet SAN- Konnektivität für den Hitachi NAS Platform 3090-Cluster und Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 Brocade VDX 6720-Fabric-Switch 10-GigE-Ethernet-Fabric-Switch mit 24 Ports für die Konnektivität zum Rechenzentrumsnetzwerk VMware vsphere 5.0 grundlegende Virtualisierungstechnologie für die VDI-Umgebung VMware View 5.0 VDI-Plattform auf der Grundlage von VMware vsphere

7 4 4 Die Festlegung der Endbenutzer-Workload ist einer der wichtigsten Faktoren, wenn es um die Dimensionierung der Performance einer VDI-Umgebung geht. Bei der Festlegung der Endbenutzer-Workloads ließ sich Hitachi Data Systems von VMware beraten. In Tabelle 1 werden die drei Benutzergruppen und die voraussichtlich verwendeten Anwendungen aufgeführt. Tabelle 1. Benutzer-Workloads Workloads Benutzer-Workloads Aufgabenbasierte Benutzer Microsoft Outlook Microsoft Word Ausgewählter Anwendungsspezialist Microsoft Internet Explorer Microsoft Outlook Microsoft Word Microsoft Excel Microsoft PowerPoint Microsoft Internet Explorer Power User Microsoft Outlook Microsoft Word Microsoft Excel Microsoft PowerPoint Microsoft Internet Explorer Adobe Reader 7-ZIP Windows Media Player

8 5 5 Abbildung 1 zeigt ein übergeordnetes Referenzarchitekturdiagramm der Lösung. Abbildung 1

9 6 6 Lösungskomponenten Es folgen die bei dieser Lösung eingesetzten Hauptkomponenten: Hitachi NAS Platform 3090, Powered by BlueArc Hitachi NAS Platform 3090, powered by BlueArc, ist eine erweiterte und integrierte NAS-Lösung. Sie stellt eine leistungsstarke Lösung für die gemeinsame Nutzung von Dateien sowie die Konsolidierung von Servern, die Sicherheit von Daten und für unternehmenskritische NAS-Workloads dar. Leistungsstarkes, hardwarebeschleunigtes File-System mit Multiprotokoll- File-Services, dynamischer Provisionierung, intelligentem Tiering, Virtualisierung und Cloud-Infrastruktur. Nahtlose Integration in SAN-Speicher von Hitachi, Hitachi Command Suite und Hitachi Data Discovery Suite für eine erweiterte Suche und Indexierung über NAS-Plattformen hinweg Integration in Hitachi Content Platform für aktive Archivierung, behördliche Compliance und die Speicherung großer Objekte für die Cloud-Infrastruktur Hitachi Compute Blade 2000 Hitachi Compute Blade 2000 ist eine Bladeserver-Plattform der Enterprise- Klasse. Sie verfügt über folgende Features: Eine ausgewogene Systemarchitektur, die keine Engpässe bei Performance und Durchsatz zulässt Umweltfreundliche Energiesparfunktionen Flexibilität bei der Konfiguration Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 Hitachi Adaptable Modular Storage 2500, ein Produkt der Hitachi Adaptable Modular Storage 2000-Produktfamilie, bietet ein zuverlässiges, flexibles, skalierbares und kosteneffektives modulares Speichersystem. Die symmetrischen Active/Active-Controller bieten einen integrierten, automatischen, hardwarebasierten E/A-Lastausgleich über Front- und Back-End hinweg. Beide Controller des Speichersystems weisen die Zugriffspfade von Controller zu logischer Einheit (LU) automatisch und dynamisch zu. Es besteht Zugriff auf alle LUs, ganz gleich, von welchem physischen Port oder von welchem Server der Zugriff angefordert wird.

10 7 7 Die Auslastungsraten der Controller werden überwacht, um eine gleichmäßigere Verteilung der Workload zwischen den zwei Controllern zu erreichen. Von den Speicheradministratoren müssen keine speziellen Zuweisungen zwischen LUs und Controllern manuell vorgenommen werden. Dies führt zu einer Vereinfachung der gesamten Administration. Das Controller-Design ist vollständig in standardmäßiges hostbasiertes Multipathing integriert. Damit ist es nicht länger notwendig, proprietäre Multipathing-Software zu implementieren. Durch das Point-to-Point-Design des Back-Ends werden E/A- Transferverzögerungen und -Konflikte im Zusammenhang mit ringförmigen Fibre-Channel-Topologien fast gänzlich vermieden. Das Design bietet eine erheblich höhere Bandbreite und Anzahl an gleichzeitigen E/A-Zugriffen. Komponentenausfälle auf den E/A-Pfaden des Back-Ends werden isoliert. Brocade-Switches Zwischen Brocade und Hitachi Data Systems besteht eine Partnerschaft für die Bereitstellung von Speichernetzwerk- und Rechenzentrumslösungen. Diese Lösungen dienen der Reduzierung von Komplexität und Kosten sowie der Implementierung von Virtualisierung und Cloud Computing zur Steigerung der Unternehmensflexibilität. Bei der Lösung werden folgende Brocade-Produkte verwendet: Brocade 6510-Switch Brocade VDX 6720-Rechenzentrums-Switch VMware View 5 VMware View 5 bietet virtuelle Desktops als Managed Service. Mithilfe von VMware View lassen sich Images genehmigter Desktops erstellen und dann nach Bedarf automatisch bereitstellen. Die Desktop-Benutzer haben von jedem Punkt aus mit Netzwerkkonnektivität zum Server Zugriff auf ihren persönlichen Desktop, einschließlich Daten, Anwendungen und Einstellungen. PCoIP, ein Anzeigeprotokoll mit hoher Leistung, bietet ein verbessertes Anwendererlebnis im Vergleich zu herkömmlichen Remote-Anzeigeprotokollen. VMware vsphere 5 VMware vsphere 5 ist eine Virtualisierungsplattform, die eine Rechenzentrumsinfrastruktur bietet. Die Funktionen umfassen vsphere Distributed Resource Scheduler (DRS), hohe Verfügbarkeit und Fehlertoleranz.

11 8 8 VMware vsphere 5 verfügt über die folgenden Komponenten: ESXi 5.0 Dies ist ein Hypervisor, der direkt auf einem physischen Server geladen wird. Hiermit wird eine physische Maschine in viele virtuelle Maschinen partitioniert, die gemeinsame Hardware-Ressourcen verwenden. vcenter Server Dies ermöglicht das Management der vsphere- Umgebung über eine einzige Benutzeroberfläche. vcenter verfügt unter anderem über Funktionen wie vmotion, Storage vmotion, Storage Distributed Resource Scheduler, hohe Verfügbarkeit und Fehlertoleranz. Lösungsdesign Unter Verwendung der Lösungskomponenten liefert diese Referenzarchitektur die Infrastrukturinformationen und Methoden zur Berechnung der erforderlichen Computing- und Speicheranforderungen für eine Umgebung mit Benutzern und der geeigneten Performance für die Workloads von ausgewählten Anwendungsspezialisten. Desktop-Baustein Als Desktop-Baustein kommen für die VMware View-Umgebung Hitachi Compute Blade 2000 E55A2-Serverblades zum Einsatz. Der Desktop-Baustein ist die Grundlage für ein Bausteindesign, das durch das Hinzufügen weiterer Bausteine ein Scale-Out der VDI-Umgebung ermöglicht. Jeder Desktop-Baustein umfasst acht Serverblades. Das Design unterstützt ausgewählte Anwendungsspezialisten in VMware View (Tabelle 1 auf Seite 4). In Tabelle 2 ist die Hardware-Konfiguration des Desktop-Bausteins mit den acht Serverblades im Hitachi Compute Blade 2000-Chassis aufgeführt. Tabelle 2. Hardware-Konfiguration des Desktop-Bausteins Hardware Beschreibung Version Menge Hitachi Compute Blade Switchmodule A0195-C Chassis Redundante Chassis-Management- Module Hitachi E55A2-Serverblade 2 6-Core Intel Xeon Prozessoren mit 2,93 GHz 144 GB Arbeitsspeicher pro Blade

12 9 9 Abbildung 2 zeigt einen Desktop-Baustein für VMware View-Desktops. Abbildung 2 Die grundlegenden Konfigurationen der virtuellen Maschinen des VMware View- Desktops sind in Tabelle 3 aufgeführt. Jede virtuelle Maschine verfügt über 2 GB Arbeitsspeicher und eine vcpu. Tabelle 3. Konfiguration der virtuellen Maschinen Hardware Zusammenfassung Arbeitsspeicher 2048 MB CPU 1 SCSI-Controller SAS LSI Logic Festplatte 24 GB Thin Provisioning Der Desktop-Baustein besteht aus Serverblades, auf denen dedizierte VMware ESXi-Hypervisors ausgeführt werden, die alle virtuellen Maschinen hosten. Die Benutzer greifen remote auf diese zu. In Tabelle 4 werden die verwendeten Software-Hauptkomponenten aufgeführt. Tabelle 4. Software-Komponenten Software Version VMware View-Agent Build VMware ESXi Build Microsoft Windows 7 (View-Desktop) Professional, 32 Bit

13 10 10 Server-Design Das Design des Desktop-Bausteins basiert auf 125 ausgewählten Anwendungsspezialisten pro Serverblade. Auf dieser Grundlage kann ein einziges Hitachi Compute Blade 2000-Chassis auf bis zu ausgewählte Anwendungsspezialisten skaliert werden. Wenn die VMware View-Bereitstellung weniger als ausgewählte Anwendungsspezialisten umfasst, können weniger als acht Serverblades verwendet werden. Eine Bereitstellung für 750 Benutzer erfordert beispielsweise nur sechs Serverblades (6 125 = 750). Abbildung 3 zeigt die Skalierung auf VDIs mit einem einzigen Hitachi Compute Blade 2000-Chassis. Abbildung 3 Jeder Serverblade besitzt eine 10-GbE-PCIe-NIC von Intel mit zwei Ports. Pro Serverblade sind zwei Link Aggregations (LAGs) der 10-GbE-Schnittstelle mit zwei Ports erforderlich. Diese müssen wie folgt vorgenommen werden: eine LAG für NFS-Datenspeicher auf den ESXi-Hypervisors eine LAG für den Netzwerkverkehr der virtuellen Maschinen Diese LAGs ermöglichen mit nur vier physischen Links die hohe Verfügbarkeit aller Netzwerkschnittstellen des Serverdesigns. Die Schnittstellen für Speichervorgänge müssen für die Unterstützung von Jumbo Frames konfiguriert werden.

14 11 11 NAS-Infrastruktur-Baustein Der NAS-Infrastruktur-Baustein beinhaltet die Infrastrukturkomponenten zur Unterstützung der Desktop-Bausteine für eine Skalierung der Referenzarchitektur auf bis zu VMware View-VDIs. Der Infrastruktur-Baustein umfasst Folgendes: einen Hitachi Data Systems Hitachi NAS Platform 3090-Cluster mit zwei Knoten eine Hitachi NAS Platform 3090-SMU ein Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 zwei Brocade VDX 6720-Switches zwei Brocade 6510-Switches In Tabelle 5 sind die genauen Daten dieser Komponenten aufgeführt. Tabelle 5. Hardware des NAS-Infrastruktur-Bausteins Hardware Version Menge Hitachi Adaptable Modular Storage B5/H-Z 1 Hitachi NAS Platform 3090, powered by BlueArc Hitachi-System-Management-Einheit (SMU) Management des NAS Platform 3090-Clusters Brocade 6510-Switches FOS 7.0.1a 2 Brocade VDX 6720-Rechenzentrums-Switches NOS 2.0.1b 2 Der Infrastruktur-Baustein ist eine grundlegende skalierbare Einheit mit einer Kapazität für ausgewählte Anwendungsspezialisten. Der Infrastruktur- Baustein kann für mehr als Benutzer modifiziert werden.

15 12 12 NAS-Server-Design Zwei Hitachi NAS Platform 3090-Hauptsysteme werden zu einem Cluster verbunden. Dieser Cluster bietet den ESXi-Hypervisors einen leistungsstarken und hochgradig verfügbaren NAS-Speicher. Jedes Hitachi NAS Platform 3090-Hauptsystem ist mit einer 10-GigE-LAG konfiguriert. Die LAG bietet hohe Verfügbarkeit und Lastausgleich für die Netzwerkverbindung zwischen den redundanten 10-GigE-Schnittstellen. Jedes Hitachi NAS Platform 3090-Hauptsystem verfügt über zwei Speicherpools, zwei File-Systeme und einen virtuellen Unternehmensserver (EVS). Ein File- System ist für die Replikate von VMware View und das andere für den Speicher der Linked Clones von VMware View. Der EVS hostet diese File-Systeme. Ist zusätzliche Kapazität erforderlich, können zusätzliche Systemlaufwerke (SD) zum Speicherpool hinzugefügt und die Kapazität des File-Systems umgehend erhöht werden. In Tabelle 6 ist die NAS-Konfiguration zusammengefasst. Tabelle 6. NAS-Konfiguration Zugehörige HNAS-SD-Nr. Name des Speicherpools Größe des Speicherpools Name des File-Systems 0, 1, 2 ViewPool 3,14 TB ViewFS EVS1 auf Hitachi NAS Platform 3090-Knoten 1 3, 4 ReplicaPool 2,1 TB ReplicaFS EVS1 auf Hitachi NAS Platform 3090-Knoten 1 8, 9, 10 ViewPool 3,14 TB ViewFS EVS1 auf Hitachi NAS Platform 3090-Knoten 2 11, 12 ReplicaPool 2,1 TB ReplicaFS EVS1 auf Hitachi NAS Platform 3090-Knoten 2 EVS

16 13 13 Abbildung 4 zeigt die Zuordnung des Back-End-Speicher- und -File-Systems. Abbildung 4

17 14 14 Ethernet-Design Ein Paar gebündelter Brocade VDX 6720-Switches dient der Ethernet- Konnektivität für das NAS-Netzwerk. Pro VDX 6720 werden acht Ports verwendet. Damit wird ein ISL-Trunk mit 80-Gbit/s erreicht. Dieser Trunk nutzt Brocade VCS-Fabric-Technologie zur Bereitstellung einer Netzwerkinfrastruktur mit hoher Bandbreite und hoher Verfügbarkeit für die Verbindungen zu den NFS- Datenspeichern. Die Ethernet-Fabric-Lösung ermöglicht die ESXi-Hypervisorund Hitachi NAS Platform 3090-LAGs über zwei physische Switches hinweg. Dadurch werden Performance und Verfügbarkeit verbessert. VDI-Umgebungen müssen auf einer Architektur basieren, die bei Bedarf skaliert werden kann und für eine schnelle Migration von Desktops und Benutzerdaten zwischen Rechenzentren sorgt. Die Ethernet-Fabrics-Technologie von Brocade ist zusammen mit Hitachi NAS Platform 3090 eine effektive Lösung für eine umfangreiche Skalierung von VDI-Bereitstellungen in einer NAS-Umgebung. Abbildung 6 zeigt die übergeordnete Ethernet-Topologie. Abbildung 5

18 15 15 Abbildung 6 ist das logische Netzwerkdiagramm dieser Referenzarchitektur. Abbildung 6

19 16 16 Speicher-Design Der Speicherbaustein umfasst zehn Gruppen mit einer RAID-10-Konfiguration (2D+2D). Sollen Linked Clone-Desktops über Benutzer hinaus skaliert werden, müssen 24 zusätzliche physische Laufwerke in sechs RAID-Gruppen konfiguriert werden. Danach muss in VMware View Administrator ein Speicherausgleich für alle zugehörigen Desktop-Pools durchgeführt werden. Abbildung 7 zeigt die Verteilung der RAID-Gruppen zwischen den Speicher- Volumes für Replikate und Linked Clones bei dieser Referenzarchitektur. Abbildung 7

20 17 17 Abbildung 8 zeigt die physischen Verbindungen zwischen Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 und dem Hitachi NAS Platform 3090-Cluster. Abbildung 8 Skalierbarkeit Diese Referenzarchitektur umfasst einen Baustein für ausgewählte Anwendungsspezialisten bestehend aus: Desktop-Baustein Ein Hitachi Compute Blade 2000-Chassis mit acht Serverblades. Die Konfiguration jedes Serverblades lautet wie folgt: 2 6-Core Intel Xeon 5670-Prozessoren mit 2,93 GHz 144 GB Arbeitsspeicher Speicher-Baustein 40 SFF-SAS-Festplatten mit 600 GB und U/min NAS-Infrastruktur-Baustein Besteht aus folgenden Komponenten: Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 Hitachi NAS Platform 3090-Cluster mit zwei Knoten SMU von Hitachi

21 Brocade VDX Brocade 6510 Durch Labortests wurde sichergestellt, dass das Design die gewünschte Performance bei Linked Clone-Desktops in View während des Betriebs bei gleichbleibender Last aufrechterhalten kann. Aus den Ergebnissen der Validierungstests ging hervor, dass der NAS- Infrastruktur-Baustein dieser Referenzarchitektur noch über ungenutzte Kapazitäten verfügt. Nach der Hochrechnung der Testergebnisse ist der Baustein in der Lage, ohne zusätzliche Hardware-Komponenten bis zu Desktops zu unterstützen. Bei VDI-Umgebungen, die Desktops pro Baustein nicht überschreiten, ist ein Hitachi NAS Platform 3080-Cluster mit zwei Knoten eine gute Alternative als NAS-Infrastruktur-Baustein. Abbildung 9 zeigt eine Zusammenfassung der Bausteinund Skalierungskomponenten. Abbildung 9

22 19 19 Technische Validierung Die Validierung der Referenzarchitektur für ausgewählte Anwendungsspezialisten erfolgte durch Baseline-Tests mithilfe des RAWC-Tools (Desktop Reference Architecture Workload Code) von VMware. Dieses Tool ermöglicht das Erzeugen von Workloads mithilfe von Microsoft Office, Adobe Viewer, Microsoft Media Player, Java und anderen gängigen Desktop-Anwendungen. Testmethodik Für den Test mit RAWC wurden typische ausgewählte Anwendungsspezialisten in einer Desktop-Umgebung gemäß den Empfehlungen von VMware für eine solche Konfiguration simuliert. Dies umfasst vordefinierte RAWC-Workloads unter Verwendung von Microsoft Outlook, einem zufälligen Microsoft Word-Dokument, Microsoft Internet Explorer, Microsoft Excel und Microsoft PowerPoint. Abbildung 10 zeigt die übergeordnete Testumgebung. Die Testumgebung ähnelt stark der in diesem Leitfaden zur Referenzarchitektur vorgeschlagenen Umgebung. Abbildung 10

23 20 20 Testergebnisse In RAWC wurde die zum Öffnen und Schließen der simulierten Anwendungen erforderliche Zeitspanne während des Tests angezeigt. Das Ergebnis dieses Tests zeigt, dass diese Referenzarchitektur eine ausreichende Performance für ausgewählte Anwendungsspezialisten bietet. Die Zeit zum Öffnen der getesteten Anwendungen betrug weniger als drei Sekunden und zum Schließen weniger als eine Sekunde. Diese Performance- Kennzahlen liegen nahe an denen eines physischen Desktops. Insgesamt verfügte diese Referenzarchitektur bei gleichbleibender Last noch über freie Kapazitäten. Bei dieser Referenzarchitektur herrschen keine ersichtlichen Einschränkungen hinsichtlich der Unterstützung einer Linked Clone-Workload für ausgewählte Anwendungsspezialisten.

24 21 21 Abbildung 11 und Abbildung 12 zeigen den prozentualen Anteil an zufälligen und sequenziellen E/A-Schreib- und -Lesevorgängen. Diese Messungen wurden auf ESXi-Hypervisor- und Back-End-Speicher-Ebene (Hitachi Adaptable Modular Storage 2500) vorgenommen, um Veränderungen des E/A-Profils festzustellen, wenn sich die Hitachi NAS Platform 3090 zwischen Host und Back-End-Speicher befindet. Abbildung 11 Abbildung 12

25 22 22 Testanalyse Es ist ein dramatischer Anstieg der sequenziellen Schreibvorgänge zu verzeichnen, nachdem die E/A-Vorgänge von der Hitachi NAS Platform 3090 an den Back-End-Speicher übertragen wurden. Dies demonstriert die Fähigkeit der Hitachi NAS Platform 3090, Schreibvorgänge zwischenzuspeichern und schnell an das Back-End-Speichersystem weiterzugeben. Einer der größten Vorteile dieser Effizienz besteht darin, dass mit der Hitachi NAS Platform 3090 weniger Spindeln für das Back-End-Speichersystem erforderlich sind als bei einer herkömmlichen Baustein-Lösung mit VMFS. Dennoch werden alle Anforderungen hinsichtlich Anwendererlebnis, Performance und Verfügbarkeit erfüllt. Werden dieser Referenzarchitektur weitere Spindeln hinzugefügt, steigt die Gesamt-Performance der Architektur, und es können mehr View-Desktops unterstützt werden. Nach dem Hinzufügen weiterer Spindeln wird das System aller Wahrscheinlichkeit nach durch die Systemlast auf den Hitachi NAS Platform 3090-Servern eingeschränkt. Es gibt zwei gängige Hochrechnungen hinsichtlich der zusätzlichen Kapazität dieser Referenzarchitektur: Extreme Annahme: exponentielles Wachstum Ideale Annahme: lineares Wachstum In der Praxis liegt der Wert vermutlich zwischen beiden Annahmen. Abbildung 13 zeigt die hochgerechneten Einschränkungen bei Verwendung der Hitachi NAS Platform Die gepunktete rote Linie stellt das exponentielle Wachstum dar und die gepunktete blaue Linie das lineare Wachstum. Das Diagramm zeigt, dass die Systemlast der Hitachi NAS Platform 3090 bei VDI-Benutzern nur etwa auf 50 % oder weniger ansteigt. Abbildung 13

26 23 23 Empfohlene Vorgehensweisen und weitere Informationen Beim Design Ihrer Umgebung sollten die empfohlenen Vorgehensweisen und zusätzlichen Informationen beachtet werden. Stellen Sie sicher, dass die dedizierten Datenspeicher für die replizierten virtuellen Maschinen dedizierten Spindeln des Back-End-Arrays zugeordnet sind. Befolgen Sie die Best Practices von VMware zur Optimierung des für Linked Clone-Bereitstellungen verwendeten Master Image. Diese finden Sie in der PDF-Datei VMware View 5 Performance and Best Practices Performance Study (US). Informationen zur richtigen Dimensionierung der VMware View Management-Komponenten gemäß Anzahl und Art der bereitzustellenden Benutzer-Desktops im Hinblick auf Verbindungsserver, Sicherheitsserver, Transferserver und vcenters erhalten Sie in Kapitel 4 der PDF-Datei VMware View Architecture Planning (US). Verwenden Sie PCoIP als Verbindungsprotokoll für Desktop-Pools für die maximale Client-Performance und Netzwerkeffizienz. Konfigurieren Sie Jumbo Frames für NFS-Datenspeicherverbindungen. Legen Sie die MTU-Größe für die ESXi-Hosts und die Netzwerkschnittstellen der Hitachi NAS Platform 3090-Server auf fest. Legen Sie die MTU-Schnittstelle des Brocade VDX-Switchs auf die maximale MTU des Hosts Byte fest. Legen Sie die Lastausgleichrichtlinie des vswitchs mit den LAG- Schnittstellenpaaren für Speicherverbindungen auf weiterleiten gemäß IP-Hash fest. Verwenden Sie mehr als einen ISL-Link zwischen den vlag-switches. Verwenden Sie für die physischen ISL-Links unterschiedliche Kabelkanäle oder Kabelschächte. Verwenden Sie ein VCS-Fabric mit zwei Knoten zur Ausweitung des Layer-2-Bereichs, ohne dass Spanning Tree erforderlich ist. VCS kann mit einer 2-Switch-Topologie betrieben werden, ohne dass der Erwerb zusätzlicher Software-Lizenzen erforderlich ist. Verwenden Sie die LAG-Option auf den Hitachi NAS Platform Servern für den Lastausgleich von Verbindungen. Stellen Sie den Brocade VDX-Switch folgendermaßen bereit: VCS-Modus aktiviert Grundlegende Switch-Attribute konfiguriert Schnittstellen konfiguriert

27 24 24 Verwenden Sie ein dediziertes File-System für View-Replikate, das vom dedizierten Speicher für die Linked Clones getrennt ist. Deaktivieren Sie den Read-Ahead-Cache auf dem Hitachi NAS Platform 3090-Cluster. Verwenden Sie eine Blockgröße von 4 KB für das File-System der Hitachi NAS Platform 3090-Server.

28 25 25 Zusammenfassung Die Ergebnisse des Validierungstests zeigen, dass Hitachi NAS Platform 3090, Hitachi Compute Blade 2000 und Hitachi Adaptable Modular Storage 2500 eine ideale Lösung für eine VMware View-Referenzarchitektur darstellen. Diese Zusammenstellung bietet eine Lösung, die bei Linked Clone-Desktops auf bis zu ausgewählte Anwendungsspezialisten in einem einzigen Hitachi NAS Platform 3090-Cluster mit zwei Knoten skalierbar ist. Laut Hochrechnung ist diese Referenzarchitektur wahrscheinlich sogar in der Lage, bis zu ausgewählte Anwendungsspezialisten (diese Anzahl wurde nicht validiert) zu unterstützen. Die Lösung ist flexibel und erlaubt dank des Bausteinansatzes ein unabhängiges Wachstum von Hypervisors, NAS-Servern und Back-End-Speicher.

29 26 26 Zusätzlich Testergebnisse Hier sind zusätzliche Testergebnisse der Referenzarchitektur aufgeführt. RAWC-Tests Im VMware RAWC-Dialogfeld für das Testen von Desktop-Umgebungen waren im Bereich Workload lediglich folgende Kästchen aktiviert: Outlook Random Word Doc (sic) Internet Explorer Excel Power Point (sic) Abbildung 14 zeigt die RAWC-Testergebnisse für das Öffnen von Anwendungen. Abbildung 14

30 27 27 Abbildung 15 zeigt die RAWC-Testergebnisse für das Schließen von Anwendungen. Abbildung 15

31 28 28 ESXi-Host-Performance Während der Tests wurden mehrere Performance-Kennzahlen der ESXi- Hypervisors erfasst. In Abbildung 16 bis Abbildung 19 werden die Performance- Daten für den Testlauf mit Benutzern aufgeführt. Acht E55A2-Serverblades bieten den Hypervisors genügend Hardware-Ressourcen zur Unterstützung von View-Desktops und ausreichend Kapazität für hohe Verfügbarkeit im Falle eines Failover-Ereignisses innerhalb des Clusters. Abbildung 16 zeigt die Kennzahlen der physischen CPU der ESXi-Hypervisors für die Workload mit Benutzern. Abbildung 16 Das Diagramm weist vier Spitzen auf. Die kleine Spitze bei 10 Minuten stellt den Logon Storm dar. Die drei großen Spitzen bei 37, 91 und 145 Minuten stellen die drei wiederholten Testdurchläufe dar. Da der höchste Wert der Auslastungszeit 59 % beträgt, verfügt der Cluster noch über genügend Kapazität für zusätzliche Verarbeitungsressourcen zur Unterstützung hoher Verfügbarkeit im Falle eines Failover-Ereignisses. Da die Hitachi E55A2-Serverblades Hyperthreading nutzen, betrug die Kernauslastung nur maximal 76 % bei einer Workload mit VDI-Benutzern.

32 29 29 Abbildung 17 zeigt die NFS-Latenz aller 20 Linked Clone-Datenspeicher. Die farbigen Linien stellen die genauen Werte dar. Die schwarze Linie stellt den gleitenden Mittelwert aller Linked Clone- Datenspeicher dar. Abbildung 17 Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Latenzen aller Datenspeicher etwa zur selben Zeit Spitzenwerte aufzeigen. Das ist ein Hinweis für eine gut ausgeglichene Workload über die Hitachi NAS Platform 3090 hinweg. Beim Vergleich der NFS-Latenz mit der Festplattenlatenz während des Logon Storms stellt man fest, dass der größte Teil der Latenz auf der physischen Spindelebene auftritt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die NFS-Latenz des Gastbetriebssystems einen Spitzenwert von etwa 27 Millisekunden aufweist und der Spitzenwert der Festplattenlatenz etwa 22 Millisekunden beträgt. Bei gleichbleibender Last betrug die durchschnittliche NFS-Latenz 14 bis 15 Millisekunden, und die für die Hitachi NAS Platform 3090-Server angegebene Festplattenlatenz betrug 9 bis 10 Millisekunden. Diese Latenzen spielen sich in einem annehmbaren Rahmen ab, und die Kennzahlen lassen darauf schließen, dass sich diese Latenzen mit zusätzlichen Spindeln im Back-End-Speicher noch reduzieren ließen. Jeder E55A2-Serverblade verfügte über 144 GB RAM. Da jeder Desktop-Pool für 250 Benutzer unter zwei Serverblades aufgeteilt wurde, wurden etwa 250 GB (125 virtuelle Maschinen mal 2 GB) auf jedem Blade belegt.

33 30 30 Abbildung 18 zeigt die Vorteile der transparenten Speicherseitenfreigabe in einer VDI-Umgebung. Mehr als 62 % der zugewiesenen 256 GB Gast-RAM werden freigegeben. Dies ermöglicht die Zuweisung einer zu großen Menge an RAM auf jedem Blade für eine gesteigerte Dichte der Linked Clone-Desktops. Abbildung 18 Die Größe der Auslagerungsdatei des Hypervisors blieb während der gesamten Workload unter 890 MB. Diese ist in Abbildung 18 nicht als Diagramm festgehalten, da sie keine Rolle spielt. Die Menge des insgesamt während des Tests für Benutzer genutzten Arbeitsspeichers war relativ gering. Der E55A2-Serverblade verfügt über ausreichend Arbeitsspeicherreserven für hohe Verfügbarkeit im Falle eines Failover-Ereignisses innerhalb des Clusters.

34 31 31 Während des Tests für Benutzer wurden die Systemkennzahlen des Gastbetriebssystems für jeden virtuellen Desktop erfasst. Abbildung 19 zeigt ein repräsentatives Beispiel mit fünf Gästen. Dargestellt werden die zusammengefassten VMDK-IOPS-Daten dieser Gäste. Abbildung 19 Die IOPS erreichten ihren höchsten Wert während des Logon Storms und bewegten sich je nach Benutzer in einem Bereich zwischen 11 und 15 bei der ersten Spitze. Im weiteren Verlauf der Workload wurden durchschnittlich 4 bis 5 IOPS gemessen.

35 32 32 Hitachi NAS Platform 3090-Performance Während des Testlaufs wurden mehrere Kennzahlen der Hitachi NAS Platform 3090-Systeme erfasst. Diese Daten zeigen, dass die Hitachi NAS Platform Systeme innerhalb dieser Referenzarchitektur eine gute Effizienz aufweisen und über ausreichend Reserven für ein Failover-Ereignis oder zukünftiges Wachstum verfügen. Abbildung 20 zeigt die Spitzenwerte für die Systemlast der Hitachi NAS Platform 3090-Systeme unter verschiedenen Workloads. Während der Workload für Benutzer waren die Hitachi NAS Platform 3090-Systeme nicht ausgelastet, und der Spitzenwert für die Systemlast betrug nur 12 %. Abbildung 20

36 33 33 In Abbildung 21 und Abbildung 22 werden die Systemlastkennzahlen jedes Hitachi NAS Platform 3090-Systems aufgeführt. Der Spitzenwert für die Last der Systeme betrug 12 % bei einer durchschnittlichen Last von weniger als 9 % pro System. Die Hitachi NAS Platform 3090-Systeme verfügen über mehr als ausreichende Reserven für eine Unterstützung von mehr Linked Clone-Desktops. Abbildung 21 Abbildung 22

37 34 34 Hitachi Adaptable Modular Storage-Performance Die Performance der physischen Festplatten von Hitachi Adaptable Modular Storage 250 spielte sich während des Tests für Benutzer in einem annehmbaren Rahmen ab. Während der Tests wurden mehrere Performance- Kennzahlen des Speichersystems erfasst. Die Analyse der Kennzahlen ergab: Der Speicherplatz der physischen Laufwerke war nicht voll belegt. Der Cache wurde nicht überlastet. Die RAID-Gruppen lieferten gute Performance. Zur Untersuchung des E/A-Profils des typischen Workloads eines ausgewählten Anwendungsspezialisten bei Verwendung der Hitachi NAS Platform Systeme wurde eine zusätzliche Analyse durchgeführt. Während des gesamten Tests wurden die Ausnutzungsraten von Schreibcache und Speicherprozessorkernen überwacht. Diese Kennzahlen blieben während des Tests konstant und werden nicht als Diagramme dargestellt. Die Auslastung durch ausstehende Schreibvorgänge blieb unter 5 %, und bei keinem der beiden Prozessoren stieg die Kernauslastung über 1 %. Diese Daten lassen darauf schließen, dass die Adaptable Modular Storage 2500-Controller für View- Desktops geeignet sind und mehr als ausreichende Reserven für zukünftiges Wachstum bieten. Abbildung 23 zeigt die Auslastungsrate und die Anzahl der Markierungen für eine repräsentative Festplatte aus einer RAID-Gruppe für Linked Clones. Beide Kennzahlen sind annehmbar und lassen auf Wachstumsreserven und die Unterstützung höherer Workload-Spitzen schließen, falls erforderlich. Dieses physische Laufwerk verfügt beispielsweise noch über eine Reserve von 20 % während des Logon Storms und über 30 % während der gleichbleibenden Last. Abbildung 23

38 35 35 In Abbildung 24 und Abbildung 25 ist die zusammengefasste Performance der RAID-Gruppen für die Datenspeicher der View-Linked Clones aufgeführt. Während des Logon Storms erreichten die IOPS für Lesevorgänge einen Spitzenwert von etwa 3.750, während die IOPS für Schreibvorgänge einen Spitzenwert von etwa erreichten. Abbildung 24 zeigt die Spitzenwerte der IOPS für Lese- und Schreibvorgänge. Diese betragen bzw IOPS. Diese Werte befinden sich in einem annehmbaren Bereich. Abbildung 24

39 36 36 Abbildung 25 zeigt die Spitzenwerte für die Latenz der physischen Festplatten: 10 Millisekunden während des Logon Storms 9 Millisekunden bei gleichbleibender Last Die bei den Kennzahlen zu den Hitachi NAS Platform 3090-Systemen angegebenen Latenzen gehen zum größten Teil auf die Latenz der physischen Festplatten zurück. Abbildung 25

40 37 37 In Abbildung 26 und Abbildung 27 ist die zusammengefasste Performance der RAID-Gruppen für die Datenspeicher der replizierten View-Linked Clones aufgeführt. Diese RAID-Gruppen lieferten eine ausreichende Performance während des Logon Storms und während der gleichbleibenden Last. Abbildung 26 Abbildung 27