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2013/7/15

合理估算效能負載 VDI不再「卡卡」

完美規劃儲存與資源 部署高效能虛擬化桌面

王偉任
計畫部署虛擬桌面環境前,必須先估算目前所使用實體桌面環境的工作負載與IOPS效能,並慎選儲存設備。唯有審慎估算貼近實務的IOPS效能,才能有效避免日後部署時出現任何不必要的效能問題。
虛擬化議題已經日漸發酵,許多企業及組織已經從早期持觀望態度轉而引進內部測試環境,待確定虛擬化技術真的可行後,也紛紛將線上營運服務遷移到虛擬化環境當中。

從VMware委託Forrester Consulting及ITR所進行的雲端成熟度指標調查(調查時間為2012年10月)可知,在針對6,500位資深IT工作者的調查結果中,台灣的雲端成熟度指標Cloud Barometer已經到達44%,如圖1所示。

事實上,虛擬化基礎架構只是踏入雲端的第一步,也就是為日後的應用環境將地基先打穩,以便硬體資源得以彈性擴充及充分利用。所以,將伺服器完成虛擬化建置之後的下一步是什麼呢?通常接著會將「桌面環境」也進行虛擬化。除了得以將使用者桌面環境整合收容統一集中管理外,對企業或組織來說,整體安全性的提升才是最直接的效益。


▲圖1 VMware 2012雲端成熟度指標調查。(圖片來源: VMware – The 3rd Annual Vmware Cloud Index 2012)


但是,桌面虛擬化與伺服器虛擬化在規劃上有很大的不同。以選擇儲存設備為例,雖然伺服器虛擬化環境也需要考量儲存設備的IOPS效能,但並不需要精準地計算到一分一毫(因為VM虛擬主機的數量相比之下較少)。

桌面虛擬化就不是這麼回事,因為若沒有考慮並計算好儲存設備的IOPS效能,那麼當使用者連上虛擬桌面環境後便會發現操作回應時間緩慢或使用不順暢。

當使用者體驗不佳時,就容易導致虛擬桌面專案導入失敗,因此本文將與讀者討論在規劃虛擬桌面環境時,對於選擇儲存設備應該注意哪些項目,以及該如何估算儲存設備及使用者操作環境的IOPS效能數據,以求屆時使用者能夠順暢地操作其虛擬桌面環境。

Q 1:如何估算Windows Disk I/O工作負載?

在虛擬桌面環境中,儲存設備的效能非常重要,那麼應該要如何概要估算每個Windows虛擬桌面環境的Disk I/O負載?現有的實體桌面主機應用環境為何?現有實體桌面主機的CPU/Memory規格為何?是否常常有磁碟I/O的操作?是否常常有網路頻寬使用率高的情況?

針對以上的問題,首先要設計出適當的儲存空間大小,這之前還需要了解「磁碟I/O(Disk Input and Output)」,以及使用者端作業系統Windows XP及Windows 7的特性,並且區隔出「輕度(Light)」及「重度(Heavy)」使用者之間的差別。

所謂輕度使用者,通常就是利用桌面環境處理日常工作所需,例如E-Mail(如Outlook、Notes)、Office(如Word和Excel)、Web Browser等等,簡單來說,就是一般文書處理的工作。

而重度使用者除了以上所述的一般文書處理工作外,還要同時處理大型簡報檔案、美術圖檔、3D圖檔等等工作。

在一般情況下,使用者在大部分90%的工作負載都會是磁碟I/O的「讀取(Read)」(當然仍有例外)。

舉例來說,NTFS檔案系統一般資料分配大小為4KB(Allocation Size)以及64KB(Block Size)的資料區塊大小,而Windows 7作業系統資料讀寫作業,一般使用1MB的資料區塊大小進行,因此以表1中重度使用者的磁碟讀寫I/O值為7MB/Sec,並且以64KB資料區塊大小來計算,運作20台Windows 7作業系統的虛擬桌面環境大約需要112 IOPS。

表1 輕度使用者與重度使用者比較


若是非一般環境的重度使用者,則通常會預估資料讀取部分為40%,而資料寫入部分為60%來進行估算(表2),甚至在某些極重度使用者的環境中,資料寫入部分可能高達80090%。

表2 重度使用者資料讀取與寫入比例


如果覺得這樣的統計數據太過兩極化,那麼可以將使用者環境等級再區分得更細緻一點,例如有些虛擬桌面可能配置了1顆虛擬處理器(1 vCPU)與1GB的虛擬記憶體,因此只要執行些許的應用程式便可以完成日常工作所需。但有些使用者可能就需要更多的虛擬資源,如2顆虛擬CPU及3GB的虛擬記憶體,才得以完成工作。

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