NetApp 技术报告NetApp 和 VMware View 5,000 席位性能报告.docx
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1、NetApp技术报告NetApp和VMwareView5,000席位性能报告NetApp公司ChadMorgensternsChrisGebhardt2011年8月ITR-3949摘要2010年,NetApp.VMWareaCisco、Fujitsu和WySesl联合发布了一个50,000席位VDl参考架构,向客户提供设计和架构方面的概述。该报告详细分析了一个5,000席位“桌面池”(POD)(50,000席位架构的构建块)的性能,其中通过模拟场景展示了一个桌面在两周内的情形。这样做是为了说明工作负载特征每天都可能发生改变,因此对架构的影响也会有所不同。调整VDI存储大小不仅是为了稳定状态,还
2、是为了应对各种各样的工作负载。目录1 内容提要52 环境113测试、方法和工具112.1 场景-112.2 创建测试132.3 启动测试132.4 登录后执行工作负裁测试144最终用户体验165详细测试结果175.1 创建进程185.2 初始登录195.3 星期二早晨登录265.4 重新启动325.5 星期一早展登录365.6 稳定状态425.7 观察结果和经验总结436附录446.1 SSD和SATA-446.2 应用程序工作负裁467参考528致谢52表格目录表1)创建场景。6表2)初始登录场景。6表3)“星期二早晨”或典型登录场景。6表4)启动场景。7表5)“星期一早晨”或配置文件加载登
3、录场景。7表6)稳定状态场景7表7)AcmeCorporation日历。13表8)初始登录的用户体验(以秒为单位)。20表9)初始登录用户体验(“好”、一股和“差”登录时间的百分比)。20表10)初始登录期间DataONTAP8.0.1与8.1的对比结果。21表11)初始登录时的I/O并发数、速率以及读取和写入操作大小。25表12)星期二早晨登录的用户体验(以秒为单位)。26表13)星期二早晨登录用户体验(“好”、”一般”和“差”登录时间的百分比)。27表14)星期二早晨登录期间DataONTAP8.0.1与8.1的对比结果。27表15)星期二早晨登录时的I/O并发数、速率以及读取和写入操作大
4、小。31表16)重新启动期间DataONTAP8.0.1与8.1的对比结果。33表17)星期一早晨登录的用户体验(以秒为单位)。37表18)星期一早晨登录的用户体验(”好工”一般”和“差”登录时间的百分比)。37表19)星期一早晨登录期间DataONTAP8.0.1与8.1的对比结果。37表20)星期一早晨登录时的I/O并发数、速率以及读取和写入操作大小。41插图目录图1)每秒读取和写入操作数。8图2)读取和写入吞吐量。8图3)启动时的读取操作细分。9图4)初始登录时的读取操作细分。9图5)稳定状态时的读取操作细分。10图6)“半POD”架构。11图7)RAWC屏幕,显示登录后执行工作负载场景
5、15图8)Stratusphere(图片由LiquidwareLabs提供)o16图9)显示机器体验指标的VDIUX配置文件屏幕。17图10)显示I/O体验指标的VDIUX配置文件屏幕。17图W)克隆虚拟桌面各阶段花费时间细分。19图12)初始登录时的读取和写入吞吐量。21图13)初始登录时的每秒读取和写入操作数。22图14)初始登录中的读取/写入协议延迟。22图15)初始登录时的读取和写入延迟。23图16)初始登录时的CPU利用率。23图17)初始登录时的读取操作细分。24图18)初始登录时的读取和写入操作大小。25图19)星期二早晨登录的读取和写入吞吐量。28图20)星期二早晨登录时的每
6、秒读取和写入操作数。28图21)星期二早晨登录的读取和写入协议延迟。29图22)星期二早晨登录的读取和写入延迟。29图23)星期二早晨登录的CPU利用率。30图24)星期二早晨登录的读取操作细分。30图25)星期二早晨登录的读取和写入操作大小。32图26)启动时的读取和写入吞吐量。33图27)启动时的每秒读取和写入操作数。34图28)启动时的读取和写入协议延迟。34图29)启动期间的CPU利用率。35图30)启动时的读取操作细分。35图31)星期一早晨登录的读取和写入吞吐量。38图32)星期一早晨登录的每秒读取和写入操作数。38图33)星期一早晨登录的读取和写入延迟(以秒为单位)。39图34)
7、星期一早晨登录的来宾操作系统读取和写入延迟。39图35)星期一早晨登录的CPU利用率。40图36)星期一早晨登录的读取操作细分。40图37)星期一早晨登录的读取和写入操作大小。42图38)滴水工作负载(每秒操作数)43图39)滴水工作负载(每秒MB)44图40)显示“滴水效应”工作负载的屏幕。44图41)启动时间对比(按驱动器类型)。45图42)使用SATA驱动器的用户的初始登录体验。45图43)使用SATA驱动器的用户在星期一早晨的体验。46图44)首次打开和关闭MicrosoftWord时的读取操作数。47图45)首次打开和关闭MicrosoftWord时的写入操作数。47图46)后续打开
8、和关闭MicrosoftWord时的读取操作数。48图47)后续打开和关闭MicrosoftWord时的写入操作数。48图48)首次打开WindowsMediaPlayer并播放影片时的读取操作数。49图49)首次打开WindowsMediaPlayer并播放影片时的写入操作数。49图50)后续打开WindowsMediaPlayer并播放影片时的读取操作数。50图51)后续打开WindowsMediaPlayer并播放影片时的写入操作数。50图52)保存Excel工作簿时的读取操作数。51图53)保存Excel工作簿时的写入操作数。511内容提要2010年8月,NetA即联合若干合作伙伴共同
9、发布了一份白皮书,其中介绍了如何部署使用NetApp存储、CiscoUnifiedComputingSystem-(CiscoUCS-)sCiscoNexus.VMware软件和Fujitsu服务器的50,000席位虚拟桌面基础架构(VDI)环境。这份初始白皮书仅关注每个合作伙伴为支持此部署而提供的高级别的架构设计和技术详情。根据在虚拟化基础架构中部署5,000席位的硬件和软件需求,最初需要使用NetAppFAS3170存储控制器,以及界定好的模块化存储单元和服务器(称为“桌面池”POD)0初始白皮书将POD定义如下: 60个ESX4.1主机(CiSCOUCS或FujitsuPRIMERGY)
10、 1个FAS3170A高可用性(HA)集群 96个15KRPM光纤通道驱动器 2个512GB闪存卡 2个VMWarevCenter-Server 3个运行PC-over-IP(PCoIP)连接协议的VMwareView-ConnectionServer 5,000个MicrosoftWindows7虚拟桌面虚拟机(VM)发布初始白皮书后不久,NetApp便更新了其中端存储产品,用FAS3270存储系统取代初始白皮书中使用的FAS3170存储系统,提高了容量和性能。因此,在本技术报告所述的测试中,我们使用FAS3270存储系统而不是初始白皮书中所用的FAS3170(因为FAS3270显著提升了解
11、决方案的性能和可扩展性)。除此之外,后续的早期测试也表明:要想能够有效支持5,000个VDI桌面,需要我们再添加30台服务器,以保证测试期间有充足的内存资源。因此,我们现在将POD定义如下: 90个ESX4.1服务器:配备2个具有超线程功能的四核心NehalemCPU的FujitsuPRIMERGYRX200-S548GB主内存 1个FAS3270AHA集群 96个15KRPM光纤通道驱动器 2个512GB闪存模块 2个VMWarevCenterServer 3个运行PC-over-IP(PCoIP)连接协议的VMwareViewConnectionServer 5,000个Microsoft
12、Windows7虚拟桌面VM根据这一新定义,每个NetAppFAS3270控制器支持45个ESX服务器和2,500个Windows7永久虚拟桌面。由于创建一个完整的POD需要满足众多硬件要求,因此我们决定对这些后续测试作出限制:使用相当于二分之一个POD所要求的上述硬件,或者使用由两个FAS3270存储控制器中的一个提供服务的2,500个虚拟桌面。由于每个FAS3270存储控制器实际上独立服务于2,500个虚拟桌面,因此针对2,500个虚拟桌面衡量得到的性能直接加倍,就能得到支持5,000个虚拟桌面的完整POD的性能。在这些测试中,我们使用VMwareView4.5和VMwarevSphere
13、4.1部署由2,500个虚拟桌面组成的场景。除此之外,我们还使用VMwareReferenceArchitectureWorkloadCode(RAWC)工具生成VDl环境中的典型工作负载。我们针对最新的公开发布(GA)版本(DataoNTAPW.0.1)和DataONTAP8.1进行测试C之所以选择使用DataONTAP8.1,是因为它能进一步提升NetApp虚拟存储分层(VST)功能的性能,同时减少所需的磁盘轴数量.借助VST1客户不仅可以从NetApp存储效率中受益,而且还可以显著提高I/O性能。DataONTAP操作系统本身内置有VST1并且通过利用NetApp主存储重复数据删除和文件
14、/卷FIexCIone等块共享技术应用VST1可以减少所需的缓存量并消除重复磁盘读取。对于任意重复块,仅将一个实例读入缓存,因而所需的缓存少于传统存储解决方案。由于使用节省空间的NetApp克隆技术,VMwareView的实施最初可节省高达99%的空间,这意味着更高的缓存重复数据删除率和高缓存命中率。在处理并发系统启动(即启动风暴”)和登录成百上千个虚拟桌面系统(可能导致传统旧式存储系统超负荷工作)方面,VST特别有效。与以前版本的DataONTAP相比,8.1版本可以更加高效地共享主内存中经过重复数据删除的块。这样,存储控制器的主内存就可以处理更大型的工作集,从而加快访问速度并减少占用CPU
15、o通过测试,我们确认了用户在正常办公期间访问其桌面时,VDI工作负载远远超出了稳定状态下的工作负载。了解该阶段的特征非常重要,但是在某些情况下重新启动、登录、创建配置文件和操作大量虚拟桌面也会给支持整个VDI环境的存储带来沉重压力。如果没能理解和计划这些工作负载,会对最终用户体验和项目成功产生严重的负面影响。在本报告接下来的内容中,我们将从AcmeCorporation这个虚构公司的视角查看一些不同的VDI常见场景。Acme已经借助NetApp存储部署了2,500席位VDI环境,Acme希望了解在一个典型工作周内可能遇到的不同类型的工作负载(极具代表性的用户大量登录、启动和停止应用程序,以及借
16、助为其提供的应用程序执行日常任务)。另外,曰常维护有时会要求关闭所有虚拟桌面,然后又需要同时打开并启动大量VMo在表1到表6中,这些场景及结果都根据用户体验进行了衡量,并且从一个较高的水平进行了定义。在整个报告中,用户体验均由LiquidwareLabsStratusphereUX使用加权算法确定是不是“好启动场景和创建场景的用户体验用启动和创建所用的时间来衡量。请注意,测试中选择的是VMware建议的应用程序混合,这些应用程序产生的工作负载为:每秒12次输入/输出操作(IOPS)/桌面(即预期的“有经验用户”的工作负载)。表1)创建场景“|测试|成功的主要衡量标准|用户体验2,500个用户在
17、半个小时之内首次登录并且开始工作。该登录触发创建2,500份配彳阿端始登录场景“由LiqUidWareLabSUX衡量的用户DataONTAP8.0.1:62%的用户获得体验“好”用户体验,38%的用户获得“一般”用户体验。DataONTAP8.1:97%的用户获得好”用户体验,3%的用户获得“一般”用户体验。测试|成功的主要衡量标准|用户体验2,500个用户登录以前访问过,并且之后未重新启动的VMo登录后,用户开始工作。由LiquidwareLabsUX衡量的用户体验 DataONTAP8.0.1100%的用户获得好用户体验。 DataONTAP8.1:100%的用户获得“好”用户体验。测试
18、成功的主要衡量标准|创建时间了包健苇胸郢冕濡哮哽开始创建到准备好第一次启动所花从克隆进程开始到准备好启动2,500个费的时间。费的时间VM共花费3个小时测试成功的主要衡量标准|用户体验2,500个用户登录之前访问过,之后又重新启动的VMo登录后,用户开始工作。无论是配置文件还是应用程序DLL都必须从磁盘加载.由LiquidwareLabsUX衡量的用户体验得“好”用户体蛤。DataONTAP8.0.1:100%的用户获DataONTAP8.1:100%的用户获得“好”用户体验。测试|成功的主要衡量标准|用户体验2,500个用户已经完成登录并且打开和关闭所有应用程序至少一次,但是他们继续自己当
19、天的工作。由LiquidwareLabsUX衡量的用户体验 DataONTAP8.0.1:100%的用户获得“好”用户体验。 DataONTAP8.1:100%的用户获得“好”用户体验,测试|成功的主要衡量标准|启动时间VMwarevCenter控制2,500启动所用的总时间DataONTAP8.0.1:36分钟个虚拟雅靴蜜酬吩浮。席位性能报告Dataqntap81.21分钟是配置文件还是应用程序DLL都不必从磁盘加载C测试|成功的主要衡量标准|用户体验2,500个用户在半个小时之内首次登录并且开始工作。该登录触发创建2,500份配置文件。员5)“星期一早晨”或配置文件加由Liquidware
20、LabsUX衡量的用户DataONTAP8.0.1:62%的用户获得体验“好”用户体验,38%的用户获得“一般用户体验。DataONTAP8.1:97%的用户获得“好”用户体验,3%的用户获得载登录场景。“一般用户体验。测试成功的主要衡量标准|用户体验2,500个用户登录以前访问过,并且之后未重新启动的VM0登录后,用户开始工作。由LiqUidWareLabsUX衡量的用户体验DataONTAP8.0.1:100%的用户获得用户体蛤。DataONTAP8.1:100%的用户获得“好”用户体验。测试|成功的主要衡量标准|创建时间专N)Q复翻并衡量花从开始创建到准备好第一次启动所花从克隆进程开始到
21、准备好启动2,500个荷产心费的时间VM共花费3个小时测试|成功的主要衡量标准|用户体验表4)启动场景“由LiquidwareLabsUX衡量的用户DataONTAP8.0.1:100%的用户获体验2,500个用户登录之前访问 过,之后又重新启动的VMo 登录后,用户开始工作。无 论是配置文件还是应用程序得“好”用户体验。 Data ONTAP 8.1 : 100% 的用户获得“好”用户体验。景以及初始登成功的主事衡强标准公琛作镂次均输 附喇单团序至少一次,但是他们继续瞿霰禹工每个场景的特征操作,IOPS计国广体验:的工作负载的读取和写景以及棉足状至电什献技国里性鳗下茬负载要多于稳定状态场景。
22、均会对最终用户及其整体体验产生景复 fR1 部件标T;+七I卜维D 米的耳得好用户体验。龈常糟域臧焉茂斌,送前的主要衡量揉淮 VIliU口y 土 H匕习匕二31 刃狂禾15分钟才能使用桌面。:频限解这些丽询颜嬲艰例时基础架构和最绛哪哈骗绅、1瓢将黏响项目的成功。I鬻魔踪同类别的工作负载体现出的特征有时会与常曲的WBPTl作负载苏嘤(小块 需涉例如,我们发现了以下情况:2,5勤浦镭藕访问 过,之后又重新启动的VMo 登瓣U辨的始小诡隹颜4由 Liquidware Labs UX 衡量的用户 Data ONTAP 8.0.1 : 100% 的用户获体验得“好”用户体验。义VDI环境的存储大KB以下
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