案例研究:将 VDI 用于远程办公

2010 年 2 月,一场巨大的暴风雪席卷了美国首都华盛顿和周边地区,持续四天的恶劣天气 几乎使整个城市陷入瘫痪。由于 生产力大受影响,美国政府一天就损失近七千万美元。此数字已令人震惊,然而如果没有远程办公,实际上每天可能要损失一亿美元。幸运的是,有 30% 的公务员能够远程办公,这使他们在暴风雪天也能继续工作。

从 2001 年起,美国 国会开始通过诸项法律,批准联邦雇员远程工作解决方案,以减少华盛顿道路交通大堵塞情况的发生。很快结论就显而易见:远程工作可以提高生产力、减少办公空间要求、增加雇用灵活性以及降低碳排放。

2005 年出台的一部法令要求商务部为每位有资格的员工提供远程工作解决方案。商务部所辖的一家大型机构将合同授予我所在的公司 Project Performance Corporation,以帮助满足远程工作要求。如今,在我们的合作伙伴 VMware 和 NetApp 的帮助下,我们实施的这套解决方案已支持超过 3,000 名远程工作人员。在某种程度上,正是由于我们的努力,该机构已经荣获 Telework Exchange(一家公私合作制企业)颁发的诸多奖项,包括 2009 年度创新和技术最佳使用奖

在本文中,我想介绍一下我们如何搭配 VMware 虚拟桌面基础结构 (VDI) 解决方案及 NetApp® 存储和数据管理来实现这些成果。

挑战和要求

我们为其服务的这家机构提出了一些独特的挑战和要求。例如,员工有自己的联盟,而联盟有特定的服务级别协议 (SLA)。这意味着,针对每位用户的解决方案看起来和用上去都必须像用户的现有桌面,如果性能降级,就违反了 SLA。这还意味着,网络性能非常重要,我们必须多加小心,以确保带宽和端口数足以支持预期数量的并发用户。

由于提出看起来和用上去就像现有环境这一要求,最初就有很多桌面基准。我们不能简单地选择一个基准配置进行克隆或用于构建每个桌面。某些现有基准包含旧应用程序,而这些应用程序具有对桌面 C:\ 驱动器的硬编码引用,这表示必须为每个 C:\ 驱动器分配大量附加存储。

最后,除提供相同的外观和风格外,我们还必须提供协作工具以使远程用户可以轻松地合作,以及提供足够的支持和培训。

备选解决方案

我们最初考虑了四种可行的备选解决方案:

  • 机架堆叠式。将物理桌面迁移到机房,使其可通过远程桌面协议 (RDP) 和虚拟专用网络 (VPN) 进行访问。其优点是快速且简单,但在空间、电力和后勤支持方面有很大的缺点。
  • 刀片服务器。配置一台刀片服务器以替换每个桌面。此解决方案实施起来也相对较快,但另一方面是很耗费资源。机构中的用户对这种方法的初步体验并不尽如人意。
  • 终端服务器。以前在该机构内也已尝试过这种方法。尽管更具资源效率,但缺点是需要大幅度地更改外观和风格并且还可能导致旧应用程序出现问题。
  • 虚拟桌面基础结构。在四种方案中,VDI 最能够应对挑战和要求。不过,由于 VDI 需要更复杂的部署,因此该解决方案不能满足要求过于紧迫的期限。

图 1) 表明不同方法在满足各要求上相对排名的记分卡。

由于解决方案部署时间紧迫,我们最终决定分两阶段部署。我们首先使用机架堆叠式方法,尽管该方法在服务器机房空间、额外网络基础结构和其它类似要求方面造成很多困难,但对于启动流程却成本低廉且易于实现。

最后,我们转到使用 VMware 和 NetApp 系统的完整 VDI 实施上。这需要其它相关培训以及更改部分基础结构,但它能更好地满足全部项目要求。因为 PPC 在基于 VMware 和 NetApp 部署 VDI 方面已经具有丰富的经验,所以我们能快速地创建可满足该机构所有特定要求的完整生命周期管理计划。

选择 NetApp 作为存储解决方案有很多理由,包括:

  • NetApp 统一存储架构提高了我们的操作灵活性并简化了管理
  • 卓越的虚拟桌面及用户数据备份、恢复能力
  • 能够整合第三方存储阵列
  • 全面的 CIFS 实施以提供主目录支持

解决方案架构

图 2 说明了当前的 VDI 解决方案架构。(由于此项目开始于 2005 年,因此基础结构历经几年时间已从 VMware ESX 2.x 升级到当前的 ESX 3.x。)

图 2) VDI 配置。两个 NetApp 系统通过 SAN 提供 VMware 虚拟桌面存储,通过 NAS 提供主目录访问。VMotion™ 允许各虚拟桌面在 ESX 服务器之间进行透明移动。

当前我们在“库”中使用 16 个 VMware ESX 服务器,每个服务器支持 14 个桌面,每个库中总共有 224 个桌面。我们部署多个库以支持所需数量的并发远程工作人员。VMotion 允许我们根据需要在 ESX 服务器之间透明地移动正在运行的桌面。

图 2 中所示的两个 NetApp 系统实际上被所有活动的库共享。换言之,通过将 SAN 存储供 VMware 使用并将其虚拟桌面和 CIFS 存储用于主目录访问,这两个存储系统支持整个环境。尽管当前我们将访问分开进行,以使一个 NetApp 系统支持光纤通道 SAN,而另一个 NetApp 系统支持 CIFS(并非必须这样做,如果需要,一个系统也可以完成这两项任务),但我们仍然具有一个巨大管理优势,即能够在一个平台上支持两种类型的存储访问,而不是使用两种不同的平台来满足存储需求。

存储升级

我们最近完成了一次升级,在这次升级中,我们将 NetApp FAS980 系统更换为 NetApp FAS6080 群集。我们准备在将来把基础结构扩展到超过 3,000 个用户。图 3 显示了有关后端存储配置的详细信息。

图 3) 存储详细信息。在同一站点对二级存储执行磁盘到磁盘备份。重复数据删除用于减少二级存储所需的容量。为了进行灾难恢复,备份将复制到用于前端处理 IBM DS4000 存储阵列的 NetApp V 系列系统。

持续运作是该解决方案必须满足的另一项要求。当前我们使用 NetApp SnapVault® 软件在主存储系统和二级存储之间执行磁盘到磁盘备份。我们对二级存储运行 NetApp 重复数据删除,这可将总备份存储需求降低 80%。然后,我们将此二级存储系统复制到灾难恢复站点中用于前端处理 IBM DS4000 的 NetApp V 系列系统。(NetApp V 系列使全套高级 NetApp 数据管理功能在您现有的第三方存储上可用。)由于将删除用于复制的源存储中的重复数据,因此灾难恢复站点可节约相同容量的存储,并且所需的 WAN 带宽会大大减少。

我们还增加了 NetApp 性能加速模块 (PAM)。这些智能缓存可以改善最终用户体验、加速备份和防病毒扫描并使我们的基础结构对启动风暴更具抵抗力。有关详细信息,请参阅 TR-3705

未来方向

该解决方案已经非常成功,并可扩展到超过最初订立的 3,000 个用户的要求。远程工作人员每周将平均在家工作四天。为了鼓励采取这种方式,该机构最初对有资格的雇员提供了一些鼓励性措施。今天,该机构大约有 80% 有资格的员工选择远程工作。

尽管获得了这样的成就,但我们还要继续寻找提高该解决方案的弹性、性能和效率的方法。重要的举措包括通过使用 NetApp Rapid Cloning Utility (RCU) 高效克隆新虚拟桌面努力提高配置。此方法可以极大地减少相同桌面操作系统的上千个副本所需的存储。在我们的主存储系统中启用 NetApp 重复数据删除将进一步提高整体存储效率并减少所需的主存储量。我们还考虑用 NetApp NFS 替换当前的光纤通道环境。这样做不仅使我们不再需要维护独立的光纤通道基础结构,通过实现轻松的存储卷扩展或收缩还可简化管理,从而可能允许每个 ESX 服务器有更多的虚拟桌面。我们最终的目标是,将基础结构升级为完整的云模式,在这种模式中,桌面作为服务提供,并且用户既不知道也不关心他/她的桌面来自哪里。

由于此计划以及其它类似计划所获得的成功,美国 国会最近批准增加对政府远程工作倡议的资金投入,因此很明显,所有远程工作计划(包括此计划)都将会继续扩展。

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Robert DeMay

Robert DeMay
技术主管
Project Performance Corporation

Bob 有超过十四年的 IT 行业从业经验。在 PPC 工作的过去五年时间里,他直接对美国 专利与商标局提供支持,包括有三年时间支持虚拟化工作。他获得的认证包括 VCP、MCSE 和 MCSA。

 
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