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基于 FlexPod 的 XenDesktop
Rachel Zhu
Rachel Zhu
作者:高级参考架构师

关于 FlexPod® 平台,用户最为欣赏的一点是:Cisco 和 NetApp 针对许多现有的 Cisco® 认证设计 (Cisco Validated Design, CVD) 进行的严格而全面的验证,这也是 FlexPod 平台广受欢迎的原因之一。该方法详细记录了在 FlexPod 融合基础架构上部署服务或应用程序的各个环节,从而缩短了部署时间并消除了验证新 IT 功能过程中的不确定性。

对于虚拟桌面,毫无疑问也是如此。自从 2011 年推出第一个有关在 FlexPod 上部署 XenDesktop 的 CVD 之后,在 FlexPod 上部署的虚拟桌面已有数百个,其中包括许多大规模 Citrix XenDesktop 部署。桌面虚拟化仍然是最受欢迎的 FlexPod 部署之一。

2014 年 2 月,NetApp、Cisco 和 Citrix 共同发布了一个全新的 CVD,介绍了在采用 VMware vSphere® 5.1 的 FlexPod 聚合上部署 2,000 个 XenDesktop 7.1 席位的可重复流程。该架构是计划部署虚拟桌面基础架构的大型部门和大型企业的理想选择。

本文阐述了 IT 团队选择 FlexPod 部署虚拟桌面的原因、主要技术细节以及您如何使用 FlexPod 开始虚拟化。

为什么选择 FlexPod 进行桌面虚拟化?

企业之所以采用桌面虚拟化,是为了缓解全球员工 24x7 访问应用程序和数据、移动员工以及工作场所中不断推陈出新的多种设备所造成的巨大压力。但是,向桌面虚拟化的迁移带来了许多新的基础架构难题,其中包括整体解决方案成本、集成复杂性、性能和管理解决方案可扩展性。这正是基于 FlexPod 的 XenDesktop 所要解决的问题。

XenDesktop

XenDesktop 能够以安全移动服务的形式提供 Windows® 应用程序和桌面。您可以改善移动性并为知识产权提供更高的安全性,同时利用集中控制来降低成本。通过集成 XenApp 的功能,XenDesktop 7 可以向任何设备提供完整桌面或单个应用程序。HDX 技术支持 XenDesktop 提供针对特定设备类型以及网络而优化的本机触摸式体验。

FlexPod

在测试和验证设计过程中,FlexPod 使用包括 Cisco UCS® 服务器、Cisco Nexus® 网络和 NetApp® FAS 存储在内的同类最佳技术来统一提供桌面基础架构所需的计算、网络和存储资源。最近的一份分析机构报告指出,Cisco 和 NetApp 携手提供的 FlexPod 和 FlexPod Express 产品在有 17 家供应商产品参加的调查中遥遥领先(来源:《IDC 关于融合和集成系统最终用户的调查报告》,2014 年 1 月)。有关 FlexPod 最新发展的更多信息,请阅读这篇 Tech OnTap® 文章。

存储成为桌面虚拟化解决方案中的一个主要因素,主要有以下两个原因:

  • 配置充足的 IOPS 对于响应能力强的性能和企业可扩展性至关重要
  • 存储往往是最昂贵的解决方案组件

在一些部署中,使用多个存储平台来管理和保护不同类型的桌面和设备中的数据。虽然该方式可以提高性能,但也会增加复杂性和意外的管理开销并产生高额的购置和运营支出。采用 NetApp 存储的 FlexPod 架构则消除了对多个存储平台的需要。

基于 FlexPod 的 XenDesktop 的优势

XenDesktop 与 FlexPod 相辅相成,可以带来许多优势:

  • CVD。如前所述,我们详细的 CVD 可加快 XenDesktop 部署、降低风险,并提供可预测且经过简化的扩展。
  • 成本更低。相对于在传统基础架构上部署桌面虚拟化,FlexPod 可以增加多达 50% 的容量并节省一半成本。NetApp 重复数据删除、数据压缩、精简配置、Snapshot(节省空间的备份)和 FlexClone®(节省空间的克隆)等存储效率技术分别将池化桌面的存储要求和用户数据的存储量减少 90% 和 50% 左右。Cisco UCS 扩展内存和统一网络结构等 Cisco 技术支持您在较少的服务器上运行更多桌面。
  • 复杂性降低。通过提供必不可少的统一基础架构以在一个机柜中支持超过 2,000 个桌面(如该 CVD 中所验证),FlexPod 消除了 XenDesktop 基础架构部署过程中的盲目揣测,而且让大部分任务简单易行。
  • 部署速度更快。部署中通常要经历的许多阶段或经过精简,或完全省去。事实一再证明,采用这种标准化 IT 方法的部署速度比传统方法快 50%。预先配置的 FlexPod 基础架构将计算、网络和存储资源放置在平台上,以满足未来桌面虚拟化或其他业务需求,可进一步缩短部署时间。

图 1) FlexPod 减少了让桌面虚拟化基础架构启动和运行起来所需的时间。

 FlexPod 减少了让桌面虚拟化基础架构启动和运行起来所需的时间。

  • 性能。桌面基础架构带来了特有的性能要求,它要求稳定一致的低延迟以满足用户需求。不同类型的桌面用户对 IOPS 的要求各不相同,这使得规模估算成为一个棘手的问题。桌面启动和用户登录速度也是一个非常重要的指标:
    • 在稳定状态下,2,000 席位配置有着稳定一致的亚毫秒级写入延迟和 1 到 2 毫秒的读取延迟。
    • 2,000 个桌面在 6 分钟内可以全部启动。
    • 2,000 名用户在 30 分钟内完成登录。
    • 该 CVD 中指定的基础架构可以轻松地支持 2,000 名用户,并且满负荷运行时最多可支持 2,500 名用户。
  • 扩展。在扩展方面,在 FlexPod 上部署 XenDesktop 提供了一种组件式的桌面部署方法。采用 CVD 中所指定配置的单个 FlexPod 聚合能够支持 2,000 名用户,并且您可以通过添加 FlexPod 聚合来支持更多用户。此外,还可以在任何 FlexPod 配置中添加更多服务器、更多和(或)更加快速的存储等资源,来灵活地适应新要求或不断变化的要求。

图 2) 明确定义的基于 FlexPod 的 XenDesktop 配置允许您进行横向扩展,以支持可预测的用户数量。

明确定义的基于 FlexPod 的 XenDesktop 配置允许您进行横向扩展,以支持可预测的用户数量。

  • 管理。CVD 定义了设计中每个组件的管理要素,并且包括 Citrix StoreFront(支持最终用户自助访问桌面和服务目录)。
  • 一般而言,FlexPod 相较于竞争解决方案的一大优势就是其开放式的管理生态系统,该系统支持您选用您偏好的基础架构或云管理工具来管理 FlexPod。
  • 私有云和桌面即服务 (DaaS) 的组件。CVD 中介绍的包括 Citrix StoreFront 在内的功能和设计支持您向最终用户提供自助访问桌面和应用程序的权限,从而为您开启一条通往私有云和 DaaS 的道路。
  • 支持。最后非常重要的一点是,包括 Citrix、VMware® 等众多供应商的合作支持模式成为基于 FlexPod 的 XenDesktop 这一解决方案的一大特色。在该模式下,您只需致电其中一家公司,而问题上报以及与其他技术合作伙伴取得联系的流程都会在后台自动执行。您只需对问题做出最佳判断并决定致电哪家公司,之后我们会为您全程操办。我们的员工都经过了交叉培训(也得益于我们客户的精明睿智),所以首轮接触便可解决 98% 以上的问题。

基于 FlexPod 的 XenDesktop:解决方案概述

CVD 中介绍的基础架构旨在同时支持运行 Windows Server® 2012 的托管共享桌面(共 1,450 个)以及支持 2,000 名用户的池化托管虚拟 Windows 7 桌面(共 550 个)。在托管共享桌面中,单个服务器操作系统安装实例同时由大量用户共享。每个用户收到一个桌面“会话”并在隔离的内存空间中工作。这和 XenApp 原来提供的功能相当。托管虚拟桌面是一个作为单独虚拟机运行的完整虚拟桌面。

基础架构基于 VMware ESXi 5.1 完全虚拟化,并且通过 FCoE 从集群模式 NetApp FAS3200 系列存储阵列启动第三代 Cisco UCS B 系列 B200 M3 刀片式服务器。虚拟桌面使用 Citrix Provisioning Server 7.1 和 Citrix XenDesktop 7.1 来配置。

基础架构

图 3 是硬件一览图。

图 3) 基于 FlexPod 的 XenDesktop 基础架构的组件。

基于 FlexPod 的 XenDesktop 基础架构的组件。

它包含以下组件:

  • 两台 Cisco Nexus 5548UP 第 2 层访问交换机
  • 两个 Cisco UCS 6248UP 系列互联阵列
  • 两个 Cisco UCS 5108 刀片式服务器机箱,每个机箱包括两个 2204XP I/O 模块
  • 四个 Cisco UCS B200 M3 刀片式服务器,采用 Intel® E5-2680v2 处理器、384 GB RAM 和 VIC1240 夹层卡,可处理 550 个托管 Windows 7 虚拟桌面的工作负载,并具有 N+1 服务器容错功能
  • 八个 Cisco UCS B200 M3 刀片式服务器,采用 Intel E5-2680v2 处理器、256 GB RAM 和 VIC1240 夹层卡,可处理 1,450 个托管共享 Windows Server 2012 服务器桌面的工作负载,并具有 N+1 服务器容错功能
  • 两个 Cisco UCS B200 M3 刀片式服务器,采用 Intel E5-2650 处理器、128 GB RAM 和 VIC1240 夹层卡,可处理基础架构虚拟化工作负载
  • 运行集群模式 Data ONTAP® 的 NetApp FAS3240 双控制器存储系统,4 个磁盘架以及分别用于 FCoE 和 NFS/CIFS 连接的聚合端口和 10GbE 端口

存储

基于 FlexPod 的 XenDesktop 配置采用多协议设计,可利用 FAS 硬件和集群模式 Data ONTAP 的统一存储功能。通过 FCoE 启动所有服务器刀片,因此所有服务器硬件实质上仍然是无状态。使用 NFS 访问 VMware 数据存储库,使用 NFS 和 CIFS 访问用户数据。

双控制器 FAS3240 存储系统配置为运行集群模式 Data ONTAP。每个控制器处理大约 50% 的整体存储工作负载,并且在需要时可以接管另一个控制器的工作负载,几秒钟内便可进行故障转移。在测试过程中验证过该情形。

相较于 CVD 中介绍的 FAS3200 系列,NetApp 最近发布的 FAS8000 系列可以显著提升性能。可以用 FAS8000 替换所介绍的 FAS3240 系统。

  • 集群模式 Data ONTAP。集群模式 Data ONTAP 可以提供无中断运行,并使用存储虚拟机 (SVM) 将不同部门的虚拟桌面彼此隔离。请单击此处,评估无中断运行可以帮助您节省多少存储。每个 SVM 的管理员都有权配置卷并执行其他特定于 SVM 的操作。这对于服务提供商或需要工作负载隔离的任何多租户环境特别有利。 集群模式 Data ONTAP 的另一个优势在于,如果您可以将桌面虚拟化横向扩展到多个 FlexPod 聚合,那么其余的存储控制器就成为同一个横向扩展存储集群的一部分,因而能够提高灵活性。
  • 闪存。每个存储控制器均包括 NetApp Flash Cache,可构建混合存储配置。Flash Cache 可加快读取操作。NetApp Flash Pool 在一个 NetApp 聚合中搭配使用 SSD 和 HDD,可用于缓存随机读取和改写。

服务器

Cisco Unified Computing System (Cisco UCS) 是第一个融合数据中心平台,在一个融合系统中集成了行业标准的 x86 架构服务器以及网络和存储访问功能。该系统采用基于模型的统一管理,而且完全可编程,因而能够简化和加快部署。

Cisco UCS B200 M3 半宽刀片式服务器采用两个 12 核 2.7 GHz Intel Ivy Bridge (E5-2680v2) 处理器和 384 GB 内存,支持的虚拟桌面工作负载比采用 Sandy Bridge 处理器的硬件多出大约 25%。在本调查中使用的 Intel Xeon® E5-2680 v2 10 核处理器可以在不断增加的每刀片容量和成本之间实现平衡。

网络

在第二代 6200 系列互联阵列中,对此 FlexPod 设计中使用的统一 10G 网络结构又进行了验证。我们在保持较短的用户响应时间的同时,执行了更具挑战性的工作负载测试。

在该设计中,我们利用了 Cisco Nexus 5548UP 物理交换机、Cisco Nexus 1000V 分布式虚拟交换机来支持 VMware vSphere,并采用了可以将虚拟和物理网络整合到一个基础架构中的 Cisco VM-FEX 技术。您可以在一个统一基础架构中设置、配置、管理、监控和诊断虚拟机网络流量以及裸机网络流量。

完全弹性设计

整个 FlexPod 架构采用弹性设计,不会发生单点故障。如前所述,与所有网络设备一样,存储架构也具有完全冗余性。服务器架构使用两个 Cisco Unified Computing System 机箱,采用 12 个 Cisco UCS B200 M3 刀片式服务器来处理虚拟化桌面工作负载,以及 2 个 Cisco UCS B200 M3 刀片式服务器来处理虚拟化基础架构工作负载。该设计为托管虚拟桌面、托管共享桌面和基础架构服务提供了 N+1 服务器容错功能。

图 4) FlexPod 架构详图显示了冗余组件和路径。

FlexPod 架构详图显示了冗余组件和路径。

管理

该 CVD 介绍了大量管理要素,其中包括 Cisco UCS Manager、VMware vCenter、NetApp Virtual Storage Console (VSC) for VMware、Citrix Provisioning Services 和 Citrix StoreFront。

NetApp VSC 与 VMware vCenter 紧密集成,并且直接通过 vCenter 轻松地监控和管理 FlexPod 环境中的 NetApp 存储。这涉及配置、存储效率设置(包括重复数据删除和数据压缩)、备份以及更多功能。

StoreFront 对用户进行身份验证并管理桌面和应用程序的目录。用户可以搜索 StoreFront 目录并订阅公共服务。它为移动最终用户提供了一个直观的访问和自助服务位置,支持其使用所有业务应用程序和数据。

对于整体监控,我们在测试期间配合使用了 Insight Balance 和 Citrix Desktop Director,前者帮助监控虚拟和物理基础架构,后者帮助您监控虚拟桌面性能。

准备行动

您准备好进一步探访基于 FlexPod 的 XenDesktop 了吗?请务必下载 CVD。您可以单击此处 来查看可以帮助您开启部署流程的 FlexPod 合作伙伴列表。

当然,任何部署的第一步都是准确地估算规模,这取决于包括席位数、VM 和应用程序工作负载、应用程序数据量等多种因素。

NetApp 与 Liquidware Labs 联手帮助您准确地估算解决方案规模。Liquidware Labs 工具可以评估当前桌面环境和工作负载。Liquidware 工具可以收集准确的网络、服务器和存储要求。您可以通过 FlexPod 合作伙伴获得 Liquidware Labs 的帮助。

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NetApp 高级参考架构师 Rachel Zhu

Rachel 致力于设计和实施虚拟化解决方案并推动存储和虚拟化平台之间的集成。自加入 NetApp 以来,她已经编写过许多有关 NetApp 的虚拟化最佳实践和部署技术报告。在加入 NetApp 之前,她曾是 Nortel 和 HP Canada 的高级软件工程师。Rachel 拥有北卡罗莱纳州立大学的计算机科学硕士学位和中国上海交通大学医学院的医学博士 (Doctor of Medicine, MD) 学位。

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