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XenDesktop auf FlexPod
Rachel Zhu
Senior Reference Architect

FAS8000 combines

Einer der Gründe, warum die FlexPod Plattform so beliebt und anerkannt ist, ist die strenge und umfassende Validierung, die Cisco und NetApp für die zahlreichen Cisco Validated Designs (CVDs) durchführen. Dabei wird jeder Aspekt der Implementierung eines Service oder einer Applikation in einer konvergenten FlexPod Infrastruktur dokumentiert. Diese Vorgehensweise verkürzt die Implementierungszeit und vermeidet Unsicherheiten beim Aufbau neuer IT-Funktionen.

Dies trifft insbesondere auf Virtual Desktops zu. Seit 2011 das erste CVD zur Implementierung von XenDesktop auf FlexPod erschien, wurden Hunderte Virtual Desktop-Installationen auf FlexPod bereitgestellt, einschließlich vieler umfangreicher Bereitstellungen von Citrix XenDesktop. Desktop-Virtualisierung bleibt nach wie vor eine der beliebtesten Implementierungsarten für FlexPod.

Im Februar 2014 haben NetApp, Cisco und Citrix ein neues CVD veröffentlicht, das einen wiederholbaren Prozess für die Implementierung von 2.000 XenDesktop 7.1 Arbeitsplätzen auf einem FlexPod Aggregat mit VMware vSphere 5.1 beschreibt. Diese Architektur eignet sich ideal für umfangreiche Virtual Desktop Infrastructure-Implementierungen in Abteilungen und Unternehmen.

Dieser Artikel erläutert, warum IT-Teams bei der Implementierung von Virtual Desktops auf FlexPod setzen und erklärt die wichtigsten technischen Details sowie die ersten Schritte mit FlexPod.

Gründe für die Desktop-Virtualisierung mit FlexPod

Unternehmen entscheiden sich für Desktop-Virtualisierung, um den folgenden Anforderungen gerecht zu werden: weltweite Mitarbeiter, die rund um die Uhr Zugriff auf Applikationen und Daten benötigen, mobile Mitarbeiter und eine Vielzahl an neuen Geräten am Arbeitsplatz. Der Wechsel hin zur Desktop-Virtualisierung birgt jedoch zahlreiche neue Infrastrukturherausforderungen, u. a. die Gesamtkosten der Lösung, die Integrationskomplexität, die Performance und das Management der Lösungsskalierbarkeit. An dieser Stelle kommt XenDesktop auf FlexPod ins Spiel.

XenDesktop

XenDesktop stellt Windows Applikationen und Desktops als sichere mobile Services bereit. Damit verbessern Sie die Mobilität und die Sicherheit Ihres geistigen Eigentums und können dank zentralisierter Kontrolle gleichzeitig die Kosten senken. Durch die Integration der XenApp Funktionen stellt XenDesktop 7 auf jedem beliebigen Gerät vollständige Desktops oder einzelne Applikationen bereit. Dank HDX-Technologien ermöglicht XenDesktop ein natives, Touchscreen-fähiges Erlebnis, das sowohl für den jeweiligen Gerätetyp als auch für das Netzwerk optimiert ist.

FlexPod

FlexPod verwendet erstklassige Technologie, einschließlich Cisco UCS Server, Cisco Nexus Netzwerk und NetApp FAS Storage, um die Computing-, Netzwerk- und Storage-Ressourcen zu vereinheitlichen, die für eine Desktop-Infrastruktur im Rahmen des getesteten und validierten Designs erforderlich sind. Ein kürzlich erschienener Analystenbericht ergab, dass Cisco sowie NetApp FlexPod und FlexPod Express Produkte unter 17 Anbietern klar den ersten Platz belegen (Quelle: IDC's Converged and Integrated Systems: End-User Survey Report, Januar 2014). Weitere Informationen zu den aktuellen FlexPod Entwicklungen finden Sie in diesem Tech OnTap Artikel.

Es gibt zwei wichtige Gründe, warum Storage bei der Desktop-Virtualisierung eine entscheidende Rolle spielt:

  • Von einem angemessenen IOPS hängt die schnelle Performance und Enterprise-Skalierbarkeit ab.
  • Storage ist oft die teuerste Lösungskomponente.

In einigen Implementierungen werden mehrere Storage-Plattformen verwendet, um Daten für unterschiedliche Desktop- und Gerätetypen zu managen und zu sichern. Diese Vorgehensweise verbessert zwar die Performance, führt jedoch auch zu einer erhöhten Komplexität, unerwünschtem administrativem Overhead sowie hohen Anschaffungs- und Betriebskosten. Bei der FlexPod Architektur mit NetApp Storage sind keine unterschiedlichen Storage-Plattformen erforderlich.

Vorteile von XenDesktop auf FlexPod

Die Kombination von XenDesktop und FlexPod bietet viele Vorteile:

  • CVD – Wie bereits erwähnt, beschleunigt unser detailliertes CVD die Implementierung von XenDesktop, senkt das Risiko und bietet vorhersehbare und vereinfachte Skalierung.
  • Niedrigere Kosten – Verglichen mit der Implementierung von Desktop-Virtualisierung in einer herkömmlichen Infrastruktur können Sie mit FlexPod Kapazitäts- und Kosteneinsparungen von bis zu 50 % erzielen. NetApp Storage-Effizienztechnologien, einschließlich Deduplizierung, Komprimierung, Thin Provisioning, Snapshot (platzsparendes Backup) und FlexClone (platzsparendes Klonen), senken den Storage-Bedarf von in einem Pool zusammengefassten Desktops um 90 % und von Benutzerdaten um etwa 50 %. Mithilfe von Cisco Technologien – darunter Cisco UCS Extended Memory und Unified Fabric – können Sie mehr Desktops auf weniger Servern ausführen.
  • Verringerte Komplexität – Durch die Vereinheitlichung der nötigen Infrastruktur für die Implementierung von mehr als 2.000 Desktops in einem einzelnen Rack (wie in diesem CVD validiert), beseitigt FlexPod Unsicherheiten und verringert die Komplexität Ihrer XenDesktop Infrastrukturimplementierung.
  • Schnellere Implementierung – Viele der üblichen Implementierungsphasen sind entweder komprimiert oder schlichtweg überflüssig. Dieser standardisierte IT-Ansatz hat bereits wiederholt um bis zu 50 % kürzere Implementierungszeiten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden erzielt. Bei der fortschrittlichen (vorab provisionierten) FlexPod Infrastruktur sind die Computing-, Netzwerk- und Storage-Ressourcen bereits vorhanden, um zukünftige Anforderungen an die Desktop-Virtualisierung oder sonstige geschäftliche Anforderungen zu erfüllen und die Implementierungszeiten dabei weiter zu verkürzen.

Dank FlexPod ist die Infrastruktur für die Desktop-Virtualisierung schneller betriebsbereit.

Abbildung 1) Dank FlexPod ist die Infrastruktur für die Desktop-Virtualisierung schneller betriebsbereit.

  • Performance – Die Desktop-Infrastruktur stellt hohe Performance-Anforderungen im Hinblick auf eine konsistent niedrige Latenz, um die Ansprüche der Benutzer zu erfüllen. Aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen IOPS-Anforderungen für die verschiedenen Desktop-Benutzertypen kann die Größenanpassung zur Herausforderung werden. Eine weitere entscheidende Kennzahl ist die Geschwindigkeit, mit der Desktops gestartet werden und Benutzer sich anmelden können:
    • Bei einem stabilen Zustand zeigte unsere Konfiguration mit 2.000 Arbeitsplätzen eine konsistente Schreiblatenz unter einer Millisekunde und eine Leselatenz von ein bis zwei Millisekunden.
    • Alle 2.000 Desktops starten innerhalb von 6 Minuten.
    • 2.000 Benutzer können sich innerhalb von 30 Minuten anmelden.
    • Die im CVD angegebene Infrastruktur kann 2.000 Benutzer mühelos unterstützen und bietet sogar zusätzliche Kapazität für weitere 500 Benutzer.
  • Skalierbarkeit – Für die Skalierung bietet die Implementierung von XenDesktop auf FlexPod einen Baustein-Ansatz für die Desktop-Implementierung. Ein einzelnes FlexPod Aggregat mit der im CVD angegebenen Konfiguration unterstützt 2.000 Benutzer. Sie können zudem weitere FlexPod Aggregate hinzufügen, um eine höhere Anzahl an Benutzern zu unterstützen. Außerdem lässt sich jede FlexPod Konfiguration flexibel an neue oder wechselnde Anforderung anpassen. Sie können beispielsweise weitere Server sowie zusätzlichen und/oder schnelleren Storage hinzufügen.

Mit der klar definierten Konfiguration für XenDesktop auf FlexPod verfügen Sie über die notwendige horizontale Skalierbarkeit, um eine vorhersehbare Anzahl an Benutzern zu unterstützen.

Abbildung 2) Mit der klar definierten Konfiguration für XenDesktop auf FlexPod verfügen Sie über die notwendige horizontale Skalierbarkeit, um eine vorhersehbare Anzahl an Benutzern zu unterstützen.

  • Management – Das CVD definiert die Managementelemente für jede Komponente des Designs und umfasst Citrix StoreFront zur Bereitstellung von Self-Services für Endbenutzer mit Zugriff auf Desktop- und Servicekataloge.
  • Einer der wichtigsten Vorteile von FlexPod gegenüber Mitbewerberlösungen ist sein offenes Management-Ecosystem. So können Sie FlexPod mit den Infrastruktur- oder Cloud-Managementtools Ihrer Wahl managen.
  • Baustein für Private Cloud und Desktop-als-Service (DaaS) – Mithilfe der im CVD beschriebenen Funktionen und dem Design, einschließlich Citrix StoreFront, können Sie sowohl für Desktops als auch für Applikationen Self-Services für Endbenutzer bereitstellen. Damit sind Sie auf dem richtigen Weg zur Private Cloud und zu DaaS.
  • Support – Und nicht zuletzt ist unser kooperatives Support-Modell, das Citrix, VMware und weitere Anbieter umfasst, ein zentrales Unterscheidungsmerkmal der XenDesktop auf FlexPod Lösung. Bei diesem Modell müssen Sie sich im Supportfall lediglich an ein Unternehmen wenden. Eskalation und Einbeziehung anderer Technologiepartner erfolgen automatisch im Hintergrund. Sie rufen einfach den Anbieter an, der Ihrer Meinung nach möglicherweise das Problem lösen kann, und dann übernehmen wir. Da unsere Mitarbeiter mit den Produkten der jeweils anderen Partner vertraut sind – und weil unsere Kunden clever sind – werden mehr als 98 % der Probleme direkt bei der ersten Kontaktaufnahme gelöst.

XenDesktop auf FlexPod: Lösungsüberblick

Die im CVD beschriebene Infrastruktur wurde entwickelt, um eine Kombination aus gehosteten Shared-Desktops (1.450) mit Windows Server 2012 und in einem Pool zusammengefassten, gehosteten Virtual Desktops (550) mit Windows 7 für insgesamt 2.000 Benutzer zu unterstützen. Bei einem gehosteten Shared-Desktop wird eine einzige installierte Instanz eines Serverbetriebssystems von mehreren Benutzern gleichzeitig verwendet. Jeder Benutzer verfügt über eine eigene Desktop-Sitzung und arbeitet in einem isolierten Speicherbereich. Dies entspricht der ehemals von XenApp bereitgestellten Funktion. Ein gehosteter Virtual Desktop ist ein vollständiger Virtual Desktop, der als separate Virtual Machine ausgeführt wird.

Die Infrastruktur ist vollständig auf VMware ESXi 5.1 virtualisiert und umfasst Cisco UCS B-Series B200 M3 Blade-Server der dritten Generation, die über FCoE von einem geclusterten Storage-Array der NetApp FAS3200 Serie gestartet werden. Die Virtual Desktops werden mithilfe von Citrix Provisioning Server 7.1 und Citrix XenDesktop 7.1 bereitgestellt.

Infrastruktur

Abbildung 3 bietet eine Übersicht über die Hardware.

Komponenten der XenDesktop auf FlexPod Infrastruktur

Abbildung 3) Komponenten der XenDesktop auf FlexPod Infrastruktur

Die Lösung besteht aus folgenden Komponenten:

  • zwei Cisco Nexus 5548UP Layer 2-Zugriffs-Switches
  • zwei Cisco UCS 6248UP Series Fabric Interconnects
  • zwei Cisco UCS 5108 Blade-Server-Chassis mit zwei 2204XP I/O-Modulen pro Gehäuse
  • vier Cisco UCS B200 M3 Blade-Server mit Intel E5-2680v2 Prozessoren, 384 GB RAM und VIC1240 Mezzanine-Karten für die Workloads der 550 gehosteten Virtual Desktops mit Windows 7 mit N+1-Server-Fehlertoleranz
  • acht Cisco UCS B200 M3 Blade-Server mit Intel E5-2680v2 Prozessoren, 256 GB RAM und VIC1240 Mezzanine-Karten für die Workloads der 1.450 gehosteten Shared-Desktops mit Windows Server 2012 mit N+1-Server-Fehlertoleranz
  • zwei Cisco UCS B200 M3 Blade-Server mit Intel E5-2650 Prozessoren, 128 GB RAM und VIC1240 Mezzanine-Karten für die virtualisierten Workloads der Infrastruktur
  • NetApp FAS3240 Storage-System mit Dual-Controller und Clustered Data ONTAP, 4 Festplatten-Shelfs sowie konvergenten und 10-GbE-Ports für FCoE- bzw. NFS-/CIFS-Konnektivität

Storage

Die XenDesktop auf FlexPod Konfiguration unterstützt mehrere Protokolle und profitiert von den Unified Storage-Funktionen der FAS Hardware sowie von Clustered Data ONTAP. Alle Server-Blades starten über FCoE, sodass die Serverhardware im Wesentlichen statusfrei bleibt. Auf VMware Datastores wird über NFS zugegriffen, während der Zugriff auf Benutzerdaten über NFS und CIFS erfolgt.

Das FAS3240 Storage-System mit Dual-Controller ist für die Ausführung von Clustered Data ONTAP konfiguriert. Jeder Controller verarbeitet etwa 50 % des gesamten Storage Workloads und kann bei einem Ausfall des anderen Controllers innerhalb von Sekunden dessen Workload übernehmen. Dies wurde im Rahmen unserer Tests verifiziert.

Kürzlich hat NetApp die FAS8000 Serie vorgestellt, die eine deutliche Performance-Steigerung gegenüber der im CVD beschriebenen FAS3200 Serie bietet. Die FAS8000 kann anstelle des hier beschriebenen FAS3240 Systems verwendet werden.

  • Clustered Data ONTAP – Clustered Data ONTAP bietet unterbrechungsfreien Betrieb und ermöglicht das sichere Isolieren von Virtual Desktops verschiedener Abteilungen mithilfe von Storage Virtual Machines (SVMs). Hier erfahren Sie, welche Einsparungen Sie durch unterbrechungsfreie Storage-Vorgänge erzielen können. Der Administrator jeder SVM kann Volumes bereitstellen und weitere SVM-spezifische Vorgänge durchführen. Davon profitieren vor allem Service-Provider und jede mandantenfähige Umgebung, in der eine Isolierung der Workloads gewünscht ist.
    Ein weiterer Vorteil von Clustered Data ONTAP liegt darin, dass bei einer horizontalen Skalierung der Desktop-Virtualisierung über mehrere FlexPod Aggregate die zusätzlichen Storage Controller in denselben horizontal skalierbaren Storage Cluster integriert werden und somit noch mehr Flexibilität bieten.
  • Flash – Jeder Storage-Controller verfügt über NetApp Flash Cache, woraus eine Hybrid Storage-Konfiguration resultiert. Flash Cache beschleunigt Lesevorgänge. NetApp Flash Pool, das SSDs und HDDs in einem einzigen NetApp Aggregat vereint, kann sowohl zum Caching von zufälligen Lesevorgängen als auch von Überschreibungen verwendet werden.

Server

Cisco Unified Computing System (Cisco UCS) ist die erste konvergente Datacenter-Plattform, die branchenübliche x86-Server mit Netzwerk- und Storage-Zugriff in einem einzelnen konvergenten System kombiniert. Das System ist komplett programmierbar und nutzt modellbasiertes Unified Management, um Implementierungen zu vereinfachen und zu beschleunigen.

Cisco UCS B200 M3 Blade-Server halber Breite mit Dual 12-Core 2,7 GHz Intel Ivy Bridge (E5-2680v2) Prozessoren und 384 GB Arbeitsspeicher unterstützen etwa 25 % mehr Virtual Desktop Workloads als dieselbe Hardware mit Sandy Bridge Prozessoren. Die in dieser Untersuchung verwendeten Intel Xeon E5-2680 v2 10-Core Prozessoren sorgten für ein ausgewogenes Verhältnis hinsichtlich Kapazität und Kosten pro Blade.

Netzwerk

Der in diesem FlexPod Design verwendete 10-Gbit-Unified Fabric verfügt über eine zusätzliche Validierung für 6200 Series Fabric Interconnects der zweiten Generation. Wir haben sogar noch anspruchsvollere Workloads bei gleichzeitig geringen Reaktionszeiten für Benutzer getestet.

In diesem Design verwenden wir physische Cisco Nexus 5548UP Switches, verteilte virtuelle Cisco Nexus 1000V Switches zur Unterstützung von VMware vSphere und Cisco VM-FEX Technologie. So werden das virtuelle und das physische Netzwerk in einer einzigen Infrastruktur zusammengefasst. Der Virtual Machine- und Bare Metal-Netzwerk-Traffic kann in einer einheitlichen Infrastruktur bereitgestellt, konfiguriert, gemanagt, überwacht und untersucht werden.

Vollständig ausfallsicheres Design

Die gesamte FlexPod Architektur ist auf Ausfallsicherheit ohne Single Points of Failure ausgelegt. Wie bereits beschrieben, ist die Storage-Architektur – wie auch alle Netzwerkgeräte – vollständig redundant. Die Serverarchitektur verwendet zwei Cisco Unified Computing System Chassis mit 12 Cisco UCS B200 M3 Blade-Servern für virtualisierte Desktop-Workloads und zwei Cisco UCS B200 M3 Blades für virtualisierte Infrastruktur-Workloads. Das Design bietet N+1-Server-Fehlertoleranz für gehostete Virtual Desktops, gehostete Shared-Desktops und Infrastrukturservices.

Detaillierte FlexPod Architektur mit redundanten Komponenten und Pfaden

Abbildung 4) Detaillierte FlexPod Architektur mit redundanten Komponenten und Pfaden

Management

Das CVD beschreibt zahlreiche Managementelemente, einschließlich Cisco UCS Manager, VMware vCenter, NetApp Virtual Storage Console (VSC) für VMware, Citrix Provisioning Services und Citrix StoreFront.

NetApp VSC kann eng in VMware vCenter integriert werden und erleichtert die Überwachung und das Management von NetApp Storage innerhalb der FlexPod Umgebung direkt über vCenter. Dies beinhaltet auch Provisionierung, Storage-Effizienzeinstellungen, einschließlich Deduplizierung und Komprimierung, sowie Backup und vieles mehr.

StoreFront authentifiziert Benutzer und managt Desktop- und Applikationskataloge. Benutzer können StoreFront Kataloge durchsuchen und veröffentlichte Services abonnieren. Mobilen Endbenutzern bietet sie einen intuitiven einheitlichen Zugriffspunkt und Self-Service für all ihre Geschäftsapplikationen und -daten.

Für das allgemeine Monitoring während der Tests verwendeten wir eine Kombination aus Insight Balance zur Überwachung der virtuellen und physischen Infrastruktur und Citrix Desktop Director zur Überwachung der Virtual Desktop-Performance.

Erste Schritte

Möchten Sie mehr über XenDesktop auf FlexPod erfahren? Dann laden Sie sich das CVD herunter. Hier finden Sie eine Liste von FlexPod Partnern, die Sie bei der Implementierung unterstützen.

Der erste Schritt jeder Implementierung ist natürlich eine präzise Größenanpassung. Diese kann von verschiedenen Faktoren abhängen, einschließlich der Anzahl an Arbeitsplätzen, der VM- und Applikations-Workloads, der Menge an Applikationsdaten und vielem mehr.

NetApp hat in Zusammenarbeit mit Liquidware Labs Tools zur präzisen Größenanpassung von Lösungen entwickelt. Mithilfe von Liquidware Labs Tools können Sie Ihre aktuelle Desktop-Umgebung und Ihre -Workloads bewerten. Diese Tools sammeln präzise Informationen zu Netzwerk-, Server- und Storage-Anforderungen. Unterstützung von Liquidware Labs erhalten Sie über Ihren FlexPod Partner.

 Ihre Meinung zu XenDesktop

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Von Rachel Zhu, Senior Reference Architect

Rachel Zhu entwirft und implementiert Virtualisierungslösungen und arbeitet an der Integration von Storage- und Virtualisierungsplattformen. Seit sie bei NetApp arbeitet hat sie bereits viele Best Practices für die Virtualisierung sowie technische Dokumentation für die Implementierung verfasst. Bevor Sie zu NetApp kam, war sie Senior Software Engineer für Nortel und HP Canada. Zhu erlangte Ihren Doktor der Medizin an der medizinischen Fakultät der Jiao Tong University in China sowie einen Master-Abschluss in Informatik an der North Carolina State University.

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Mai 2014

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