桌面虛擬化，或虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)(VDI)，可以為IT部門(mén)帶來(lái)諸多好處，包括更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)管理，集中的安全性和數(shù)據(jù)保護(hù)。不過(guò)支撐VDI的存儲(chǔ)環(huán)境需要仔細(xì)的規(guī)劃，以避免VDI啟動(dòng)風(fēng)暴的問(wèn)題，即當(dāng)大量的用戶同時(shí)登錄系統(tǒng)時(shí)所造成的系統(tǒng)反應(yīng)非常緩慢。有許多方法可以解決這個(gè)問(wèn)題，但最有效的方法是將數(shù)據(jù)巧妙的放置在固態(tài)硬盤(pán)(SSD)上。

VDI啟動(dòng)風(fēng)暴的問(wèn)題表現(xiàn)形式非常簡(jiǎn)單。虛擬桌面工作負(fù)載是可預(yù)測(cè)的;它基于桌面用戶的工作時(shí)間，通常是每個(gè)工作日的上午9點(diǎn)到下午5點(diǎn)。相對(duì)于服務(wù)器的工作負(fù)載而言，普通的一臺(tái)虛擬桌面所產(chǎn)生的所有存儲(chǔ)I/O是相當(dāng)?shù)偷�，因此通常在一臺(tái)物理主機(jī)上可以部署的虛擬桌面的密度比虛擬服務(wù)器要大得多。相反，虛擬桌面的初始啟動(dòng)則相當(dāng)消耗資源，此時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用需要從磁盤(pán)讀取大量的數(shù)據(jù)以加載和執(zhí)行。

啟動(dòng)風(fēng)暴發(fā)生在大量的虛擬桌面在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)啟動(dòng)之時(shí)(例如，在上午8點(diǎn)到9點(diǎn)之間)，由此引起的大量存儲(chǔ)I/O可以很輕易的將存儲(chǔ)系統(tǒng)淹沒(méi)。如果存儲(chǔ)系統(tǒng)不能很好的設(shè)計(jì)以處理如此密集的I/O負(fù)載，最終存儲(chǔ)系統(tǒng)將無(wú)法提供服務(wù)。

當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，桌面用戶將會(huì)感覺(jué)到虛擬桌面極度緩慢，以至于幾乎無(wú)法使用。如果這種情況每天發(fā)生，那么你可以確定你的用戶將會(huì)不停的抱怨，你的VDI項(xiàng)目將趨于失敗，你的用戶也會(huì)強(qiáng)烈要求重新使用他們的物理桌面。你必須竭盡全力避免這種情況發(fā)生，也即由于缺乏良好的設(shè)計(jì)而導(dǎo)致一項(xiàng)具有許多優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)解決方案，最終的實(shí)現(xiàn)效果卻非常之差。

在VDI實(shí)施之后來(lái)改善缺乏良好設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)系統(tǒng)是可能的，但相對(duì)于在之前做出正確的規(guī)劃，代價(jià)要高昂得多，例如也許你的系統(tǒng)由于無(wú)法升級(jí)以滿足需求，導(dǎo)致系統(tǒng)需要整個(gè)被替換掉。

一旦用戶啟動(dòng)系統(tǒng)，登錄和加載應(yīng)用之后，存儲(chǔ)I/O通常將保持在一個(gè)比較低的水平。虛擬桌面在啟動(dòng)時(shí)和啟動(dòng)之后所產(chǎn)生的IOPS有著天壤之別，導(dǎo)致VDI環(huán)境下的存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)性。通常，運(yùn)行Windows 7的虛擬桌面在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生50到100個(gè)IOPS，一旦運(yùn)行平穩(wěn)，平均IOPS下降到5-10。因此，為了滿足由啟動(dòng)風(fēng)暴引起的I/O需求，你的存儲(chǔ)系統(tǒng)通常需要設(shè)計(jì)成能滿足這種最壞的情況。

僅僅為滿足啟動(dòng)風(fēng)暴時(shí)的IOPS需求而設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)架構(gòu)將相當(dāng)昂貴。通常，為增加存儲(chǔ)系統(tǒng)的IOPS處理能力，你需要增加更多的的物理磁盤(pán)，從而使負(fù)載可以分布在更多的磁盤(pán)之上。這意味著你將擁有大量超出你需求磁盤(pán)容量。設(shè)想，設(shè)計(jì)一條具有8車道的高速公路，僅僅只是為了處理每天1到2個(gè)小時(shí)的高峰期擁堵，而在余下的時(shí)間里，僅僅兩條車道就足以應(yīng)付。最終的結(jié)果，你將不得不維護(hù)一條極其昂貴的高速公路。

使用SSD解決VDI啟動(dòng)風(fēng)暴問(wèn)題

為了平安度過(guò)啟動(dòng)風(fēng)暴，相對(duì)于裝備整個(gè)的存儲(chǔ)陣列來(lái)處理所需的IOPS，存在更好的解決方案。你可以通過(guò)增加兩條大容量快速車道來(lái)處理高峰期的車流，而不是建造一條8車道的高速公路。

SSD相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械磁盤(pán)要快得多，傳統(tǒng)機(jī)械磁盤(pán)通常受限于磁盤(pán)轉(zhuǎn)速。一般而言，每分鐘15000轉(zhuǎn)的SAS磁盤(pán)最多可以處理的IOPS為180，而SSD可以處理大約5000個(gè)IOPS。當(dāng)然，這種性能的提升也伴隨著極高的成本。如果用于虛擬桌面的存儲(chǔ)系統(tǒng)全部采用SSD磁盤(pán)，固然很好，但對(duì)于絕大多數(shù)用戶而言，高昂的成本將使他們望而卻步。

不過(guò)使用少量的SSD磁盤(pán)來(lái)承載啟動(dòng)風(fēng)暴時(shí)所產(chǎn)生的大量I/O是非常經(jīng)濟(jì)的。如此設(shè)計(jì)，你可以使用大量?jī)r(jià)格相對(duì)較低的SAS和 SATA磁盤(pán)來(lái)滿足磁盤(pán)容量的需求，同時(shí)少量的SSD磁盤(pán)來(lái)滿足處理高峰期I/O負(fù)載的性能需求。

選項(xiàng)A: 將某些文件放在SSD上。這種解決方案有多種實(shí)現(xiàn)方式。第一種是將虛擬機(jī)的母版映像文件和副本放置SSD存儲(chǔ)池中。當(dāng)在VDI中使用Linked Clones(在VMware View中)或Machine Creation Services(在XenDesktop中)時(shí)，母版映像文件作為只讀磁盤(pán)為所有桌面虛擬機(jī)所共享。它是所有部署的桌面操作系統(tǒng)的母盤(pán)，然后每個(gè)虛擬機(jī)將單獨(dú)保留一份可寫(xiě)的快照以存放所有對(duì)于母盤(pán)的修改。

當(dāng)桌面虛擬機(jī)經(jīng)歷啟動(dòng)過(guò)程時(shí)，大部分的磁盤(pán)活動(dòng)來(lái)自于母版映像，也就是大部分的操作系統(tǒng)文件和應(yīng)用文件存放的地方。因此，將母版映像和副本存放在SSD存儲(chǔ)上可以消除啟動(dòng)風(fēng)暴。其它所有單獨(dú)的虛擬機(jī)快照磁盤(pán)可以存放在較低層級(jí)(SAS或SATA)的存儲(chǔ)上。

選項(xiàng)B：使用SSD作為緩存層。另外一種解決啟動(dòng)風(fēng)暴的方法是將快速的SSD磁盤(pán)作為緩存層放置在由SAS和SATA組成的較慢存儲(chǔ)池的前端。飛康的NSS SAN Accelerator即是針對(duì)VMware View的這樣一種解決方案，NSS SAN Accelerator包含由SSD磁盤(pán)組成的硬件裝置，放置在主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間。此硬件裝置作為緩存層，所有的存儲(chǔ)I/O都將通過(guò)它到達(dá)后端的存儲(chǔ)設(shè)備。緩存硬件裝置可以識(shí)別頻繁訪問(wèn)的磁盤(pán)數(shù)據(jù)塊，并自動(dòng)將其緩存，這樣這些數(shù)據(jù)塊將可以從快速的SSD磁盤(pán)讀取，而非從較慢的后端存儲(chǔ)。通過(guò)緩存一些共同的數(shù)據(jù)如虛擬機(jī)母版映像，它可以按需動(dòng)態(tài)調(diào)整以滿足任何高I/O需求，從而消除啟動(dòng)風(fēng)暴。

顯然，實(shí)現(xiàn)這些解決方案的最佳時(shí)機(jī)是在你的VDI項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段。如今，很多的存儲(chǔ)設(shè)備都具備存儲(chǔ)分層的功能，支持將不同性能特征的磁盤(pán)放置在同一存儲(chǔ)池里。它們也可以用來(lái)解決由啟動(dòng)風(fēng)暴引起的存儲(chǔ) I/O瓶頸問(wèn)題。通過(guò)加入由少量SSD磁盤(pán)組成的存儲(chǔ)池，你可以將虛擬機(jī)母版映像從較慢的存儲(chǔ)層轉(zhuǎn)移到SSD存儲(chǔ)層，以處理由啟動(dòng)風(fēng)暴引起的大量I/O。在現(xiàn)有的主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間加入飛康的硬件裝置是一種簡(jiǎn)便易行的手段，對(duì)已有的基礎(chǔ)架構(gòu)的影響和改動(dòng)也非常之小。

SSD容量規(guī)劃

當(dāng)SSD作為存儲(chǔ)層實(shí)現(xiàn)以應(yīng)對(duì)啟動(dòng)風(fēng)暴所引起的峰值I/O時(shí)，正確的容量規(guī)劃就顯得相當(dāng)重要。為確定購(gòu)買(mǎi)多少SSD磁盤(pán)，你必須計(jì)算出你的虛擬桌面系統(tǒng)所產(chǎn)生的最大I/O值。盡管你可以使用基于典型環(huán)境下的估算值，建議您最好使用性能分析工具測(cè)算出現(xiàn)有物理桌面系統(tǒng)的實(shí)際I/O，如使用Lakeside軟件公司的SysTrack VDI評(píng)測(cè)工具，因?yàn)槊恳粋�(gè)用戶的環(huán)境都不盡相同。將主機(jī)上承載的虛擬桌面數(shù)量-例如500，乘以桌面系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的典型IOPS-例如60，就可以確定出所有桌面同時(shí)登錄時(shí)所產(chǎn)生的總體IOPS(500 x 60 = 30,000)。由于所有桌面不可能完全在同一時(shí)刻登錄，你可以將計(jì)算出的值稍微向下調(diào)整。不過(guò)估算多一些余量總是更好一些。

一旦確定了你的IOPS需求，你需要據(jù)此來(lái)規(guī)劃你的SSD存儲(chǔ)層。如果單塊的SSD可以處理5000個(gè)IOPS，6塊SSD則可以處理30000個(gè)IOPS。(注意這只是大致的估算。為了實(shí)現(xiàn)適合你特定環(huán)境的最佳方案，你必須對(duì)你的需求進(jìn)行正確的評(píng)估，并和存儲(chǔ)廠商一起實(shí)現(xiàn)滿足你需求的SSD解決方案)

預(yù)防和解決啟動(dòng)風(fēng)暴問(wèn)題并不意味著非常昂貴或復(fù)雜，SSD提供了一種很好的解決方案以解決虛擬桌面環(huán)境下的幾個(gè)重大問(wèn)題之一。VDI項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)起來(lái)可能會(huì)非常昂貴，在許多公司，由于VDI項(xiàng)目的投資回報(bào)并非像服務(wù)器虛擬化那么明顯，為VDI項(xiàng)目獲得資金資助也相對(duì)困難。將SSD和廉價(jià)存儲(chǔ)混合可以讓你在降低項(xiàng)目費(fèi)用的同時(shí)，仍然可以提供足夠的性能以消除啟動(dòng)風(fēng)暴。一旦你擁有合理規(guī)劃的存儲(chǔ)系統(tǒng)，你可以很好的享受VDI所提供的種種好處，而不必?fù)?dān)心對(duì)于你的用戶而言，存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)成為瓶頸。