本文格式為Word版，下載可任意編輯——免費桌面虛擬化在實施桌面虛擬化工程的過程中，經(jīng)常遇到的問題就是系統(tǒng)性能不佳，用戶體驗較差，要解決這個問題就務(wù)必舉行系統(tǒng)性能優(yōu)化。文章以一個基于VMwareView5.0的桌面虛擬化工程為例，分析了影響虛擬桌面性能的主要因素和常見的系統(tǒng)性能瓶頸，通過監(jiān)測和分析找到了系統(tǒng)性能下降的根源，設(shè)計和實施了基于SSD的存儲改造方案，告成地解決了啟動風(fēng)暴等問題，從而提升了整個桌面虛擬化系統(tǒng)的性能。

桌面虛擬化虛擬桌面VMwareView性能調(diào)優(yōu)啟動風(fēng)暴

1引言

在企業(yè)中實施桌面虛擬化工程的時候，工程成敗的關(guān)鍵因素往往就是用戶體驗。用戶在采用了虛擬桌面以后，桌面性能是否下降，用戶體驗是否變差，這是評判工程告成與否的一項重要指標(biāo)。經(jīng)常遇到的處境是，用戶在使用虛擬桌面后，會花更多時間去登入系統(tǒng)，而且使用一些軟件時速度會變慢，用戶體驗明顯變差。假設(shè)這個問題處理不善，有可能使整個桌面虛擬化工程半途而廢。因而，虛擬桌面性能調(diào)優(yōu)技術(shù)就成為關(guān)系工程成敗的關(guān)鍵技術(shù)，將虛擬桌面的性能調(diào)整到用戶認可的程度可以保證工程的順?biāo)鞂嵤?，掌管好性能調(diào)優(yōu)技術(shù)可以保證桌面虛擬化工程的順?biāo)焱瓿伞?/p>

2虛擬桌面性能分析

2.1影響虛擬桌面性能的因素

總的來說，虛擬桌面的性能跟服務(wù)器硬件資源、存儲系統(tǒng)、桌面操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、工作負載和網(wǎng)絡(luò)帶寬等因素都有關(guān)。

服務(wù)器硬件：主要考慮CPU處理才能和內(nèi)存容量。假設(shè)單個服務(wù)器上面承載的虛擬桌面數(shù)量（密度）過大，展現(xiàn)資源競爭，執(zhí)行命令等待時間延長，必然導(dǎo)致虛擬桌面性能下降。

存儲系統(tǒng)：主要考慮存儲系統(tǒng)支持的最大吞吐量和IOPS（每秒讀寫次數(shù)）兩個指標(biāo)，假設(shè)該指標(biāo)不能得志需要，致使執(zhí)行命令等待時間延長，也必然導(dǎo)致虛擬桌面性能下降。

桌面操作系統(tǒng)：一般處境下，處理一致的業(yè)務(wù)，Windows7比WindowsXP更花費系統(tǒng)資源。假設(shè)一臺服務(wù)器上承載確定數(shù)量的WindowsXP的桌面性能正常，假設(shè)換成同樣數(shù)量的Windows7桌面就可能性能下降。

用戶桌面安裝的軟件：用戶桌面上安裝的一些特殊軟件，譬如大型數(shù)據(jù)庫軟件、高清圖像軟件、視頻播放器、殺毒軟件等會對性能造成嚴重影響。更加要留神殺毒軟件，假設(shè)設(shè)定了全體虛擬桌面同一時刻掃面病毒，將會是災(zāi)難性的。

工作負載：虛擬桌面按照工作壓力可以分為重載，中載和輕載用戶。工作負載越高，需要的服務(wù)器和存儲的硬件資源越多，一致數(shù)量的桌面，工作負載越高，桌面性能越差。

網(wǎng)絡(luò)帶寬：普遍辦公操作，平均每個虛擬桌面與客戶端通訊所占帶寬100KB左右，假設(shè)觀看視頻，所需帶寬可能會增加十幾倍。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)帶寬不能得志需要，也必然導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，展現(xiàn)屏幕畫面卡頓現(xiàn)象。

2.2桌面虛擬化系統(tǒng)常見性能瓶頸——存儲系統(tǒng)IOPS

IOPS（Input/OutputOperationsPerSecond）即每秒舉行讀寫操作的次數(shù)，用于衡量存儲的性能。桌面虛擬化系統(tǒng)I/O方面的特點是小規(guī)模隨機讀寫，因而對存儲系統(tǒng)IOPS要求更加高。IOPS分為前端應(yīng)用IOPS及后端存儲IOPS，計算起來對比繁雜，跟存儲RAID級別相關(guān)，跟業(yè)務(wù)的讀寫比例相關(guān)。假設(shè)在做系統(tǒng)設(shè)計的時候，存儲系統(tǒng)IOPS方面考慮不充分，很輕易導(dǎo)致IOPS成為系統(tǒng)性能的瓶頸。另一方面，“啟動風(fēng)暴”的存在，也加大了IOPS成為系統(tǒng)瓶頸的可能。“啟動風(fēng)暴”是指，當(dāng)早上上班時好多用戶同時啟動虛擬桌面，并登錄系統(tǒng)開頭工作，這時需要大量的IOPS，導(dǎo)致后臺存儲系統(tǒng)的IOPS相對缺乏，而令桌面啟動和登錄時間延長。在一些對比極端的例子中，桌面用戶可以等候超過幾特別鐘，或更甚者，完全無法登錄系統(tǒng)。

虛擬桌面在不同狀態(tài)下消耗的IOPS是有區(qū)別的，表1以WindowsXP桌面為例說明各種狀態(tài)下IOPS消耗處境，可以看出，桌面啟動時IOPS需求為平日的好幾倍，那么顛峰時段大量桌面同時啟動形成啟動風(fēng)暴，此時存儲IOPS就成為整個系統(tǒng)性能的瓶頸。

2.3改善存儲系統(tǒng)I/O性能的方案

不同類型和轉(zhuǎn)速的磁盤供給的IOPS不同，常見的轉(zhuǎn)速為10Krpm和15Krpm的SAS磁盤供給的原生IOPS分別是140和180，而SSD（固態(tài)硬盤）可以供給5000以上的原生IOPS。提高存儲IOPS最簡樸的方法是增加磁盤數(shù)量，為了應(yīng)對啟動風(fēng)暴時的需求，磁盤數(shù)量要增加幾倍，鮮明這不是一個好的方案。同樣，將全部磁盤都換成高I/O性能的SSD也是不成取的，SSD的本金是SAS磁盤的好幾倍。有沒有更經(jīng)濟的的方案呢？答案是斷定。在原有存儲上加裝少量SSD，將存儲中讀寫頻繁的數(shù)據(jù)（或者稱為熱點數(shù)據(jù)）放到SSD上，那么存儲上大片面的讀寫操作都發(fā)生在高I/O性能SSD上，存儲性能會大幅提升。

概括來說有兩種方案。

方案一：將頻繁讀取的文件直接存放在SSD上。即將虛擬機的母版映像文件和副本放置在SSD存儲組中。母版映像文件作為只讀磁盤為全體桌面虛擬機所共享，每個虛擬機將單獨留存一份可寫的快照以存放全體對于母盤的修改，這些可寫快照可以存放在較低層級（SAS或SATA）的存儲上。當(dāng)桌面虛擬機體驗啟動過程時，大片面的磁盤活動來自于母版映像，也就是大片面的操作系統(tǒng)文件和應(yīng)用文件存放的地方，由于SSD的高I/O性能，因而可以得志啟動風(fēng)暴時大量IOPS的需求。

方案二：使用SSD作為緩存層。即將快速的SSD磁盤作為緩存層放置在由SAS和SATA組成的較慢存儲組的前端，通過緩存一些頻繁訪問的數(shù)據(jù)來提高存儲I/O性能。存儲系統(tǒng)可以識別頻繁訪問的磁盤數(shù)據(jù)塊，并自動將其緩存，這樣這些數(shù)據(jù)塊將可以從快速的SSD磁盤讀取，而非從較慢的后端存儲讀取。目前，市場上主流的存儲廠商都有相應(yīng)的SSD緩存方案，如EMC有FASTCache技術(shù)，NetApp有FlashCache技術(shù)。3基于VMwareView的桌面虛擬化系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)

3.1系統(tǒng)性能調(diào)整前狀況

某中型研發(fā)企業(yè)，已經(jīng)實施了基于VmwareView5.0的桌面虛擬化工程，總共約800個虛擬桌面。用戶反映最大的問題是虛擬桌面速度慢，尤其是每天早晨上班后第一次登錄虛擬桌面的時間太長，影響工作效率。經(jīng)查看察覺，每天早晨在8：50AM至9：30AM這個時段會有300臺虛擬桌面同時開機和登錄，平均進入桌面時間超過5分鐘。

該企業(yè)桌面桌面虛擬化系統(tǒng)配置如下，服務(wù)器主機為8臺DELLPowerEdgeR710服務(wù)器，配置雙路6核2.8GHzCPU，72GB內(nèi)存。存儲為EMCVNX5100光纖存儲系統(tǒng)，配置60塊SAS15Krpm600GB硬盤，做成RAID5。該系統(tǒng)承載約800個WindowsXP的虛擬桌面，每個桌面配置單個vCPU和1G內(nèi)存。

根據(jù)現(xiàn)象分析判斷，存儲系統(tǒng)IOPS很可能是整個系統(tǒng)的性能瓶頸。該存儲系統(tǒng)配置60塊硬盤，除去系統(tǒng)盤4塊，熱備盤4塊，實際可用磁盤數(shù)為52塊。計算得知，該系統(tǒng)可供給的原生IOPS為9360。這個配置最多支持100多臺虛擬桌面同時啟動和登錄，假設(shè)超出這個數(shù)量就會展現(xiàn)桌面啟動時間延長及性能下降。存儲性能監(jiān)控數(shù)據(jù)也表明了這個判斷。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在桌面啟動的顛峰時段，存儲上單個磁盤平均IOPS達170左右，已達飽和狀態(tài)。

3.2VMwareView分層存儲技術(shù)

分層存儲，就是將數(shù)據(jù)存儲在不同層級的介質(zhì)中，在不同的層級之間使用有區(qū)別的存儲介質(zhì)，以期在一致本金下，既得志性能的需要又得志容量的需要。在實際工作中，用戶夢想將最重要的經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)保存在快速的高I/O存儲上，如SSD，而將不太重要或者不常訪問的數(shù)據(jù)保存在相比較較低廉的驅(qū)動器上，如SAS或SATA。通過這種設(shè)置，用戶可以在本金沒有大幅增加的處境下獲得更佳的存儲性能。VMwareView5.0供給分層存儲選項，用戶可以將母盤映像和副本（Replica）存儲在SSD上，而將鏈接克隆存儲在相比較較低廉的驅(qū)動器上。借助這一分層存儲選項，可以加快密集型操作（例宛如時啟動大量虛擬桌面）的速度，消釋啟動風(fēng)暴的影響。

3.3FASTCache技術(shù)

FAST（FullyAutomatedStorageTiering）全自動存儲分層技術(shù)是是EMC開發(fā)的一系列提高存儲性能的技術(shù)，其中FASTCache是其重要成員。FASTCache是指可通過利用閃存驅(qū)動器（即SSD）來擴展DRAM緩存的功能，達成優(yōu)化其存儲系統(tǒng)性能的目的。簡樸說來，F(xiàn)ASTCache就是用SSD替代存儲系統(tǒng)上的內(nèi)存，當(dāng)做系統(tǒng)內(nèi)存底下一層的緩存來使用，作為內(nèi)存的補充。由于SSD也都是基于FLASH技術(shù)實現(xiàn)的，因此，速度也切實能夠允許其在內(nèi)存和磁盤間作為緩存來用。FASTCache可以確保最常訪問的數(shù)據(jù)盡可能長時間地保存在閃存驅(qū)動器上。

3.4性能調(diào)優(yōu)方案

由于該企業(yè)桌面虛擬化系統(tǒng)是基于VMwareView5.0的，絕大片面虛擬桌面是鏈接克隆的，這就可以應(yīng)用VMwareView的分層存儲技術(shù)，將虛擬桌面母盤映像存儲在SSD上，提高虛擬桌面系統(tǒng)盤的IOPS性能，加快桌面啟動速度。同時，還可以采用EMC的FASTCache技術(shù)，擴展存儲的緩存，將更多的熱點數(shù)據(jù)移動到緩存中，提高命中率，進而提高存儲的整體性能。方案原理參見圖1。

概括方案是原EMCVNX5100存儲系統(tǒng)增加9塊100GSSD，其中2塊做鏡像，配置成FASTCache；另外6塊做RAID5，留存為存放鏈接克隆虛擬桌面母盤映像區(qū)域；結(jié)果1塊作為熱備盤。另外，在VMwareView5.0軟件中要重新配置虛擬機池的存儲，把鏈接克隆虛擬機母盤映像存放到SSD上。計算得知，這6塊SSD的存儲至少供給的原生IOPS為30000，這個配置至少可以得志500多臺虛擬機同時啟動的需要。

3.5方案實施結(jié)果

該企業(yè)自從實施了存儲升級改造方案之后，桌面虛擬化系統(tǒng)性能大幅提升。顛峰時段平均開機時間由5分多鐘縮短到1分半鐘，開機速度提高3倍多。各種桌面辦公軟件的運行速度也加快了，提高了整體辦公效率，得到宏大用戶好評。為了進一步加快早晨上班后用戶第一次登錄系統(tǒng)的速度，該企業(yè)還實施了預(yù)開機策略，將每天必開的片面虛擬桌面在上班前的1個小時內(nèi)預(yù)先啟動，那么用戶每天第一次連接虛擬桌面時就不再需要等待桌面啟動