圖形桌面云解決方案Version1.0文檔版本號(hào)：v1.0版本日期：2017-01-08虛擬化技術(shù)方案■項(xiàng)目名稱(chēng)GPU圖形桌面云■文檔編號(hào)HS-2017-01-001■擴(kuò)散范圍售前/售后/技術(shù)支持工程師/用戶■版本編號(hào)V1.0■■版本編號(hào)V1.0更改記錄目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1需求分析 3\o"CurrentDocument"2架構(gòu)設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"3GPU圖形桌面資源分析 5服務(wù)器端 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。\o"CurrentDocument"CPU 5\o"CurrentDocument"GPU 5 6 6 6 6 6 6錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。存儲(chǔ) 網(wǎng)絡(luò) 安全 瘦客戶端 4收益及價(jià)值 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5建議配置II1需求分析當(dāng)前，某企業(yè)采用傳統(tǒng)PC為研發(fā)設(shè)計(jì)人員（本方案以15人為調(diào)查基礎(chǔ)）提供基于Windows操作系統(tǒng)的圖形設(shè)計(jì)辦公場(chǎng)所，PC系統(tǒng)支撐著例如AutoCAD.Office、IE瀏覽器、Email、通訊等軟件以及本地磁盤(pán)存儲(chǔ)研發(fā)數(shù)據(jù)的工作。經(jīng)了解，現(xiàn)階段用戶的PC環(huán)境存在如下主要問(wèn)題：1）內(nèi)存問(wèn)題：由于圖形設(shè)計(jì)需要調(diào)用大量?jī)?nèi)存，研發(fā)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遭遇PC內(nèi)存不足，導(dǎo)致PC對(duì)數(shù)據(jù)處理的速度跟不上研發(fā)設(shè)計(jì)人員能夠接受的處理時(shí)間范圍要求。同時(shí)，PC機(jī)內(nèi)存的添加較為麻煩，很難通過(guò)技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的內(nèi)存調(diào)配。2）數(shù)據(jù)問(wèn)題：由于本地磁盤(pán)保存著研發(fā)設(shè)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)，這些研發(fā)數(shù)據(jù)也正是企業(yè)的核心資產(chǎn)，不僅存在丟失和泄露的風(fēng)險(xiǎn)，而且數(shù)據(jù)分散在每一臺(tái)PC當(dāng)中，很難實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管控。3）管理問(wèn)題：由于傳統(tǒng)PC基于分散式部署的特點(diǎn)，因此在PC管理上也是分散、逐步的管理，通常企業(yè)IT人員會(huì)采用GHOST、還原精靈以幫助用戶快速恢復(fù)操作系統(tǒng)，但是依然存在眾多問(wèn)題，如數(shù)據(jù)的一致性、系統(tǒng)的補(bǔ)丁完整性、插件的安裝、軟件的升級(jí)等。2架構(gòu)設(shè)計(jì)為解決以上問(wèn)題，本方案通過(guò)云計(jì)算的重要技術(shù)分支一一桌面虛擬化，為用戶打造一套基于云平臺(tái)的新型桌面操作系統(tǒng)的部署、使用、管理、及維護(hù)方式。由于桌面虛擬化包含眾多技術(shù)架構(gòu)，本方案設(shè)計(jì)采用的架構(gòu)為基于服務(wù)器為基礎(chǔ)的虛擬桌面架構(gòu)(VirtualizationDesktopInfrastrue，簡(jiǎn)稱(chēng)VDI)。VDI架構(gòu)是通過(guò)在服務(wù)器上安裝虛擬化軟件，將服務(wù)器虛擬化，并在虛擬化的服務(wù)器上并排安裝多達(dá)幾十臺(tái)的虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)可以是企業(yè)常用的WindowsXP、Windows7,或者是Linux操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)之間相互隔離、封裝，互不影響，每一個(gè)使用虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的用戶均認(rèn)為自己獨(dú)占了硬件資源。同時(shí)，IT管理員可以通過(guò)虛擬化軟件，集中管理所有的服務(wù)器、虛擬機(jī)、應(yīng)用軟件、用戶、及其他安全策略。在用戶層面，使用者可以通過(guò)瘦客戶機(jī)或移動(dòng)設(shè)備來(lái)遠(yuǎn)程訪問(wèn)“云端”的虛擬機(jī)，虛擬化軟件會(huì)在經(jīng)過(guò)用戶授權(quán)驗(yàn)證后，將虛擬機(jī)桌面在本地瘦客戶機(jī)的屏幕上顯示出來(lái)。使用者通過(guò)本地的鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等外設(shè)輸入信息，信息通過(guò)光信號(hào)傳輸?shù)椒?wù)器端，因此數(shù)據(jù)根本沒(méi)有在本地，使用者只是通過(guò)光信號(hào)遠(yuǎn)程控制虛擬機(jī)而已。其方案整體設(shè)計(jì)架構(gòu)如下圖所示：圖GPU圖形桌面云整體設(shè)計(jì)架構(gòu)3GPU圖形桌面資源分析本方案為15個(gè)用戶設(shè)計(jì)GPU圖形桌面所需資源進(jìn)行分析。下面通過(guò)對(duì)服務(wù)器的配置要求和分析進(jìn)行詳細(xì)的描述。說(shuō)明：本方案只闡述方案可行性和設(shè)計(jì)理念，詳細(xì)功能方案及價(jià)值收益暫未闡述。CPU1）通常，經(jīng)過(guò)虛擬化的服務(wù)器，可以虛擬出來(lái)的vCPU（即虛擬CPU）數(shù)量為“2*線程數(shù)”，即一顆16線程的CPU，可以虛擬出32個(gè)vCPU。為保證AutoCAD圖形設(shè)計(jì)軟件的運(yùn)行速度，建議為每個(gè)VM（即虛擬機(jī)）配置2個(gè)vCPU或4個(gè)vCPU。2）服務(wù)器的CPU主頻高低，是遠(yuǎn)程交付高清圖像質(zhì)量的決定性因素。通常，建議GPU圖形桌面的CPU主頻不低于3.0GHz。結(jié)論：15個(gè)用戶應(yīng)配置30個(gè)vCPU，故CPU的核心不少于15個(gè)（2vCPU/VM）或30個(gè)（4vCPU/VM），且要求主頻不小于3.0GHz。GPU1）通常，實(shí)現(xiàn)vGPU（即虛擬GPU）的方法是通過(guò)采用NVIDIA專(zhuān)業(yè)級(jí)K2或K1顯卡，并通過(guò)虛擬化軟件對(duì)顯卡進(jìn)行切分。如下表所示，可以看出相應(yīng)的切分方式和使用效果。比如將一張GRIDK2顯卡切分為GRIDK220Q，它的顯卡虛擬切分比例為16個(gè)，即將一張K2顯卡切分為16個(gè)GRIDK220Q，并分配給16個(gè)虛擬機(jī)使用，每個(gè)虛擬機(jī)分配512MB的顯存，同時(shí)支持2560*1600的分辨率，滿足了輕量3D用戶的使用。NVIDIA顯卡型號(hào)顯卡虛機(jī)切分比例vGPU型號(hào)每位用戶顯存大小每個(gè)屏幕最大分辨率每個(gè)用戶屏幕數(shù)量最大值應(yīng)用方向GRIDK22GRIDK24GB2560*16004頂級(jí)3D用戶4GRIDK260Q2GB2560*16004高端3D用戶8GRIDK240Q1GB2560*16002中端3D用戶16GRIDK220Q512MB2560*16002輕量3D用戶16GRIDK200256MB1900*12002輕量3D用戶GRIDK14GRIDK14GB2560*16002中端3D用戶16GRIDK140Q1GB2560*16002中端3D用戶32GRIDK120Q512MB2560*16002輕量3D用戶32GRID1200256MB1900*12002輕量3D用戶表NVIDIA專(zhuān)業(yè)圖形顯卡詳解列表2）對(duì)K1、K2的選擇，應(yīng)參照實(shí)際使用情況，通常K2顯卡適用于高端30場(chǎng)景（多屏幕），K1顯卡則偏向于低端3D場(chǎng)景。結(jié)論：15個(gè)用戶應(yīng)配置1張K1或K2顯卡（按需選擇）。內(nèi)存1）通過(guò)虛擬化軟件對(duì)資源的動(dòng)態(tài)分配功能，口管理員可以對(duì)用戶的虛擬機(jī)內(nèi)存進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整。由于對(duì)內(nèi)存要求較高，可以為每個(gè)虛擬機(jī)分配8GB或16GB內(nèi)存，故15個(gè)虛擬機(jī)需要120GB或240GB內(nèi)存。2）通常，成熟的虛擬化軟件自帶內(nèi)存復(fù)用技術(shù)，即可以為每一個(gè)虛擬機(jī)設(shè)定內(nèi)存使用的范圍值，當(dāng)一個(gè)虛擬機(jī)的內(nèi)存使用率較低時(shí)，空閑的內(nèi)存可以自動(dòng)釋放出去，并“借”給對(duì)內(nèi)存需求較高的其它虛擬機(jī)使用。因此，在配置內(nèi)存時(shí)，只需按實(shí)際每個(gè)虛擬機(jī)最大使用的內(nèi)存進(jìn)行配置即可，無(wú)需過(guò)多的配置內(nèi)存冗余。結(jié)論：15個(gè)用戶應(yīng)配置120GB或240GB內(nèi)存（按需選擇）。存儲(chǔ)1）由于把所有的桌面操作系統(tǒng)均集中部署在服務(wù)器的虛擬化軟件上，因此對(duì)服務(wù)器的本地集中存儲(chǔ)要求較高，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)速率要求甚高。通常，一個(gè)GPU圖形桌面虛擬機(jī)對(duì)IOPS的平均要求是60個(gè)IOPS每秒，而集中開(kāi)機(jī)時(shí)，每一個(gè)虛擬機(jī)則要求200個(gè)IOPS每秒。故15個(gè)虛擬機(jī)，應(yīng)滿足3000個(gè)IOPS。然而，機(jī)械硬盤(pán)的IOPS較低，不到200個(gè)IOPS,要滿足3000個(gè)IOPS，則需要15塊機(jī)械盤(pán)。由于數(shù)據(jù)容錯(cuò)保護(hù)的需要，我們還要配置RAID，因此對(duì)硬盤(pán)數(shù)量的要求更多。SSD固態(tài)硬盤(pán)可以完美解決IOPS不足的問(wèn)題，服務(wù)器用的企業(yè)級(jí)SSD硬盤(pán)，通過(guò)IOPS可達(dá)6000以上，足以滿足數(shù)據(jù)讀寫(xiě)要求。2）通常，給每個(gè)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)分配30GB作為系統(tǒng)盤(pán)，200GB作為數(shù)據(jù)盤(pán)，并可以按需調(diào)整，15個(gè)虛擬機(jī)則需要配置450GB系統(tǒng)盤(pán)空間，3TB數(shù)據(jù)盤(pán)空間。結(jié)論：配置2塊300GBSAS作為底層虛擬化軟件系統(tǒng)盤(pán)（做RAID1），2塊450GBSSD作為虛擬機(jī)系統(tǒng)盤(pán)（做RAID1），配置4塊1TBSATA作為虛擬機(jī)數(shù)據(jù)盤(pán)（做RAID5）。網(wǎng)絡(luò)1）通常，虛擬機(jī)對(duì)局域網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)要求是1MB/s，但通常下行60KB/s即可運(yùn)行虛擬機(jī)。故15個(gè)虛擬機(jī)最低要求900KB/S的帶寬，故百兆網(wǎng)絡(luò)即可滿足最低要求。但優(yōu)質(zhì)條件下，15個(gè)虛擬機(jī)則需要15乂8/$的帶寬，故千兆網(wǎng)絡(luò)最佳。2）虛擬機(jī)對(duì)廣域網(wǎng)的使用與傳統(tǒng)PC使用體驗(yàn)相同，不同的是，必須通過(guò)VPN進(jìn)行連接，不然無(wú)法實(shí)現(xiàn)管理，企業(yè)也無(wú)法提供大量的廣域網(wǎng)IP來(lái)配置虛擬機(jī)。結(jié)論：對(duì)服務(wù)器配置4個(gè)千兆網(wǎng)口，其中2個(gè)綁定在一起，作為數(shù)據(jù)口冗余，1個(gè)作為管理口，還有1個(gè)作為備用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換機(jī)采用千兆交換機(jī)即可。

4建議配置類(lèi)型型號(hào)參數(shù)數(shù)量服務(wù)器GPU圖形桌面云一體機(jī)規(guī)格：2U機(jī)架式。處理器：2*E5-2667V4(8核)，3.2GHz內(nèi)存：16*16GB2400MHzECCDDR4硬盤(pán)：2*300GSAS/2*450GSSD/4*1TSAS網(wǎng)卡：4*千兆網(wǎng)卡顯卡：1*NVidiaGRIDK1GPU(3072C/8GBDDR5/225W)RAID卡:RAID1/5電源：1+1冗余1終端機(jī)紅山X900CPU：ARM架構(gòu)，Cortex-A174核1.8GHz；GPU：Mali-T76016核600MHz；內(nèi)存：1GBLPDDR2；閃存：8GBflash；網(wǎng)卡：10/100/1000M自適應(yīng)或無(wú)線網(wǎng)卡；聲音：RealtekAlc662/3.5mmAudioin&out；功耗：5W；WIFI：802.11b/g/n（可選）;USB：USB2.0*6個(gè)；顯示輸出：VGA+HDMI；顏色：黑；體積：133mm*10