HotCache巧妙解决VDI“启动风暴”

虚拟桌面介绍：

 “Desktop virtualization (或者成为Virtual Desktop Infrastructure) 是一种基于服务器的计算模型。实现桌面系统的远程动态访问与数据中心统一托管的技术。一个形象的类比，就是今天，我们可以通过任何设备、在任何地点，任何时间访问在网络上的我们的邮件系统，或者网盘；而未来我们可以通过任何设备，在任何地点，任何时间访问在网络上的属于我们个人的桌面系统，让我们能够获得完整PC的使用体验。

“启动风暴”由来：

 虚拟桌面的载体在后端存储系统，每个虚拟桌面的启动、运行或者关闭都与后端存储的IOPS息息相关。虚拟桌面的启动和关闭是相当消耗资源的，因为启动时操作系统和应用需要从磁盘读取大量的数据以加载和执行，而关闭时操作系统和应用需要将内存中的大量数据保存到存储系统。如果后台存储系统的IOPS跟不上，则会是虚拟桌面速度变慢。而“启动风暴”是指大量的虚拟桌面在短时间内同时启动或关闭之时，由此引起的大量存储I/O可以很轻易的将存储系统淹没。如果存储系统不能很好的设计以处理如此密集的I/O负载，最终存储系统将无法提供服务。

 一旦用户启动系统，登录和加载应用之后，存储I/O通常将保持在一个比较低的水平。虚拟桌面在启动时和启动之后所产生的IOPS有着天壤之别，导致VDI环境下的存储架构设计极具挑战性。通常，运行Windows 7的虚拟桌面在启动时会产生50到100个IOPS,一旦运行平稳，平均IOPS下降到5-10.因此，为了满足由启动风暴引起的I/O需求，你的存储系统通常需要设计成能满足这种最坏的情况。

 如果同时有500个虚拟桌面启动，则需要25000到50000个IOPS，而每块硬盘15000转SAS高速硬盘的IOPS大约在150-200个左右。如果不考虑缓存因素，则至少需要125块15000转SAS硬盘。

宏杉解决方案：HotCache

 HotCache是宏杉科技推出的新一代存储性能优化技术，通过MS系列高性能存储平台和智能高效的二级缓存机制，让桌面虚拟化应用如鱼得水！

 因为通过配置SSD硬盘来存放虚拟桌面的系统模板，可在一定程度上解决 “启动风暴”问题，但无法解决桌面虚拟化的其他问题，比如：

 无法解决变化的数据热点问题

 昂贵的SSD盘得不到充分利用，造成浪费

HotCache技术特色：

 1.二级缓存机制： HotCache采用SSD盘构建单块盘的RAID0，作为二级缓存的读缓存。

 2.自动提升热点数据： HotCache根据磁盘阵列中各数据块的I/O区分出热点数据，将热点数据（包括VDI系统模板）自动提升至二级缓存 。

 3.自动释放二级缓存资源：HotCache自动将“变冷”数据所占用的二级缓存空间释放，留给新的热点数据，避免资源浪费 。

 4.RAID创建策略：目前HotCache-RAID采用1块磁盘的RAID0，其好处是:

 性价比高，所有SSD空间均可用于存放热点数据。

 热点数据可均分在多个SSD盘上，并发性能高。

 单块SSD盘故障，仅影响HotCache缓存池可用空间，不影响其他SSD盘的可用性。

 单块SSD盘故障，该SSD盘上热点数据可迁移到其他SSD盘上，不影响HotCache功能。

案例应用:

 用友集团采用大规模虚拟化技术来构建企业级基础架构应用平台，集团级全部业务、部门级业务和部分远程办公应用均全部依托于VMware虚拟化平台。 13个集团级核心业务应用(ERP、财务等)，涉及集团和分公司日常运营，总用户数超过25000个。

 建设规模: 一期规划500个，总规划虚拟桌面数量2500个。目前已建1500多个虚拟桌面，主要针对研发人员，提高研发内部的安全管理等级。一期规划虚拟机为448个，总规划虚拟机数量超过1500个。目前已经达到800多个虚拟机，主要针对研发部门，承载各类软件研发、测试、项目管理等应用。

 虚拟化解决方案: 针对虚拟桌面启动风暴，采用宏杉HotCache技术，即将SSD作为存储阵列的二级缓存对虚拟桌面启动进行优化，有效缩短虚拟桌面启动时间。

挑战与价值：

 财务系统：支撑用友集团25000员工的访问需求，高峰期访问时响应延迟低于0.5秒。相比老系统，性能提升10倍。

 部门级业务应用：现有800多个虚拟机，基于VMware的硬件加速，优化虚拟化环境，虚拟机创建时间在几分钟内完成，虚拟机迁移速度相比老系统提升10倍。整个虚拟化平台基础设施由一人维护。

 虚拟桌面：1500多个虚拟桌面。桌面启动时间小于2分钟。