超融合桌面虚拟化平台方案建议书

1、 超融合桌面虚拟化平台方案建议书目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc18474833 1.项目背景 PAGEREF _Toc18474833 h 3 HYPERLINK l _Toc18474834 1.1.具体需求 PAGEREF _Toc18474834 h 4 HYPERLINK l _Toc18474835 2.系统硬件部署建议 PAGEREF _Toc18474835 h 5 HYPERLINK l _Toc18474836 2.1.系统拓扑图 PAGEREF _Toc18474836 h 5 HYPERLINK l _Toc18474837 2.

2、2.具体方案设计 PAGEREF _Toc18474837 h 6 HYPERLINK l _Toc18474838 2.2.1.融合的计算资源设计 PAGEREF _Toc18474838 h 6 HYPERLINK l _Toc18474839 2.2.2.融合的存储资源设计 PAGEREF _Toc18474839 h 7 HYPERLINK l _Toc18474840 2.2.3.融合的虚拟环境设计 PAGEREF _Toc18474840 h 8 HYPERLINK l _Toc18474841 2.3.设备配置清单 PAGEREF _Toc18474841 h 8 HYPERLI

3、NK l _Toc18474842 2.3.1 100用户配置 PAGEREF _Toc18474842 h 8 HYPERLINK l _Toc18474843 2.3.2 150用户配置 PAGEREF _Toc18474843 h 8 HYPERLINK l _Toc18474844 2.3.3 200用户配置 PAGEREF _Toc18474844 h 9 HYPERLINK l _Toc18474845 2.4.方案优点 PAGEREF _Toc18474845 h 9 HYPERLINK l _Toc18474846 3.Nutanix简介 PAGEREF _Toc1847484

4、6 h 11 HYPERLINK l _Toc18474847 3.1.Nutanix的发展历程 PAGEREF _Toc18474847 h 11 HYPERLINK l _Toc18474848 3.2.Nutanix区块和Nutanix节点 PAGEREF _Toc18474848 h 12 HYPERLINK l _Toc18474849 3.3.Nutanix的可扩展性 PAGEREF _Toc18474849 h 13 HYPERLINK l _Toc18474850 3.4.Nutanix的性能 PAGEREF _Toc18474850 h 15 HYPERLINK l _Toc

5、18474851 3.5.Nutanix的可用性 PAGEREF _Toc18474851 h 15 HYPERLINK l _Toc18474852 3.6.Nutanix的支持 PAGEREF _Toc18474852 h 16 HYPERLINK l _Toc18474853 3.7.Nutanix Acropolis PAGEREF _Toc18474853 h 17 HYPERLINK l _Toc18474854 4.国内制造业成功案例介绍 PAGEREF _Toc18474854 h 18 HYPERLINK l _Toc18474855 4.1.展讯通信 PAGEREF _To

6、c18474855 h 18 HYPERLINK l _Toc18474856 4.2.维达纸业 PAGEREF _Toc18474856 h 19 HYPERLINK l _Toc18474857 4.3.中芯科技 PAGEREF _Toc18474857 h 19项目背景一直以来，桌面计算普遍使用的是功能全面的“胖客户端”PC。在许多情况下，此类 PC 提供了价格、性能与功能的最佳组合。但是，在不少使用案例中，胖客户端 PC 并不是理想的解决方案。其缺点包括：难以管理：面对广泛分布的PC硬件，用户日益要求能在任何地方访问其桌面环境，因此集中式PC管理极难实现。此外，众所周知，由于PC硬件种

7、类繁多，用户修改桌面环境的需求各有不同，因此PC 桌面标准化也是一个难题。总体拥有成本高：PC硬件相对较低的成本优势，通常无法抵消PC管理和支持工作的高昂成本。目前，PC管理工作包括部署软件、更新和修补程序等，由于这些工作需要对多种PC配置的部署进行测试和验证，因而会耗费大量的人力。同时，由于标准化程度不高，支持人员经常需要亲临现场解决问题，这就进一步增加了支持成本。难以保护数据的安全：确保PC上的数据能成功备份并能在PC出现故障或文件丢失时恢复，是一个巨大的挑战。即使数据能成功备份，PC失窃的风险也威胁着重要数据的安全。资源未充分利用：PC的分布式特性使人们难以通过集中资源的方式提高利用率和

8、降低成本。结果，PC的利用率通常低于5%，远程办公室需要重复的桌面基础架构，移动工作人员可能需要使用复杂的远程桌面解决方案。同时，由于现有的IT系统是基于传统PC方式，需要在每台PC上安装业务所需的软件程序及客户端，同时重要的数据也分散在各PC上，不能很方便的进行集中存储及备份。此外客户端安全隐患增加，由于PC机的安全漏洞较多，因此业务数据在客户端有泄露及丢失的危险，并且用户的业务工作环境也有受攻击和被破坏的危险。而业务人员的工作环境被绑定在PC机上，出现软硬件故障的时候，业务人员只能被动地等待IT维护人员来修复，因此维护响应能力的不足，直接导致了响应能力的降低，带来工作效率低下。业务终端的维

9、护成本也不断上升，IT运维人员不仅要进行PC机进行维护，还要对操作系统环境、应用的安装配置和更新进行桌面管理和维护，随着应用的增多，维护工作呈上升增长趋势。随着应用场景越来越复杂，对业务系统的功能性，安全性，方便性的要求越来越高，例如：工作场景快速切换：工作场所越来越分散带来了数据如何共享的问题，现有的系统很难实现人到哪桌面跟着到哪的业务需求。业务连续性：随着应对各种自然灾害和环境变化，要求业务连续性能力增强，能够快速恢复业务访问。工作场所搬迁及扩张：在工作人员来越来越多的情况下，如何做到投入最少的IT资源，达到以往或超过以往的用户接入的能力。因此简化客户端环境，实施集中化部署、管理和运维，桌

10、面虚拟化是有效解决方案。具体需求目前，XXXX需要构建200个虚拟桌面，主要用于软件开发用。通过对XXXX系统基础平台现状及用户需求的了解分析发现，当前 IT 基础平台建设的主要需求如下：需求项具体需求备注软件开发环境软件开发人员日常使用，采用VDI方式，常用办公类软件为Office,adobe reader，Photoshop，其他常用编程软件应用。办公环境快速部署IT人员现场快速部署小终端+显示器后，开发人员可以立即展开工作数据安全由于传统PC位置比较分散，一些敏感数据驻留在员工的PC机中，数据安全很难保障。因此需要数据集中，用户数据统一存放于数据中心，设备丢失（尤其笔记本）或人员离职也不

11、会造成数据安全威胁。任务连续性终端设备、网络出现故障后，可快速恢复任务，确保且不影响当前工作任务； 用户体验用户体验良好，系统操作、各应用系统、数据存取、打印。没有特别明显的差异（相对PC）。不同的性能需求，分配不同的计算、存储容量移动性终端用户访问时，跟物理位置或设备都没有关系。简化、统一管理根据岗位角色，后端统一分配计算性能、桌面系统、应用权限等。三层配置：OS层、应用程序层、个人数据层。用户登录后根据身份动态组装。降低TCO延长PC寿命，终端使用年限延长，管理成本降低，节能。系统硬件部署建议依据之前的规划信息，本章节涉及的运行环境配置依据如下的已知既有条件进行估算：依照总用户数200用户

12、进行估算。按照VDI方式中的1：1部署方式，服务器集中部署在数据中心。虚拟桌面操作系统虚拟机采用Windows 7操作系统，每个VM配置3G内存，系统盘30GB，数据盘50GB。系统拓扑图在本次系统建设中，对于基础硬件设施选择的主要考虑是可靠性、可用性，以及高性能、安全性和可管理性，还要考虑可扩展性和开放性。由于VDI服务将承载整个企业业务、办公，不但要保证数据能够被准确及时的处理，还必需提供一个尽可能连续运行的服务器平台。因此，建议采用融合的虚拟化群集系统署方案。具体物理架构图如下：VDI产品可以使用Citrix XenDesktop或者VmWare View，Nutanix平台都通过了这两

13、个厂商的认证。具体方案设计桌面虚拟化方案构建于 Nutanix提供的整合的虚拟化环境之上，允许多个用户桌面以虚拟机的形式独立运行，同时共享 CPU、内存、网络连接和存储器等底层物理硬件资源。这种架构将用户彼此隔离开来，使每位用户都拥有自己的操作系统，同时可以实现精确的资源分配，并能保护用户免受由其他用户活动所造成的应用程序崩溃和操作系统故障的影响。桌面虚拟化通过将桌面操作系统、应用程序和用户数据封装在隔离的层中，使 IT 人员可以独立地更改,更新和部署每个组件,从而提高业务灵活性并缩短响应时间。最终获得的访问模型将更加灵活，能够提高安全性、降低运营成本和简化桌面管理。融合的计算资源设计Nuta

14、nix需要承载全部的虚拟桌面运行于其中，因此需要考虑操作系统类型，用户的类型，CPU的资源消耗，磁盘IO，内存等等因素，以满足系统要求。根据虚拟化针对各类典型用户的测试，我们针对Power用户值（Windows 7，2G内存），每个物理CPU内核建议最大支持5个用户（虽然其中可能有部分桌面存在图形应用需求，但同时可能有部分桌边资源相对闲置，因此，考略将用户数取中间值为宜），内存为参考值，计算服务器硬件资源的需求：从CPU角度，2路8核的服务器可以支持（2x8-4）*5（4为Nutanix内部消耗）= 60个用户。从内存角度，256G内存配置：256G内存减去4G的Hypervisor和16G的

15、Nutanix内部消耗内存，剩余236G内存。236除以4，约等于60用户。从CPU和内存统一的考虑，每节点配置2路8核，256G内存的配置，可支持60用户左右。基本上4个Nutanix Node即可满足200用户并发的需求。如果一个节点故障，桌面虚机需要能够迁移到其他节点上，因此多配置一个节点作为冗余节点。因此，共需5个节点。融合的存储资源设计根据虚拟机和物理机的容量规划。初步定义用于存放桌面的空间每用户分配30GB系统盘+50GB数据盘，200个用户的桌面总的实际可用空间约为16TB。每个终端正常运行的IOPS值约30个，所有终端同时运行时约 6000 个IOPS，而每个终端启动时将达到峰

16、值IOPS约100个。如果采用传统的SAN存储。为满足6000个IOPS的需求大致需要磁盘如下：磁盘数=（IOPS写比例 (RAID5 写惩罚)+ IOPS读比例）/ 每块盘IOPS注： 一块15,000转SAS硬盘约180-200个IOPS； RAID 5的RAID 写惩罚为4； 假设读写比例为80%、20%。磁盘数=（600020%4 + 600080%）/200 = 38 另外，一般存储厂商建议RAID5按 8+1或4+1配置性能最佳，再加上热备盘等，最后总的磁盘需求将达到42块之多。而且，这么多数量的磁盘仅仅是为满足VDI平时运行所需的IOPS需求，为有限避免“启动风暴”，可能还需要V

17、DI桌面分批启动，长时间的启动等待时间，势必大大影响到用户的体验。此外，传统的VDI架构，后端将采用专业的SAN存储设备。而这种架构无疑将增加系统架构的复杂度，以及运维管理的繁琐度。针对以上情况，我们在此次方案中，引入最新的融合的虚拟化平台Nutanix。Nutanix将融合基础设施、横向扩展架构和软件定义存储的各种优势结合在一起，可提供极佳的VDI体验，而其成本亦仅为传统服务器和存储器的一小部分。每一台Nutanix服务器均包含CPU、内存、网络、SSD或闪存、以及HDD存储功能。Nutanix存储控制器是一种虚拟机，运行于每台服务器上，可将本地存储转换成为共享存储。Nutanix完整集群中

18、的所有可用存储均作为单一的文件系统提供，称为Nutanix分布式文件系统。尽管没有专门的SAN或NAS，Nutanix仍然能够无缝提供高可用性、DRS和容错等企业虚拟化功能。为了将性能最大化，Nutanix存储控制器将特定虚拟机的所有数据保存在同一服务器上，从而将时延最小化，而将SSD闪存的优势最大化。我们依据以往的设备测试经验，Nutanix 1450可提供近20000多IOPS，足以应对当前的“启动风暴”，大大提升用户体验，真正的给到终端用户与原有物理PC一样的无差别感受。融合的虚拟环境设计除以上虚拟桌面外，还需VDI的基础架构服务器为环境部署提供支撑：当前的Nutanix除虚拟桌面的开销

19、外，还有相对充足的系统资源剩余，因此可将以上基础架构服务器以虚拟机的方式运行于Nutanix中。设备配置清单2.3.1 100用户配置设备名称台数配置Nutanix1365-G41共3个节点，每个节点：2路8核E5-2640 2.60GHz主频 CPU；256GB内存；800G SSD硬盘，2X 6T SATA磁盘；2个万兆以太网口/2个千兆以太网口;内置AHV服务器虚拟化NETGEAR XSM7224S224个万兆SFP+端口2.3.2 150用户配置设备名称台数配置Nutanix1465-G41共四个节点，每个节点：2路8核E5-2640 2.60GHz主频 CPU；256GB内存；800

20、G SSD硬盘，2X 6T SATA磁盘；2个万兆以太网口/2个千兆以太网口;内置AHV服务器虚拟化NETGEAR XSM7224S224个万兆SFP+端口2.3.3 200用户配置设备名称台数配置Nutanix1465-G41共四个节点，每个节点：2路8核E5-2640 2.60GHz主频 CPU；256GB内存；800G SSD硬盘，2X 6T SATA磁盘；2个万兆以太网口/2个千兆以太网口;内置AHV服务器虚拟化Nutanix1165-G41共一个节点，每个节点：2路8核E5-2640 2.60GHz主频 CPU；256GB内存；800G SSD硬盘，2X 6T SATA磁盘；2个万兆

21、以太网口/2个千兆以太网口；内置AHV服务器虚拟化NETGEAR XSM7224S224个万兆SFP+端口注：如果不考虑节点故障的桌面高可用，上述配置可以去除Nutanix 1165-G4，只用4节点。方案优点简便的虚拟化：一次性配置存储器，便可自动支持群集中的所有VM，因此无须花费时间管理后端存储系统。轻松的管理：所有计算和存储资源一目了然，因此简化了日常管理。缩小数据中心规模：通过2U设备提供的本地融合架构极大地减少了数据中心的空间、能源和冷却需求。容量优化：零开销克隆、自动精简配置以及在线和离线压缩等功能，使得数据减少了10-50倍。业务弹性：高度容错的架构，在出现本地故障或站点范围灾难

22、时，可保证VM的高可用性。超强性能：可将数据分层保存的本地固态硬盘（SSD），以传统硬盘的价格提供SSD的性能。可扩展性：横向扩展架构降低了重新架构未来部署的复杂性，实现了随需增长的虚拟化，可提供长期投资保护。Nutanix简介Nutanix的发展历程Nutanix的创始人正是创建谷歌分布式系统的那些人，该公司为企业数据中心提供云环境中常见的可扩展性、可用性、简单性和高性能。下图显示了传统数据中心与谷歌数据中心的外观差异。大多数云提供商实施的是所谓的软件定义数据中心。在传统的数据中心，当管理员需要更多存储器时，便购买存储器；当需要更多计算能力时，便购买服务器；当需要安全性时，便购买防火墙；诸如

23、此类。而在软件定义数据中心，你只有服务器：当你需要更多存储容量时，便调用存储服务；当你需要更多计算能力时，同样的服务器便为你调出各种应用程序；当你需要其它基础设施服务时，便可按照自己的需要调用和停用各种服务。因此，在软件定义数据中心，硬件不再是至关重要的组件，数据中心的所有事项均在软件层进行控制和界定，因此能够实现前所未有的简便性、可扩展性和自动化。图 SEQ Figure * ARABIC 1：传统数据中心对比谷歌数据中心Nutanix架构和软件定义存储Nutanix将融合基础设施、横向扩展架构和软件定义存储的各种优势结合在一起，可提供极佳的VDI体验，而其成本仅为传统服务器和存储器的一小部

24、分。每一台Nutanix服务器均包含CPU、内存、网络、SSD或闪存、以及HDD存储功能。Nutanix存储控制器是一种虚拟机，运行于每台服务器上，可将本地存储转换成为共享存储。Nutanix完整集群中的所有可用存储均作为单一的文件系统提供，称为Nutanix分布式文件系统。图 SEQ Figure * ARABIC 2：Nutanix计算存储完整架构尽管没有专门的SAN或NAS，Nutanix仍然能够无缝提供高可用性、DRS和容错等企业虚拟化功能。为了将性能最大化，Nutanix存储控制器将特定虚拟机的所有数据保存在同一服务器上，从而将时延最小化，而将SSD闪存的优势最大化。图 SEQ Fi

25、gure * ARABIC 3：Nutanix软件定义型存储控制器Nutanix区块和Nutanix节点基于Nutanix架构的模块化数据中心由Nutanix区块和Nutanix节点组成。下图为Nutanix 3000系列区块设备，仅占用2个机架单元，却能够提供4台服务器和20TB存储容量。可扩展的、模块化的数据中心图 SEQ Figure * ARABIC 4：Nutanix区块而每台Nutanix区块设备均含有四个独立的Nutanix节点。每个节点都是一台独立的服务器，在vCenter中可以视为一台独立的ESXi主机。每一台ESXi主机就是一台Nutanix控制器虚拟机。型号不同，则Nut

26、anix硬件的技术规格也有所差别。下面是Nutanix 3450入门区块的技术规格和实物图。Nutanix的可扩展性Nutanix完整集群可以从（一个区块）4个节点起步，并最终扩展至100多个节点/集群。4个节点的入门包就位之后，集群能够以一次添加一个节点的方式逐步进行扩展。给集群添加节点是一个完全动态的过程，无须停机，并可在2次点击之后完成。一旦确定了一个节点上容纳多少台虚拟桌面，就能够非常轻松地预测VDI解决方案从试用到投产的成本和性能。最为重要的是，在整个过程中，按每台桌面计算的成本始终保持不变。图 SEQ Figure * ARABIC 5：线性横向扩展Nutanix给VDI环境带来的

27、重要差异化因素之一就是，基础设施在进行扩展时其性能仍然保持不变。为了展示这种能力，Nutanix曾实施过一个巨型项目，模拟启动风暴，并且当基础设施从300台桌面扩展到3000台时，其性能从最终用户体验的角度来看保持了一致。在大多数传统的存储环境中，最佳性能仅出现在第一天，因为应用程序或工作负载越来越多，导致性能随着时间的推移不断下降，直至需要进行叉车式升级，采用全新的存储阵列。下图说明了Nutanix的性能优势。相对应用性能虚拟桌面数量Nutanix的性能Nutanix解决方案在VDI环境中的主要优势之一就是性能，而性能优势是通过传统的服务器和存储架构实现的。在传统的架构中，时延是因为每次访问

28、存储都需要通过网络而造成的。通过NFS和iSCSI等协议提供存储本身没有问题，但网络会增加时延。Nutanix可提供NFS协议的优势及其易用性，而通过所谓的“无网络NFS”消除了网络时延。Nutanix分布式文件系统直接对虚拟机进行检测，然后将特定桌面的所有数据存放到本地服务器上。因此，桌面不是通过网络、而是通过高速内部总线访问其数据。新西兰塔拉那基（Taranaki District Council of New Zealand）利用这种技术对传统的服务器和存储基础设施进行改造，创建起了自己的VDI环境，极大地提高了性能。下图说明了性能提升的具体情况，点击图下的链接可观看客户的完整视频展示。

29、改善（时延）图 SEQ Figure * ARABIC 7：塔拉那基 HYPERLINK /videos/customer-webinar-south-taranaki /videos/customer-webinar-south-taranakiNutanix的可用性软件定义数据中心的优势之一在于架构的高可用性和灵活性。举例来说，最常见的虚拟化形式是服务器虚拟化，也称为软件定义服务器。在服务器虚拟化之前，用户需要购买物理服务器用于各种应用，但在服务器虚拟化之后，用户只须调用虚拟机用于各种应用。这些虚拟机可视为软件定义服务器。在典型的虚拟服务器群中，对物理服务器的依赖程度非常低，当某台物理服务

30、器发生故障时，它上面的虚拟机或软件定义型服务器就会利用其它物理服务器上的可用空间，继续无缝运行。Nutanix将软件定义数据中心的优势引入了存储领域。在Nutanix集群中，所有虚拟存储控制器不断彼此通信。当检测到某个节点发生故障时，集群便立即采取行动，恢复到节点故障发生之前的保护水平。Nutanix摈弃了传统的RAID组和LUN概念，转而实施了文件系统层的数据保护。这种默认的保护机制称为复制因子2（replication factor 2）。它意味着，每一个区块的数据写入集群中的至少一个其它节点上。若某个节点发生故障，则通过集群中的其它地方提供这些数据。因为所有可用节点（CPU、内存、SSD和HDD）均被用来恢复数据，因此重建只需要很少的时间。Nutanix客户从来没有遭遇过哪怕一次数据丢失事件；谈到数据可用性，其全球平均值目前为69秒以上。目标（%）可用性（%）可用性（%）Nutanix系统可用性图8：Nutanix系统可用性全球统计数据Nutanix的支持与许多其他融合基础设施厂商一样，Nutanix也提供“one-throat-to-choke”综合支持模式，根据这种模式，Nutanix负责支持管理程序（hypervisor）以下的所有基础设施。我们的所有工程师都是经过VMware认证的专业人员。Nutanix目前不提供初级支持，所有电话均由经验