10 augustus 2013 it-infra10

dossier sto

rage

lokale storage voor VdiVirtual Desktop Infrastructure (VDI) heeft veel invloed op storage. Het biedt mogelijkheden, maar heeft ook beperkingen. Aandacht voor de factoren die de invoed van VDI mede bepalen.

V irtual Desktop Infrastructure (VDI) biedt organisaties de mo-gelijkheid om BYO-initiatieven te ondersteunen en altijd en

overal te kunnen werken, onafhankelijk van het apparaat. Daarnaast vereenvoudigt en centraliseert VDI het beheer. De laatste paar jaar wordt VDI dan ook ingezet in veel werk-plektrajecten. In deze projecten zijn user ex-perience en de impact van VDI op storage dé gebieden die extra aandacht behoeven. In dit artikel aandacht voor de factoren die bepa-lend zijn voor de impact van VDI op storage.

Is SSD dé oplossing?De impact die een VDI-omgeving op op-slagcapaciteit heeft is groot. VDI vergt zo veel storagecapaciteit dat het aandeel van storage in de initiële investering van een project kan oplopen tot meer dan veertig procent van de prijs van de totale oplossing. De opkomst van Solid State Drive (SSD) en andere fl ashmemory-toepassingen lijkt een groot deel van dit probleem op te lossen. SSD en fl ashmemory-toepassingen, zoals

FusionIO, staan bekend als snel en leveren zoveel In Out Per Second (IOPS) dat voor VDI nooit meer een IO-bottleneck zal ontstaan. Flashtechnologie heeft ook een keerzijde. Het is duur en gaat relatief snel stuk. De meest effi ciënte oplossing, zeker in het licht van VDI, lijkt dan ook een server of appliance die ge-bruikmaakt van een lokaal aanwezige SSD/fl ashmemory-oplossing. Lijkt, want ook dit brengt weer uitdagingen met zich mee.

Lokale storageEen VDI Local Storage Appliance (VDI LSA) is een complete en eenvoudige VDI-oplossing, inclusief lokale storage. Het is een stan-daard bouwsteen binnen een grotere VDI infrastructuuroplossing. Voordelen zijn on-der andere de hoge performance, de inzet als eenvoudig bouwblok en het feit dat er geen koppeling met de centrale storage-infrastructuur is. Uitdaging van de VDI LSA is onder andere dat het verplaatsen van werkplekken – tussen bijvoorbeeld Micro-soft Hyper-V of VMware vSphere hosts – las-tig is. Ook voor het veiligstellen van data in

de virtuele machines moeten bijzondere maatregelen getroffen worden. Daarom zijn VDI LSA-oplossingen op dit moment vooral bedoeld voor ‘stateless’ werkplekken, de niet persoonsgebonden werkplekken die geen persistente informatie bevatten.

Maar dat is niet de enige uitdaging. Waar het bij VDI LSA primair om draait is het vin-den van de juiste combinatie en balans tus-sen storagecapaciteit en performance (IOPS).

Goed ontwerp is het halve werkOm uiteindelijk te kunnen profi teren van een optimale VDI-omgeving, moet tijdens het ontwerp met een aantal factoren rekening worden gehouden. Deze factoren zijn bepa-lend voor het slagen van het VDI-project en hebben betrekking op gebruikerservaring, soort werkplek, prestaties, beheer, beschik-baarheid, kosten, levensduur en de beno-digde opslagcapaciteit.

Veel klanten vragen voor hun VDI-omge-ving om een mix van ‘stateless’ (niet persoon-lijk) en ‘stateful’ (persoonlijk) werkplekken. Het is daarom van belang het verschil tussen deze werkplekken duidelijk te defi niëren en de impact te bepalen. Een stateless desktop is een virtuele desktop die altijd in de oor-spronkelijke staat wordt herstart. Alle wijzi-gingen die een gebruiker heeft aangebracht, raken dus verloren. Het gebruikersprofi el wordt vaak centraal opgeslagen en met User Environment Management oplossingen be-heerd.

Een stateful desktop is ook een virtuele

Ruben Spruijt

Veel klanten vragen voor hun VDI-omgeving om een mix van ‘stateless’ (niet persoonlijk) en

‘stateful’ (persoonlijk) werkplekken

11it-infra augustus 2013

desktop, maar hierbij worden de wijzigingen van de gebruiker opgeslagen in de Virtuele Desktop. Voor een stateful desktop lijkt een lokale storage appliance niet direct logisch. Toch kan deze oplossing ook voor deze werk-plekken voldoende zijn. Er moet dan bijvoor-beeld ’s nachts een back-up van een (deel van) de lokale opslag van de servers worden ge-draaid. Traditionele rich-client werkplekken hebben tenslotte ook geen nul procent data-verlies bij uitval; waarom zou dat voor een centrale virtuele werkplek wel moeten gel-den? Een factor om rekening mee te houden.

Capaciteit is bottleneckDe capaciteit van de opslag in een appliance is de eerstvolgende bottleneck. Het is daarom van belang te weten welke impact VDI op de lokale storage heeft. Natuurlijk is het zonde om beperkt te worden door ruimte in je op-slag, terwijl je nog genoeg CPU-capaciteit over hebt. Daarom is het belangrijk om de juiste balans te vinden. Bij het ontwerpen van een omgeving en het bepalen van de benodigde capaciteit moet dan ook met een aantal schaalfactoren rekening worden ge-houden:• tempfi les en temporary internetfi les• printspooler• vSwap (VMware vSphere) of saved state fi le

(Microsoft Hyper-V)• pagefi le• profi el splitsen in appdata, local/roaming

en instellingen• applicatievirtualisatie, sandboxes of caches

Deze factoren worden ondergebracht in een zogenaamd delta-fi le van de VDI-oplossing. Dat is een fi le die de aanpassin-gen op de basiswerkplekken vastlegt. Deze werkwijze zorgt ervoor dat een stateless werkplek niet de volledige schijfgrootte no-dig heeft die normaal gesproken voor een (Windows) werkplek wordt gereserveerd, maar alleen het verschil van de aanpassin-gen ten opzichte van het basisimage. Door slim met deze basisimage om te gaan kan een delta-fi le beperkt worden tot minder dan 10 GB. Voor stateful werkplekken gelden an-dere regels. In deze desktops wordt ook het basisbesturingssysteem in de opslag per ge-bruiker meegenomen; zij vragen per defi nitie om meer opslagcapaciteit.

CPU is bepalende factorUitgangspunt bij sizing guidelines is dat gebruik wordt gemaakt van een gemiddeld uitgeruste server. Dat houdt in dat bij N+1 niet gelijk een extra server nodig is, maar dat de dichtheid van gebruikers zo groot is dat overhead van chassis en licenties zo beperkt mogelijk blijven. Om een VDI-op-lossing te schalen, zijn een aantal factoren van belang. De meest beperkende resource in een server is de CPU. In een gemiddeld ingerichte server wordt de CPU per één, twee of vier sockets geplaatst. Hierbij is er keuze uit het aantal cores en de hoeveelheid MHz. Wanneer dit eenmaal bepaald is, is schalen niet meer mogelijk. Daarmee is de CPU de bepalende factor voor het aantal ge-

12

dossier sto

rage

12

dossier sto

rage

augustus 2013 it-infra12

bruikers dat op een appliance of server past. Andere resources zoals netwerkkaarten, harddisks of geheugen worden aan de hand hiervan opgeschaald.

Type gebruikersBij CPU-sizing is het belangrijk te weten wat voor gebruikers er op de host worden aange-sloten, omdat zo ingeschat kan worden hoe zij de CPU zullen belasten. Uit ervaring weten we dat bij overheidsinstellingen deze mix on-geveer negentig procent lichte en tien pro-cent zware gebruikers is. Voor bijvoorbeeld collega’s werkzaam in de gezondheidszorg is deze mix ongeveer tachtig procent middel-zwaar en twintig procent zwaar.

Bepaling wat een lichte, middelzware of zware gebruiker is, is niet anders dan een clas-sifi catie van de resources die ze nodig hebben. Die resources worden bepaald op basis van metingen bij klanten waar VDI-oplossingen geïmplementeerd zijn en onderzoeken uit-gevoerd door het project Virtual Reality Check.

Storageprestaties en -capaciteitIOPS is de afgelopen jaren een belangrijke succesfactor geweest bij de implementatie van een VDI-infrastructuur. Door de juiste calculatie te maken en voldoende disks/spindles in te zetten, was er voldoende per-formance voor de virtuele desktops. De inzet van meer disks leidde ertoe dat er veel GB’s beschikbaar kwamen om tijdelijk informatie op te slaan. Opslagcapaciteit was dan ook geen probleem. Met de beschikbaarheid van

it-infra augustus 2013 13

nieuwe, snelle – op SSD of fl ashgebaseerde – storage-oplossingen is dit gekanteld. Juist de IOPS zijn geen probleem meer en de presta-ties van de desktops zijn geweldig. Echter, de keuze voor een op SSD gebaseerde storage-oplossing heeft gevolgen voor de beschikbare opslagcapaciteit, de kosten en de levensduur.

VDI en storage tieringStorage tiering houdt in dat gegevens – af-hankelijk van een aantal kenmerken zoals benodigde performance en beschikbaarheid – verdeeld worden over verschillende typen storage binnen een omgeving. Het verplaat-sen van bijvoorbeeld archiefdata van high performance naar nearline storage zorgt er-voor dat we effi ciënter met de beschikbare storage resources kunnen omgaan. Maar biedt storage tiering ook voordelen in een VDI-omgeving? En zo ja, bieden de huidige VDI-oplossingen de mogelijkheid storage tiering toe te passen?

Als we kijken naar een VDI-omgeving dan hebben we enerzijds veel IOPS en lage latency nodig om een goede performance te garanderen. Dit kunnen we oplossen door ge-bruik te maken van op SSD en andere fl ash-gebaseerde storage. Dit heeft als nadeel dat de beschikbare diskruimte beperkt is en de kosten relatief hoog zijn. Traditionele storage daarentegen biedt wel voldoende opslag-capaciteit maar beperkte IOPS. Het is natuur-lijk ook mogelijk gebruik te maken van een combinatie van SSD en traditionele storage, waarbij de meest disk I/O intensieve onder-

delen van de VDI-omgeving op de snelle SSD disks geplaatst worden, en de traditionele storage gebruikt wordt voor de minder I/O intensieve taken.

OndersteuningOm deze taken te kunnen verdelen over de twee verschillende soorten opslag, dienen de VDI-oplossing en hypervisor ondersteuning te bieden. De hypervisor dient het bijvoor-beeld mogelijk te maken om – onafhanke-lijk van de locatie van de fi les van de virtuele machine – de swapfi les naar een van de twee soorten storage weg te schrijven. En binnen de VDI-oplossing dient het mogelijk te zijn om meer dan één opslaglocatie aan een VDI-werkplek te koppelen.

Hoewel het toepassen van storage tiering in een VDI-omgeving waarin gebruik wordt gemaakt van SSD storage een deel van de problemen van SSD storage op zou kunnen lossen, is dit met de oplossingen die nu op de markt zijn, slechts beperkt toe te passen.

ConclusieHet is duidelijk dat VDI veel invloed heeft op storage. In eerste instantie was de beper-kende factor de hoeveelheid IOPS. Dit werd opgelost door gebruik te maken van onder andere (read)cache en het toevoegen van disk/spindles; opslagcapaciteit was dus geen enkel probleem. Tegenwoordig is dit juist de bottleneck: door de opkomst van SSD is IOPS geen enkel probleem meer. SSD is snel, maar ook duur en relatief snel kapot. Wil je

een complete VDI-oplossing betaalbaar hou-den, dan zijn er grenzen aan het aantal en de grootte van de SSD-schijven die je kan en wil inzetten en dus grenzen aan de opslag-capaciteit.

Voor een optimale combinatie tussen opslagcapaciteit en IOPS, is het nodig ver-schillende soorten data naar verschillende opslaglocaties te schrijven. Dat houdt con-creet in dat een oplossing niet per defi nitie tien traditionele harddisks nodig heeft, maar ook geen vier SSD’s of één FusionIO-interface. Dit artikel illustreert het belang van de juiste sizing van de storage, de voor- en nadelen van SSD en de behoefte aan een geautoma-tiseerde beheer-/verdeeltool. Deze tool is er nog niet. De verwachting is dat partners zoals Citrix, Microsoft en VMware dit meenemen in de toekomstige ontwikkeling van hun VDI-producten. Ook verschillende (nieuwe) storageleveranciers houden zich hiermee be-zig. Om in de praktijk gebruik te kunnen ma-ken van zowel traditionele als SSD-storage, moet er bij de uitrol een aanpassing worden gedaan. Bijvoorbeeld met betrekking tot de locatie waar tempfi les en pagefi les terecht komen. Deze aanpassingen zijn op zich een-voudig te scripten, maar de extra handelin-gen maken de beheersbaarheid van de oplos-sing wel moeilijker.

Ruben Spruijt (ruben.spruijt@pqr.nl) is Chief Technology Offi cer bij PQR.

IOPS is de afgelopen jaren een belangrijke succesfactor geweest

bij de implementatie van een VDI-infrastructuur

reageren?www.ngn.nl/ITInfra20130610