על Virtual Flash Cache ב-ESXI 5.5

אחת הפונקציות המעניינות שקיימות ב-vSphere נקראת Virtual Flash Cache. ב-VMWare התחילו להטמיע את זה אמנם מגירסת vSphere 5.0 אולם רק בגירסה 5.5 עניין ה-Cache עובד בצורה טובה ומלאה. ב-VMWare קוראים לזה בקצרה vFRC, נשתמש בפוסט זה במושג המקוצר.

נתחיל בהסבר של מה זה vFRC: זו בעצם טכנולוגיה שקיימת גם בשאר מערכות הפעלה שונות (כמו לינוקס לדוגמא) המאפשרת לנו להשתמש ב-SSD שיושב מקומית בתור שרת ה-ESXi (ולא ב-Storage המרכזי) ובעצם הוא מאחסן חלק מהנתונים שנקראים תדיר ע"י מערכת ההפעלה ומאפשר בעצם Read & Write Cache. ה-Cache אינו בא להחליף את ה-Storage שלכם וכל ביט שיכתב ב-Cache יכתב גם ב-Storage, כך שאם ה-SSD המקומי מתקלקל, אפשר להחליף, לפרמט ולחזור להשתמש בפונקציונאליות.

מערכת ה-Cache נמצאת ב-2 מקומות מרכזיים: במקום אחד שבו אתם יכולים להגדיר כמות X ג'יגהבייטים שהמערכת תשתמש בעת מצב שהיא תהיה עמוסה ואז אותם X ג'יגהבייטים ישמשו כ-Swap (ואם אתם משתמשים ב-Swap, הגיע הזמן לשוחח עם הקודקודים למעלה על שדרוג מהיר)

המקום השני הוא שבו משתמשים ב-vFRC הוא על המכונות הוירטואליות, וכאן אני צריך להסביר משהו חשוב: לא חשוב מה ה-Storage שיש לכם, בכל פעם שה-VM צריך מידע לקרוא או לכתוב על ה"דיסק" – ה-VM צריך לעשות "טיול" ל-Storage שלכם דרך ה-Datastore, ובין אם ה-Datastore שלכם מבוסס על iSCSI, NFS או FC, מדובר (פחות או יותר) ב"טיול" שלוקח זמן. נכון, זמן קצר, אך בכל זאת.

אם ניקח דיסק SSD מקומי על ESXI ונתקין עליו VM, הביצועים שלו יהיו מעולים בהשוואה למה ש-Storage נותן (למעט בתקשורת של 10Gbit), אבל אז כמובן לא תוכלו להשתמש בפונקציות מתקדמות כמו HA, DRS וכו'.

עם vFRC, זה לא חשוב מה ה-Storage שיש לך, בין אם הוא מורכב מכמה דיסקים SATA שהצלחת לקושש או שמדובר על מערכת EMC או כל מערכת יוקרתית בטירוף – ל-vFRC זה לא משנה. ה-vFRC שומר חלק מהנתונים (בהתאם לגודל שהגדרת) מקומית על SSD שקיים בתוך ה-ESXI והוא מזין את הנתונים שנכתבו בחזרה ל-Storage "מאחורי הקלעים" כך שמבחינת ה-VM, המערכת ממשיכה לפעול גם אם הכתיבה בין ה-vFRC ל-Storage מתבצעת כרגע. כנ"ל לגבי קריאה – קטעים שהמערכת מוצאת שנקראים שוב ושוב (נניח אפליקציה גדולה שרצה על ה-VM ומטעינה ספריות שונות) מאוחסנים ב-SSD המקומיים ומוזנים ל-VM ישירות ברגע שה-VM צריך את אותם קטעים. המערכת גם מספיק חכמה להעיף חלקים ישנים מה-Cache שאין צורך או שנגמר המיקום שמוגדר ל-Cache ויש צורך לכתוב מקטעים חדשים.

הקמת ה-vFRC היא פשוטה: לאחר שהכנסתם SSD ל-ESXI, הפעילו את ה-vCenter (ה-WEB, לא ה-Client הישן), לחצו על ה-HOST שהוספתם, לחצו על Settings, ולמטה אתם תמצאו את ה-Virtual Flash. להלן דוגמא ממערכת טסטים בביתי (לחצו להגדלה):

vfrc

המלבנים האודמים מציינים מה ללחוץ, המלבנים הכחולים מציינים את הכונן שנבחר והגודל שזמין ל-Cache עבור VM (במקרה הספציפי הזה הגדרתי 20 ג'יגה ל-Swap). המלבן הירוק מציין סה"כ כמות מקום פנוי במידה והכנסת יותר מ-SSD אחד (חשוב לציין: Virtual Flash עובד ברמה של RAID-0 מכיוון שכל ה-DATA הוא זמני)

כפי שציינתי, הגדרות Cache ל-VM נעשות פר VM (אם כי יש כל מיני כלים לעשות זה באופן קבוצתי, אני פשוט משתמש ב-BASH ו-sed לשם כך 😉 ) על מנת להגדיר כמות ג'יגהבייט Cache. כך זה נראה (לחצו להגדלה):

vfrc2

וכאן מגיע החלק הלא-כל-כך-פשוט של ההגדרות. לחיצה על כפתור ה-Advanced תתן לכם הגדרות יותר מתקדמות כפי שמופיעות בתמונה הבאה:

vfrc3

רואים את ה-Block Size? הגודל עצמו חשוב מאוד וזה תלוי ב-VM, גודל ה-DATA שהוא כותב וכו'. חישוב לא נכון יתן מה שנקרא Cache Miss מה שיוריד מהביצועים. החישוב אינו כל כך פשוט אך ב-VMWare הכינו מסמך שמסביר את ה-vFRC מבחינת ביצועים, חישובים שצריך לבצע וכו'. להלן המסמך.

[scribd id=268003224 key=key-UjCvDIBCgd52bjCNMHWt mode=scroll]

לסיכום: vFRC יכול לעזור הרבה (לפעמים עד מצב של 300% שיפור) בביצועים, אם עושים את זה נכון. אני לא ממליץ לרוץ מיד לקנות SSD מבוסס PCIe אלא להתחיל בטסטים עם SSD פשוט מבוסס SATA. יש שיפור? עכשיו אפשר לחשוב להוסיף דיסקים SSD בין אם הם מבוססים SAS או SATA או PCIe (אם יש לכם מקום פנוי בשרת). אפשר כמובן להכניס יותר מאחד.

vFRC עוזר בכל מיני סוגי VM ואין צורך בשום שינוי ב-VM עצמו (ב-Guest), וזה בהחלט יכול לעזור אם מקימים VDI, רק חשוב לשים לב לגודל הבלוקים. גדלים כמו 1024 (המקסימום) קילובייט יבטיח לכם Cache Miss וירידה בביצועים, ומצד שני כמות בלוקים קטנה (4-8K) לא ממש תיתן ביצועים רציניים. קראו את המסמך, ותנסו (אין צורך לכבות ולהפעיל את ה-VM מחדש כשמשנים, אם כי מומלץ לסגור את האפליקציה ב-VM ולהפעיל אותה מחדש).

כמה דברים על VDI – תוספות

בעקבות המאמר האחרון על VDI, עלו מספר נקודות בשיחות עם עמיתים ואני מעוניין להתייחס לאותן נקודות. מאמר זה יתייחס ל-VDI ב"מבט על", מבלי להיכנס יותר מדי לעומק.

ראשית – השוק בישראל בכל הקשור ל-VDI: ברוב המקרים, השוק בישראל נחלק ל-2: אלו שמשתמשים (ומיישמים) את הפתרון של Ctrix (חלק מקופות החולים לדוגמא), ואלו שמשתמשים בפתרון של מיקרוסופט (רוב חברות הסלולר, בנקים). ל-2 הפתרונות יש חפיפה (פחות או יותר) מבחינת פונקציות כאשר ל-Citrix יש יתרונות כמו:

  • תמיכה הרבה יותר גדולה ב-Clients מסוגים שונים (מטלפון סלולרי ועד כרומבוק, כולל הפצות לינוקס שונות, אנדרואיד, iOS וכו')
  • תמיכה בדסקטופים שאינם מיקרוסופט (דסקטופ מבוסס לינוקס)
  • מוצרים משלימים מהחברה עצמה שנותנים בעצם פתרון יותר "בוגר" כפתרון VDI
  • לא חשוב מה פתרון הוירטואליזציה שתשתמש – בין אם זה Hyper-V, XenServer או ESXi (ואפילו KVM) – ל-Citrix זה לא ממש משנה (אם כי תמיכה רשמית תקבל רק לשלישיה שציינתי לעיל)

מבחינת הפתרון של מיקרוסופט, הפתרון שלהם מתבסס על כך שתריץ את הכל אך ורק תחת הכלים שלהם. וירטואליזציה? Hyper-V. אפליקציות ודסקטופים? תחת שרות RDS בלבד. פרוטוקול תצוגה? RDP בלבד, כך שאם אתם חברה שכבר בין כה מריצים את כל הוירטואליזציה שלכם רק ב-Hyper-V, מעבר לפתרון VDI יהיה קל יותר לכם אם תשתמשו בפתרון VDI של מיקרוסופט (כמובן שתצטרכו תשתית הרבה יותר רצינית מבחינת דיסקים, מכונות ל-compute ועוד – אבל את זה תצטרכו בכל פתרון VDI), כך שהפתרון של מיקרוסופט יותר קל למימוש ללא צורך ברכישת אפליקציות נוספות וכך מיקרוסופט יוצרת "נעילה" אצל הלקוחות והיציאה מה"נעילה" הזו אינה קלה. (אם כי קשה גם לצאת מהפתרונות של המתחרים).

גם לפתרון של VMWare יש יתרונות לא רעים כלל וכלל. יש לך כבר שרתים שמריצים RDS? מצוין, תתקין עליהם Agent של VMWare View והמשתמשים שלך יוכלו להתחבר ישירות לכל האפליקציות שביצעת להן Publish, או למכונות דסקטופ וירטואליות קיימות (אם כי את המכונות דסקטופ הוירטואליות מומלץ לך להקים מחדש עם ה-View). בפתרון של VMWare הקמת מכונות וירטואליות יכולה להתבצע במגוון אפשרויות, החל בהקמת מספר מכונות וירטואליות סטטיות שמשתמשים מתחברים אליהן בצורה קבועה, ועד מצב שהמערכת משתמשת ב-Golden Image שאליו היא מחברת דיסקים זמניים ובכך היא תקים VM חדש בכל פעם שמשתמש עוזב (וישנן אופציות נוספות כמובן) תוך שניות ספורות. גם תהליך העדכון למכונות הוא קל מאוד ותהליך הלימוד של View לא יקח יותר מיומיים (כל עוד יש למנהל פתרון הוירטואליזציה ידע ברמה של VCP). אם יש לחברה סניפים, פתרון ה-PCoIP נותן פתרון יעיל ודינמי (בהשוואה ל-RDP) שיודע להתמודד יפה עם רוחב פס משתנה, עם הצפנה מובנית בפרוטוקול עצמו (גם RDP תומך בהצפנה, PCoIP מוגדר עם הצפנה כברירת מחדל), אין צורך ב-Wan Optimizer (אפשר לקרוא עוד על כך ואפשרויות נוספות כאן), ומבחינת כמות השרתים הנוספת שצריך כדי להקים ולנהל את ה-View עצמו (לא כולל ה-VM של הדסקטופ) – הכמות היא קטנה (יחסית, יחסית).

לכל פתרון יש יתרונות וחסרונות, וכל נציג מכירות של חברה כלשהי ישמח להראות את החסרונות של המוצר המתחרה. לכן, אם מחליטים לעבור ל-VDI (או לעבור למערכת VDI מתחרה), כדאי לקחת את הפרמטרים הבאים לשיקולכם:

  • מבחינת מחיר (שוב, אינני מדבר על מחירי ברזל מבחינת compute ו-storage – את זה תצטרכו לרכוש בכל פתרון שתבחרו) – הפתרון של מיקרוסופט הוא הכי זול (תצטרכו CAL פר משתמש או ציוד). סביר להניח שתצטרכו לשלם על רשיון מערכת הפעלה לדסקטופ (רשיון ה-OEM לא יעזור למיטב ידיעתי, אבל את הרשיון הזה תצטרכו לשלם בכל פתרון VDI.
  • מבחינת קלות תפעול והקמה, הפתרון של מיקרוסופט קל למימוש, אך גם הפתרון של View קל למימוש ואם אתם כבר משתמשים ב-ESXi, אז תוכלו לבקש ממי שמוכר לכם את הרשיונות מחיר מיוחד (עם האיום של לעבור לשכנים ממול 🙂 ) ובכל מקרה אם תרצו לרכוש את הפתרון של VMWare אל תרכשו את הרשיונות בחנות של VMWare, מנסיון – המחיר יכול להיות נמוך בהרבה מהמחיר המוצג באתר (3000 יורו ל-10 משתמשים בגירסת ה-Enterprise).
  • אם אתם מקום שמשתמש ב-Clients שונים (או חושבים להכניס Clients נוספים חוץ מעמדות PC שיהיו "טיפשות") – אז מומלץ להסתכל על הפתרונות של VMWare ושל Citrix. נכון, הרוב תומך היום ב-RDP, אבל המתחרים למיקרוסופט משקיעים הרבה יותר ב-Clients ממיקרוסופט עצמה, במיוחד בתמיכה בציודים כמו Zero Client או כרומבוקים (פוסט על כרומבוקים בחברות יופיע כאן בקרוב).
  • אם אתם רוצים להעביר סביבות לינוקס ל-VDI (יעיל במיוחד לפיתוח, תוכנות CAD וכו') – גירסה 6 של View והגירסה הקרובה של Citrix תומכות בכך, הפתרון של מיקרוסופט לא תומך בכך.
  • אם אתם רוצים להעביר/להקים מכונות VM שמריצות תלת מימד/עריכת וידאו ל-VDI, הפתרון של Citrix ושל VMWare יתאימו לכך (יהיה צורך ב-GRiD של nVidia לשם כך). הפתרון של מיקרוסופט לא תומך בכך (זה יתמך בגירסה הבאה).
  • אם יש לכם סניפים מרוחקים שמחוברים ב-DSL או בפתרון תקשורת אחרת, פתרון PCoIP יכול להוות יתרון הואיל ואין צורך בפתרונות WAN Optimization.
  • נקודה חשובה: ראיתי את העניין הזה בקופות חולים, בחברות אשראי, בחברות ביטוח, בבנקים וכו' – אם אתם נותנים פתרון VDI, תעיפו את ה-PC והטמיעו Thin Client. מחשב PC צורך יותר חשמל מ-Thin Cliernt במיוחד כשמדובר במאות מחשבי PC בבניין. פתרון Thin Client מבוסס ARM צורך פחות מעשירית ממה ש-PC צריך מבחינת חשמל, ואין צורך בהחלפת מאווררים.
  • אם אתם חושבים על מעבר ל-VDI, כדאי לשקול פתרון מבוסס Hyper Converged, כך שלא תצטרכו להשקיע עוד מאות אלפי דולרים על Storage חדש. ישנם מספר פתרונות כאלו (כתבתי על כך כאן), וכל עוד אינכם "נעולים" אך ורק על Hyper-V, תוכלו להרים 2-3 שרתים כאלו ולראות איך זה עובד מבחינת מחיר וביצועים. אגב, VSAN 6 של VMWare יצא לאחרונה, והתמיכה שלו ב-Flash הרבה יותר טובה (עכשיו הוא תומך ב-Flash לא רק כ-Cache).

לסיכום: למיקרוסופט, Citrix ו-VMWare יש פתרונות ל-VDI, אבל שום פתרון אינו מתאים לכולם. לפעמים כדאי לנצל את ההזדמנות כדי להתנסות במוצר מתחרה ואולי אותו פתרון יתן לכם את מה שחיפשתם. גם אם אתם "נעולים" עם פלטפורמה X, כדאי לנסות פתרונות מתחרים. מנסיוני – היו מקרים שפיילוט על מוצר מתחרה פתר לחברות גם בעיות שיש להן עם מה שהן משתמשות באופן קבוע, אז תרימו פיילוט, במקרה הכי גרוע – אפשר לפרמט את השרת 🙂