存儲對桌面云的影響分析

吳雷雷　李華　于雅靜　盧玢鑫

摘要：桌面云的應用范圍越來越廣，從運營商到一些安全性較高的企事業單位，有些已經推廣到個人用戶，可以說應用前景非常明朗。文章針對市場上現有主流存儲的特點以及桌面云系統自身的特點，對存儲在桌面云系統中的應用進行了分析及闡述。

關鍵詞：桌面云；存儲；IOPS；虛擬桌面；全閃盤陣列 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN915 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

塊存儲和文件存儲是我們比較熟悉的兩種主流的存儲類型。目前大部分的磁盤陣列系統都是塊存儲模式，NAS存儲基本都是基于文件的。NAS存儲主要應用于FTP、在線視頻點播、監控系統等。

2 存儲性能指標

影響存儲性能的指標一般來說有兩個：IOPS和吞吐量。在磁盤內部帶寬充足的情況下，存儲的IOPS對存儲性能影響較大。影響存儲IOPS性能有磁盤類型、磁盤轉速、RAID方式。

目前運營商主要業務系統的存儲采用的磁盤類型為SAS，邊緣系統采用SATA，FC類型的由于成本較高已逐步退出市場；對于新型的SSD固態盤，開始試點性應用，以下主要針對SAS盤及SSD固態盤進行分析。

SAS硬盤本質上是一種機械裝置，實際應用中，采用10K和15Krpm轉速的較多。磁盤完成一次I/O請求與尋道時間、數據傳輸速度和自身旋轉延遲有關。IOPS=1000/（3+60000/15000/2）=200（運營商所用磁盤一般為15Krpm，因此，本文只計算15Krpm磁盤的IOPS）實際應用中磁盤實際所能提供的IOPS還與采用的RAID方式有關。

SSD硬盤：是一種新型的存儲磁盤，同傳統的磁盤不一樣的地方在于，不需要像傳統磁盤那樣需要尋道和旋轉，因此大大降低了尋址開銷，因此IOPS可以非常高，能夠達到數萬甚至數十萬。目前市場上的SSD硬盤的IOPS值從幾千到數萬不等。

3 桌面云系統及存儲在其內的應用分析

桌面云是一種將用戶桌面與實際終端設備相分離的應用模式。它將原本運行在用戶終端上的桌面和應用程序托管到服務器端運行，并由終端通過網絡進行遠程訪問，而用戶終端本身僅實現輸入輸出與界面顯示功能。

在這一應用模式下，將與用戶終端相對的服務器端部分，包括桌面虛擬化軟件及相應服務器、存儲和網絡資源組成的系統，統稱為桌面云系統。

按照云桌面系統提供的資源類型和實現技術不同，可以分為遠程共享桌面、遠程共享應用和虛擬桌面等三種類型：（1）遠程共享桌面。遠程共享桌面利用服務器操作系統（如Windows Server 2003、Windows Server 2008）的多用戶會話共享功能，允許多個用戶同時遠程連接到同一個操作系統，并為每個用戶提供不同的桌面。用戶可擁有自己的桌面配置，并共享使用桌面應用程序；（2）遠程共享應用。遠程共享應用的技術實現方式與遠程共享桌面類似，即仍然是基于同一操作系統內的會話共享。不同點在于，用戶不會看到服務器端的整個桌面，而是直接運行指定的應用程序，體驗與本地應用類似；（3）虛擬桌面。虛擬桌面是基于服務器虛擬化提供的可遠程訪問的桌面，即服務器為每個用戶分配一個虛擬機（安裝Windows XP、Windows 7等桌面操作系統），用戶遠程訪問自己的虛擬機，并可擁有獨立、完全的桌面使用和控制權限。

目前來看，桌面云是解決當前桌面應用中所面臨的管理維護、信息安全以及節能等問題的最佳選擇。

一般來講，普通PC的性能主要取決于CPU和內存的配置，實際上PC機的硬盤對PC的性能影響也是很大的。PC上所有的文件均存儲在硬盤上，硬盤的寫入和讀取速度直接決定了電腦運行軟件的速度，比如說在游戲里面需要載入地圖之類的，而讀取速度慢的硬盤可能需要等上幾分鐘甚至幾十分鐘，讀取快的硬盤一般1～2分鐘就好。同樣的，桌面云中單個桌面的性能也取決于三方面：CPU、內存和存儲。其中CPU和內存只需提高服務器配置及提高單桌面的分配值即可，對于存儲存在多重解決方案，下文將進行詳細分析。

3.1 單桌面配置

某省移動公司針對單桌面配置進行了單獨的測試，測試過程在此不一一贅述，測試結果如下所示：

選用VMware虛擬化軟件，20個桌面可共享一個操作系統。以上單桌面所需IOPS為穩定運行時的值，桌面啟動時IOPS瞬間會高達100，也就是所謂的啟動風暴。

3.2 存儲配置

為了對比，選取1000個桌面進行實際配置。

3.2.1 SAS硬盤。1000個桌面所需的IOPS=1000*20=20000；所需的存儲容量=（1000*30/20+1000*50）/1000=51.5T。

選用RAID 0+1，讀寫比例按照4∶6考慮，單個SAS硬盤按照300G考慮，所需硬盤的數量為：為滿足20000的IOPS的話，需要544塊300G SAS硬盤，有效容量達到81.6T左右。由此可見，為了滿足IOPS的性能要求，勢必需要配置更多的硬盤，形成一定的資源浪費。為滿足51.5T的容量需求的話，需要343塊300G SAS硬盤，實際IOPS為12605，不滿足需求。

3.2.2 SSD硬盤。單塊SSD硬盤的容量為200～800G不等，IOPS由3000～10000，本次選用400G，IOPS按照4000進行配置及選用RAID0+1的方式。滿足容量的話，需要258塊SSD硬盤，IOPS達到51600，可滿足需求，并可很好的解決啟動風暴問題。

目前，市場上一些主流存儲廠商已經開始推出全閃盤存儲，并在國外某些場景已進行了商務應用。

4 結語

目前，桌面云的應用范圍越來越廣，從運營商到一些安全性較高的企事業單位，有些已經推廣到個人用戶，可以說應用前景非常明朗。桌面云的優化工作顯得越來越重要，PC服務器的CPU發展迅速，由幾年前的2核到現在的16核，單臺服務器所能承載的桌面從CPU處理能力上來講得到飛速發展，可是實際上單臺服務器的承載能力遠遠達不到通過計算得出的理論值，歸根到底來說就是單桌面的IO成為了單桌面性能的瓶頸。全閃盤陣列的出現可以解決IOPS的問題，從而提高單臺服務器的承載能力。采用全閃存陣列可以充分釋放CPU的處理

能力。

雖然全閃盤陣列存在非常多的優點，缺點也同樣明顯，主要缺點有以下兩點：（1）成本高，全閃盤陣列的成本高達5萬～10萬/T，而普通的SAS存儲成本為1萬～3萬/T；（2）SSD的優勢是延遲低，但SSD不耐擦寫，經過數千次擦寫之后，就不能再使用。針對上述兩點，一些存儲廠商通過一些新的技術手段來進行優化，如針對高成本問題，采用消重技術，某些廠商的全閃盤陣列的消重比可達3∶1；針對第二點，可通過在SSD硬盤上增加備用存儲顆粒的方法，一旦一些存儲顆粒損壞后，備用存儲顆粒可馬上啟用。

受成本影響，桌面云系統中應用全閃盤陣列存在一定難度，隨著技術的發展，全閃盤陣列的成本會進一步降低，全閃存陣列還主要應用在一些高IOPS的應用場合，如數據庫等；屆時，全閃存陣列會得到更廣的應用，桌面云系統中的單桌面體驗會越來越好。

作者簡介：吳雷雷（1980-），男，河北邢臺人，中國移動通信集團設計院有限公司河北分公司工程師，研究方向：移動通信互聯網、數據支撐網。

（責任編輯：周 瓊）