桌面虛擬化之壓力測試篇

傳統(tǒng)VDI的部署方法論一般只按照經(jīng)驗值來評估處理能力，存儲響應(yīng)速度，網(wǎng)絡(luò)要求等估算用戶負載，此方法通常無法真正評估虛擬化系統(tǒng)在生產(chǎn)環(huán)境下的實際負載。實際負載應(yīng)該能夠準確代表當前桌面用戶的實際工作習慣，也就是他們使用的應(yīng)用程序、使用的頻率、以及使用的“強度”等。

因此我們需要一個虛擬桌面壓力測試工具，以產(chǎn)生一個針對桌面虛擬機的各種應(yīng)用特點可調(diào)的現(xiàn)實的工作量，并收集結(jié)果數(shù)據(jù)（集群或節(jié)點的CPU使用率、內(nèi)存使用率、存儲和網(wǎng)絡(luò)等）用于分析，以確定一個特定的環(huán)境是否適宜運行虛擬桌面系統(tǒng)。

這樣的工具稱為桌面參考架構(gòu)工作量模擬器（以下簡稱RAWC: Desktop Reference Architecture Workload Code），已被許多用戶用來模擬各種用戶類型的應(yīng)用負載。它可以被配置為模擬輕型、中型或重度工作量的虛擬桌面使用者的特征，包括應(yīng)用在典型的Windows桌面環(huán)境中的工作類型。RAWC可用于服務(wù)器和存儲性能評估，驗證系統(tǒng)整體配置和可擴展性，以及進行研究和概念證明。

RAWC的工作負載運行在每個桌面虛擬機的Windows 7或XP客戶操作系統(tǒng)上，一般這些虛擬桌面運行在一個或多個ESX主機平臺。 RAWC工作負載根據(jù)一組函數(shù)來執(zhí)行一系列常見的桌面應(yīng)用動作，包括：微軟Office、Adobe Reader、McAfee病毒掃描、Windows媒體播放器、Java和7 – Zip等應(yīng)用的行為模擬。這些應(yīng)用程序可根據(jù)策略隨機選擇操作，模仿那些典型的桌面用戶工作負載，包括打開、保存、關(guān)閉，最小化和最大化窗口，查看HTML頁面，插入文字，插入隨機單詞和數(shù)字，播放幻燈片，觀看視頻，運行病毒掃描，發(fā)送和接收電子郵件，以及壓縮文件等。

RAWC工作負載度量工具在使用時可登錄共享網(wǎng)絡(luò)文件夾以使用同一的配置文件，通過RAWC創(chuàng)建GUI和應(yīng)用程序的寫入/打開/關(guān)閉的時間并記錄發(fā)生的任何錯誤。各種測試變量可以通過RAWC圖形用戶界面進行配置，包括可配置啟動延時以用于創(chuàng)建所謂的'啟動風暴'，以及配置操作密度（應(yīng)用程序操作之間的延遲）等。

通過測試的應(yīng)用程序和配置變量的組合，既可以增加或減少所部署的虛擬機和VMware ESX服務(wù)器集群的工作量。而其目的在于準確評估每個特定環(huán)境的虛擬桌面解決方案能夠支撐的可運行的虛擬機準確數(shù)量。

除了運行本地應(yīng)用程序，RAWC也可以運行在本地或遠程站點托管的VMware ThinApp應(yīng)用程序。

同時RAWC支持Active Directory組使用。在進行大規(guī)模部署的評估時會發(fā)現(xiàn)該功能非常有價值�；�于虛擬機所隸屬的Active Directory組成員類型，可以通過RAWC為該組成員配置專門的工作負載測試環(huán)境。這使得不同組別的虛擬機能夠運行不同的工作負載來模擬一個更現(xiàn)實的大規(guī)模的工作環(huán)境。

考慮到RAWC的上述特性與優(yōu)點，在壓力測試中我們即采用了這個工具以對軟硬件系統(tǒng)進行有效的事前度量與評估。

通過在實施基于VMware View的管理網(wǎng)客戶端桌面虛擬化解決方案壓力測試后，可以預(yù)期獲得如下收益：

（1）    提高資源利用率

根據(jù)有意義和依據(jù)的度量結(jié)果，對客戶端資源進行更為有效的統(tǒng)一調(diào)配和管理，實現(xiàn)服務(wù)器端計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源利用的最合理有效規(guī)劃。

（2）    準確評估成本與回報

在準確度量的基礎(chǔ)上，能夠更合理準備的評估上線虛擬化桌面系統(tǒng)的采購、建設(shè)成本，以帶來更好的系統(tǒng)投資回報。

三、測試環(huán)境

3.1 壓力測試環(huán)境工作原理圖

RAWC工具的組成包括以下部分：

負載會話啟動虛擬機（Session Launcher VM）：必須設(shè)置一個或多個負載會話啟動虛擬機以支持啟動桌面負載會話。每個負載會話啟動虛擬機可以支持啟動20個桌面負載會話。如果你需要模擬100個用戶的在線訪問負載，你需要創(chuàng)建5個此類型的虛擬機。

目標桌面虛擬機 -運行工作負載：RAWC代碼駐留在每個虛擬桌面上，以運行策略定義的各種工作負載。

RAWC控制器虛擬機：RAWC控制器管理RAWC GUI配置界面以及存放負載配置和日志文件的共享網(wǎng)絡(luò)文件夾。RAWC控制器可以是物理或虛擬機。

RAWC工具在設(shè)計時注意了以下幾點：

•簡單-最小的部件和軟件安裝包數(shù)。

•易于使用-以圖形用戶界面用于配置的工作負載，創(chuàng)建日志文件夾，啟動并清除配置文件。

•可擴展性 -根據(jù)測試要求，可測試的虛擬機數(shù)量不限。

•Active Directory支持-能夠根據(jù)確定的組織成員，找到與其匹配的正確的測試配置文件。

•基于策略的工作負載- 配置合理的工作負載作為度量的基礎(chǔ)。

RAWC的負載配置變量等如下簡述：

Active Directory組

RAWC如果對Active Directory群組進行配置，將據(jù)此查詢虛擬機的所屬成員的活動目錄組，然后找到正確的配置文件，并開始測試。此功能允許工作負載定義基于虛擬機的活動目錄組成員，從而使多個相同的工作負載運行在相同的測試場景中。對于大規(guī)模的測試，這將具有更實際的代表性。例如：某些部門組成員需要經(jīng)常訪問電子郵件，互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器和Adobe Reader軟件，但是，財務(wù)部門的日常工作可能更多的需要Excel等。

RAWC圖形用戶界面（GUI）

RAWC圖形用戶界面用于配置RAWC。圖形用戶界面讓使用者能夠方便的保存和檢索測試變量，創(chuàng)建日志文件夾，并定義在 Active Directory組基礎(chǔ)上的獨一無二的工作負載。此外，可以使用GUI來增加或減少工作負載或調(diào)整用戶行為(如每分鐘打字的速度等)。

配置標簽

配置選項卡包含兩部分，通用和工作負載，如下所示。配置選項卡包含測試、登陸信息，電子郵件變量，以及為每個Active Directory組選擇的應(yīng)用等。 

應(yīng)用程序啟動順序

此功能允許定義作為工作負載應(yīng)用程序的運行動作，以確定這些動作是否以一個隨機或靜態(tài)順序執(zhí)行。

隨機順序

隨機順序是RAWC標準模式。采用隨機順序應(yīng)用程序動作時，應(yīng)用程序工作負載將在不同的虛擬機以不同的順序運行。

當運行隨機順序的應(yīng)用負載申請時，需要了解以下幾點：

•應(yīng)用程序運行在一個隨機的順序。

•根據(jù)所選的人數(shù)，根據(jù)測試虛擬機的總數(shù)，應(yīng)用程序負載在不同啟動延時生效。

•在應(yīng)用程序之間的隨機延時（應(yīng)用程序啟動延遲）是即時計算的。當多個應(yīng)用程序負載運行在隨機模式下時，隨機延遲按照用戶選擇的上限在使用中即時計算。

靜態(tài)順序

靜態(tài)順序即是將多個應(yīng)用程序負載運行在一個靜態(tài)已定義順序上，所有的虛擬機將運行完全相同的順序，包括應(yīng)用程序負載的運行順序，以及多個應(yīng)用程序負載之間的固定延遲運行。此功能使測試者能夠一遍又一遍地重復(fù)測試。當運行靜態(tài)順序的應(yīng)用負載申請時，需要了解以下幾點：

•  將用完全相同的順序運行每個虛擬機上的每個迭代(下文)的應(yīng)用。

•  沒有啟動延時生效。在這種情況下延時已無關(guān)緊要，因為完全相同的應(yīng)用程序在每個虛擬機上按相同的順序運行。

•  在應(yīng)用程序之間的延時（應(yīng)用程序啟動延遲）現(xiàn)在是一個固定的延遲時間。用戶定義的上限將成為成為多個應(yīng)用程序之間的實際延遲。

應(yīng)用程序啟動延遲

應(yīng)用程序的啟動延遲用于增加或減少服務(wù)器上運行的應(yīng)用程序負載（更加密集的運行或其它）。請注意以下幾點：

•當運行應(yīng)用的隨機順序申請時，為應(yīng)用程序選擇的運行延遲數(shù)將成為隨機延遲的上限。例如，隨機延遲如果選擇120秒為上限，其實際隨機延時可以即時計算為1秒或119秒或任何在120秒之間的時間。

•當運行應(yīng)用的靜態(tài)順序申請時，對選定的上限運行延遲，將成為實際運行的應(yīng)用程序負載之間的固定延遲。

•通常，更大如果測試環(huán)境中的虛擬機數(shù)量越多，則建議選用較大的一個上限數(shù)字。

通過選擇較小的上限數(shù)字，可以生成通過使應(yīng)用程序運行更密集而因此產(chǎn)生較重的工作負載。

虛擬機的被測總數(shù)

壓力測試下使用的虛擬機總數(shù)，可用于判定虛擬機的”開始延遲” 。此功能能夠模擬一個正常的登錄場景，或者用于創(chuàng)建一個更加密集的'啟動風暴'。配置'啟動風暴'場景時，會發(fā)生更多的虛擬機同時啟動且他們的工作負載更加接近，從而在服務(wù)器上創(chuàng)建一個較大的負載峰值。一個'啟動風暴'的場景很可能實際發(fā)生在早上的首次系統(tǒng)登錄或者系統(tǒng)剛剛從停電中恢復(fù)。

•一個正常的登錄場景允許虛擬機在一段時間內(nèi)逐步運行他們的工作負載。根據(jù)以下描述，從最接近您進行測試的虛擬機數(shù)量中選擇對應(yīng)的場景。

-10個測試虛擬機 -   沒有啟動延時

-64個測試虛擬機 -   0到12分鐘啟動延時

-250個測試虛擬機 -  0到24分鐘啟動延時

- 500-1000個測試虛擬機 - 0到54分鐘啟動延時

測試模式

圖形用戶界面(GUI)允許選擇測試迭代的次數(shù)或持續(xù)的時間（分鐘）一RAWC測試將據(jù)此運行相應(yīng)數(shù)量的工作負載。

測試持續(xù)時長

圖形用戶界面(GUI)允許選擇你想要的虛擬機工作負載運行迭代次數(shù)。如果您對應(yīng)用程序的打開和關(guān)閉時間有興趣，你會想運行至少三個迭代——應(yīng)用程序需要較長時間才能打開第一次，到了第二次迭代，由于應(yīng)用/頁面已被緩存，其打開時間將大大縮短。

時間

持續(xù)時間允許您選擇想要進行壓力測試運行的時間。您不必再估算有多少次迭代，取而代之以進行4小時甚至8小時的壓力測試運行。當使用持續(xù)時間時，需要了解以下幾點：

•虛擬機不會在完全相同的時間或準確的持續(xù)時間上結(jié)束。

•在隨機順序（或靜態(tài)順序）應(yīng)用程序延遲之前和之后，將進行時間的檢查。

•當應(yīng)用程序正在執(zhí)行時，時間檢查將發(fā)生在一個特定點，例如：

一時間檢查發(fā)生在電子郵件發(fā)送之前或之后，但不會在電子郵創(chuàng)建時。

一時間檢查發(fā)生在幻燈片演示之前或之后。

•當持續(xù)時間已經(jīng)得到滿足時，日志文件被關(guān)閉，同時在虛擬桌面上任何已打開的應(yīng)用程序?qū)㈥P(guān)閉。

注銷用戶

測試者現(xiàn)在可以通過圖形用戶界面，指定如果用戶登錄的虛擬機進行工作負載測試后是注銷退出還是仍然登錄。

3.2測試結(jié)論及分析

以下我們以模擬40個并發(fā)用戶的訪問負載，來對虛擬桌面平臺進行壓力測試。

主要模擬用戶日常辦公的word應(yīng)用和IE應(yīng)用。同時開啟上述的應(yīng)用，并隨機的打開，切換應(yīng)用。

在word中，模擬用戶輸入文字 ，插入圖片，保存文檔，刪除文字，關(guān)閉、開戶word等

在IE中，將模擬用戶打開IE，拖動IE滾動條，關(guān)閉、打開IE窗口等。

對于普通的日常辦公用戶而言，上述操作具有非常的普遍性和適用性。30個每隔60秒進行一個用戶的登錄，每個用戶模擬上述的WORD及IE操作達20分鐘，完成后自動注銷桌面。

管理員可以監(jiān)測VMware Vcenter來查看包括CPU/內(nèi)存/網(wǎng)絡(luò)/磁盤響應(yīng)等的性能數(shù)據(jù)及趨勢。

在一臺2CPU，24G內(nèi)存的HP服務(wù)器機器上，創(chuàng)建40個虛擬機（1VCPU,1G內(nèi)存，40G虛擬磁盤），并進行壓力測試，總體上看，除了內(nèi)存占用率到80-90%以外，其他各項指標均在可控范圍內(nèi)。

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