存储对桌面云的影响分析

吴雷雷　李华　于雅静　卢玢鑫

摘要：桌面云的应用范围越来越广，从运营商到一些安全性较高的企事业单位，有些已经推广到个人用户，可以说应用前景非常明朗。文章针对市场上现有主流存储的特点以及桌面云系统自身的特点，对存储在桌面云系统中的应用进行了分析及阐述。

关键词：桌面云；存储；IOPS；虚拟桌面；全闪盘阵列 文献标识码：A

中图分类号：TN915 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

块存储和文件存储是我们比较熟悉的两种主流的存储类型。目前大部分的磁盘阵列系统都是块存储模式，NAS存储基本都是基于文件的。NAS存储主要应用于FTP、在线视频点播、监控系统等。

2 存储性能指标

影响存储性能的指标一般来说有两个：IOPS和吞吐量。在磁盘内部带宽充足的情况下，存储的IOPS对存储性能影响较大。影响存储IOPS性能有磁盘类型、磁盘转速、RAID方式。

目前运营商主要业务系统的存储采用的磁盘类型为SAS，边缘系统采用SATA，FC类型的由于成本较高已逐步退出市场；对于新型的SSD固态盘，开始试点性应用，以下主要针对SAS盘及SSD固态盘进行分析。

SAS硬盘本质上是一种机械装置，实际应用中，采用10K和15Krpm转速的较多。磁盘完成一次I/O请求与寻道时间、数据传输速度和自身旋转延迟有关。IOPS=1000/（3+60000/15000/2）=200（运营商所用磁盘一般为15Krpm，因此，本文只计算15Krpm磁盘的IOPS）实际应用中磁盘实际所能提供的IOPS还与采用的RAID方式有关。

SSD硬盘：是一种新型的存储磁盘，同传统的磁盘不一样的地方在于，不需要像传统磁盘那样需要寻道和旋转，因此大大降低了寻址开销，因此IOPS可以非常高，能够达到数万甚至数十万。目前市场上的SSD硬盘的IOPS值从几千到数万不等。

3 桌面云系统及存储在其内的应用分析

桌面云是一种将用户桌面与实际终端设备相分离的应用模式。它将原本运行在用户终端上的桌面和应用程序托管到服务器端运行，并由终端通过网络进行远程访问，而用户终端本身仅实现输入输出与界面显示功能。

在这一应用模式下，将与用户终端相对的服务器端部分，包括桌面虚拟化软件及相应服务器、存储和网络资源组成的系统，统称为桌面云系统。

按照云桌面系统提供的资源类型和实现技术不同，可以分为远程共享桌面、远程共享应用和虚拟桌面等三种类型：（1）远程共享桌面。远程共享桌面利用服务器操作系统（如Windows Server 2003、Windows Server 2008）的多用户会话共享功能，允许多个用户同时远程连接到同一个操作系统，并为每个用户提供不同的桌面。用户可拥有自己的桌面配置，并共享使用桌面应用程序；（2）远程共享应用。远程共享应用的技术实现方式与远程共享桌面类似，即仍然是基于同一操作系统内的会话共享。不同点在于，用户不会看到服务器端的整个桌面，而是直接运行指定的应用程序，体验与本地应用类似；（3）虚拟桌面。虚拟桌面是基于服务器虚拟化提供的可远程访问的桌面，即服务器为每个用户分配一个虚拟机（安装Windows XP、Windows 7等桌面操作系统），用户远程访问自己的虚拟机，并可拥有独立、完全的桌面使用和控制权限。

目前来看，桌面云是解决当前桌面应用中所面临的管理维护、信息安全以及节能等问题的最佳选择。

一般来讲，普通PC的性能主要取决于CPU和内存的配置，实际上PC机的硬盘对PC的性能影响也是很大的。PC上所有的文件均存储在硬盘上，硬盘的写入和读取速度直接决定了电脑运行软件的速度，比如说在游戏里面需要载入地图之类的，而读取速度慢的硬盘可能需要等上几分钟甚至几十分钟，读取快的硬盘一般1～2分钟就好。同样的，桌面云中单个桌面的性能也取决于三方面：CPU、内存和存储。其中CPU和内存只需提高服务器配置及提高单桌面的分配值即可，对于存储存在多重解决方案，下文将进行详细分析。

3.1 单桌面配置

某省移动公司针对单桌面配置进行了单独的测试，测试过程在此不一一赘述，测试结果如下所示：

选用VMware虚拟化软件，20个桌面可共享一个操作系统。以上单桌面所需IOPS为稳定运行时的值，桌面启动时IOPS瞬间会高达100，也就是所谓的启动风暴。

3.2 存储配置

为了对比，选取1000个桌面进行实际配置。

3.2.1 SAS硬盘。1000个桌面所需的IOPS=1000*20=20000；所需的存储容量=（1000*30/20+1000*50）/1000=51.5T。

选用RAID 0+1，读写比例按照4∶6考虑，单个SAS硬盘按照300G考虑，所需硬盘的数量为：为满足20000的IOPS的话，需要544块300G SAS硬盘，有效容量达到81.6T左右。由此可见，为了满足IOPS的性能要求，势必需要配置更多的硬盘，形成一定的资源浪费。为满足51.5T的容量需求的话，需要343块300G SAS硬盘，实际IOPS为12605，不满足需求。

3.2.2 SSD硬盘。单块SSD硬盘的容量为200～800G不等，IOPS由3000～10000，本次选用400G，IOPS按照4000进行配置及选用RAID0+1的方式。满足容量的话，需要258块SSD硬盘，IOPS达到51600，可满足需求，并可很好的解决启动风暴问题。

目前，市场上一些主流存储厂商已经开始推出全闪盘存储，并在国外某些场景已进行了商务应用。

4 结语

目前，桌面云的应用范围越来越广，从运营商到一些安全性较高的企事业单位，有些已经推广到个人用户，可以说应用前景非常明朗。桌面云的优化工作显得越来越重要，PC服务器的CPU发展迅速，由几年前的2核到现在的16核，单台服务器所能承载的桌面从CPU处理能力上来讲得到飞速发展，可是实际上单台服务器的承载能力远远达不到通过计算得出的理论值，归根到底来说就是单桌面的IO成为了单桌面性能的瓶颈。全闪盘阵列的出现可以解决IOPS的问题，从而提高单台服务器的承载能力。采用全闪存阵列可以充分释放CPU的处理

能力。

虽然全闪盘阵列存在非常多的优点，缺点也同样明显，主要缺点有以下两点：（1）成本高，全闪盘阵列的成本高达5万～10万/T，而普通的SAS存储成本为1万～3万/T；（2）SSD的优势是延迟低，但SSD不耐擦写，经过数千次擦写之后，就不能再使用。针对上述两点，一些存储厂商通过一些新的技术手段来进行优化，如针对高成本问题，采用消重技术，某些厂商的全闪盘阵列的消重比可达3∶1；针对第二点，可通过在SSD硬盘上增加备用存储颗粒的方法，一旦一些存储颗粒损坏后，备用存储颗粒可马上启用。

受成本影响，桌面云系统中应用全闪盘阵列存在一定难度，随着技术的发展，全闪盘阵列的成本会进一步降低，全闪存阵列还主要应用在一些高IOPS的应用场合，如数据库等；届时，全闪存阵列会得到更广的应用，桌面云系统中的单桌面体验会越来越好。

作者简介：吴雷雷（1980-），男，河北邢台人，中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司工程师，研究方向：移动通信互联网、数据支撑网。

（责任编辑：周 琼）