GPU图形桌面云解决方案

图形桌面云
解决方案
—Version 1.0
文档版本号：v 1.0
版本日期：2017-01-08
虚拟化技术方案
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目录
1 需求分析 (3)
2 架构设计 (4)
3 GPU图形桌面资源分析 (5)
3.1 服务器端 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.1.1 CPU (5)
3.1.2 GPU (5)
3.1.3 内存 (6)
3.1.4 存储 (6)
3.1.5 网络 (6)
3.1.6 安全..................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2 瘦客户端 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

4 收益及价值 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。

5 建议配置 (8)
1需求分析
当前，某企业采用传统PC为研发设计人员（本方案以15人为调查基础）提供基于Windows操作系统的图形设计办公场所，PC系统支撑着例如AutoCAD、Office、IE浏览器、Email、通讯等软件以及本地磁盘存储研发数据的工作。

经了解，现阶段用户的PC环境存在如下主要问题：
1)内存问题：由于图形设计需要调用大量内存，研发设计人员经常遭遇PC内存不足，导致PC对数据处
理的速度跟不上研发设计人员能够接受的处理时间范围要求。

同时，PC机内存的添加较为麻烦，很难通过技术层面实现动态的内存调配。

2)数据问题：由于本地磁盘保存着研发设计软件的数据，这些研发数据也正是企业的核心资产，不仅存
在丢失和泄露的风险，而且数据分散在每一台PC当中，很难实现有效的数据资产管控。

3)管理问题：由于传统PC基于分散式部署的特点，因此在PC管理上也是分散、逐步的管理，通常企业
IT人员会采用GHOST、还原精灵以帮助用户快速恢复操作系统，但是依然存在众多问题，如数据的一致性、系统的补丁完整性、插件的安装、软件的升级等。

2架构设计
为解决以上问题，本方案通过云计算的重要技术分支——桌面虚拟化，为用户打造一套基于云平台的新型桌面操作系统的部署、使用、管理、及维护方式。

由于桌面虚拟化包含众多技术架构，本方案设计采用的架构为基于服务器为基础的虚拟桌面架构（Virtualization Desktop Infrastrue，简称VDI）。

VDI架构是通过在服务器上安装虚拟化软件，将服务器虚拟化，并在虚拟化的服务器上并排安装多达几十台的虚拟机，这些虚拟机可以是企业常用的Windows XP、Windows 7，或者是Linux操作系统。

虚拟机之间相互隔离、封装，互不影响，每一个使用虚拟机操作系统的用户均认为自己独占了硬件资源。

同时，IT管理员可以通过虚拟化软件，集中管理所有的服务器、虚拟机、应用软件、用户、及其他安全策略。

在用户层面，使用者可以通过瘦客户机或移动设备来远程访问“云端”的虚拟机，虚拟化软件会在经过用户授权验证后，将虚拟机桌面在本地瘦客户机的屏幕上显示出来。

使用者通过本地的键盘、鼠标等外设输入信息，信息通过光信号传输到服务器端，因此数据根本没有在本地，使用者只是通过光信号远程控制虚拟机而已。

其方案整体设计架构如下图所示：
图 GPU图形桌面云整体设计架构
3GPU图形桌面资源分析
本方案为15个用户设计GPU图形桌面所需资源进行分析。

下面通过对服务器的配置要求和分析进行详细的描述。

说明：本方案只阐述方案可行性和设计理念，详细功能方案及价值收益暂未阐述。

3.1 CPU
1)通常，经过虚拟化的服务器，可以虚拟出来的vCPU（即虚拟CPU）数量为“2*线程数”，即一颗16
线程的CPU，可以虚拟出32个vCPU。

为保证AutoCAD图形设计软件的运行速度，建议为每个VM （即虚拟机）配置2个vCPU或4个vCPU。

2)服务器的CPU主频高低，是远程交付高清图像质量的决定性因素。

通常，建议GPU图形桌面的CPU
主频不低于3.0GHz。

结论：15个用户应配置30个vCPU，故CPU的核心不少于15个（2vCPU/VM）或30个（4vCPU/VM），且要求主频不小于3.0GHz。

3.2 GPU
1)通常，实现vGPU（即虚拟GPU）的方法是通过采用NVIDIA专业级K2或K1显卡，并通过虚拟化软
件对显卡进行切分。

如下表所示，可以看出相应的切分方式和使用效果。

比如将一张GRID K2显卡切分为GRID K220Q，它的显卡虚拟切分比例为16个，即将一张K2显卡切分为16个GRID K220Q，并分配给16个虚拟机使用，每个虚拟机分配512MB的显存，同时支持2560*1600的分辨率，满足了轻量3D用户的使用。

表 NVIDIA专业图形显卡详解列表
向于低端3D场景。

结论：15个用户应配置1张K1或K2显卡（按需选择）。

3.3 内存
1)通过虚拟化软件对资源的动态分配功能，IT管理员可以对用户的虚拟机内存进行动态的调整。

由于对
内存要求较高，可以为每个虚拟机分配8GB或16GB内存，故15个虚拟机需要120GB或240GB内存。

2)通常，成熟的虚拟化软件自带内存复用技术，即可以为每一个虚拟机设定内存使用的范围值，当一个
虚拟机的内存使用率较低时，空闲的内存可以自动释放出去，并“借”给对内存需求较高的其它虚拟机使用。

因此，在配置内存时，只需按实际每个虚拟机最大使用的内存进行配置即可，无需过多的配置内存冗余。

结论：15个用户应配置120GB或240GB内存（按需选择）。

3.4 存储
1)由于把所有的桌面操作系统均集中部署在服务器的虚拟化软件上，因此对服务器的本地集中存储要求
较高，尤其是对数据的读写速率要求甚高。

通常，一个GPU图形桌面虚拟机对IOPS的平均要求是60个IOPS每秒，而集中开机时，每一个虚拟机则要求200个IOPS每秒。

故15个虚拟机，应满足3000个IOPS。

然而，机械硬盘的IOPS较低，不到200个IOPS，要满足3000个IOPS，则需要15块机械盘。

由于数据容错保护的需要，我们还要配置RAID，因此对硬盘数量的要求更多。

SSD固态硬盘可以完美解决IOPS不足的问题，服务器用的企业级SSD硬盘，通过IOPS可达6000以上，足以满足数据读写要求。

2)通常，给每个虚拟机操作系统分配30GB作为系统盘，200GB作为数据盘，并可以按需调整，15个虚
拟机则需要配置450GB系统盘空间，3TB数据盘空间。

结论：配置2块300GB SAS作为底层虚拟化软件系统盘（做RAID 1），2块450GB SSD作为虚拟机系统盘（做RAID 1），配置4块1TB SATA作为虚拟机数据盘（做RAID 5）。

3.5 网络
1)通常，虚拟机对局域网的优质要求是1MB/s，但通常下行60KB/s即可运行虚拟机。

故15个虚拟机最
低要求900KB/s的带宽，故百兆网络即可满足最低要求。

但优质条件下，15个虚拟机则需要15MB/s 的带宽，故千兆网络最佳。

2)虚拟机对广域网的使用与传统PC使用体验相同，不同的是，必须通过VPN进行连接，不然无法实现
管理，企业也无法提供大量的广域网IP来配置虚拟机。

作为备用。

网络设备交换机采用千兆交换机即可。

4建议配置。