Citrix 虚拟化显卡方案.docx

针对不同的绘图应用程序、图形的类型（二维/三维）和图纸文件的大小，Citrix提供五种不同的解决方案，都能够满足将图纸文件集中到数据中心统一管理以实现*对安全性的要求。下文中详细描述四种方案在性能、硬件需求等方面的需求。目录一：应用虚拟化二：标准桌面虚拟化三：HDX 3D Pro Graphics四：FlexCast Provisioning流模式五：Multi-GPU Pass-through for XenDesktop &XenApp针对不同的绘图应用程序、图形的类型（二维/三维）和图纸文件的大小，Citrix提供五种不同的解决方案，都能够满足将图纸文件集中到数据中心统一管理以实现对安全性的要求。下文中详细描述四种方案在性能、硬件需求等方面的需求。一：应用虚拟化使用Citrix XenApp发布绘图应用程序，用户使用普通PC或瘦客户机远程访问。XenApp可以让多个用户同时访问，分享服务器资源。示意图如下：应用虚拟化方案适合用于发布OA应用、财务应用以及二维轻量图形应用，优点是多用户共享后台服务器资源，对硬件需求较少，例如4GB内存的PC服务器可以支撑50个Office用户的同时访问。同时由于高效的ICA协议，应用虚拟化解决方案对网络要求很低，每个会话只占用20Kbps左右的带宽。但是对于图形处理要求高（特别是需要图形加速卡才能工作的）或者有特殊License控制的应用软件，这种方案并不适用。二：标准桌面虚拟化Citrix XenDesktop FlexCast中标准VDI解决方案，使用XenServer将一台物理机虚拟成多个虚拟的Windows XP操作系统，在虚拟机中安装各种应用软件，使用Citrix ICA协议将桌面远程交付给终端用户。其示意图如下：与应用虚拟化方案相比，该方案由于每个用户独占一个虚拟机操作系统，可以有效支持某些特殊License要求的应用程序，同时图形应用的性能稍好。由于使用了服务器虚拟化技术，多个用户可以共享同一台物理服务器，例如一台两路四核、16GB服务器可以同时支持30个左右512M内存的XP用户。但是由于服务器虚拟化技术无法利用图形显示卡，重负荷的图形应用远程访问时性能较差。例如Catia的文件，50M左右的三维部件图形能尚可，但是几百兆的整机图三维旋转不连续。三：使用ICA协议访问远程刀片工作站：HDX 3D Pro Graphics在图纸类研发设计企业中，用户会用到的画图软件有些资源需求一般，如Autocad、Pro/E常用于2D图，有些资源需求较大，如Catia常用于大型的3D图，XenApp如果服务器够强劲的话，可以满足Autocad、Pro/E等2D图纸设计需要，但Catia等大型的3D图XenApp就不合适了，服务器的负载会很重，50M左右的三维部件图形能尚可，但是几百兆的整机图三维旋转时，客户端就只能看到不连续的旋转效果了。所以大型的3D设计需要采用XenDesktop来实现，在服务器端为每个用户单独分配一台虚拟机，而不是像XenApp一样多人共用一台机。但采用XenDesktop也带来一个核心的问题，由于每个用户的操作系统是虚拟出来的，但是目前的虚拟机所虚拟出来的显卡，是不支持图形加速功能的，大型的3D设计图就算你给操作系统再多的CPU和内存，但由于没有专门的图形加速卡来处理，所以客户端还是只能看到不连续的旋转效果图。Citrix XenDesktop FlexCast中的HDX 3D方式可以代替使用ICA代替这些专用传输协议，在100Kbps左右的带宽条件下就可以使三维图形软件流畅工作。简单说Citrix的HDX 3D Pro Graphics就是不采用虚拟机，而直接采用物理机的方式来解决图形加速卡的问题。在后台为每个用户准备好一台物理的服务器，服务器可以是塔式的服务器，也可以是刀片的服务器。然后在这些服务器上安装Citrix HDX 3D Pro Graphics客户端程序（当然还有VDA的客户端），再通过XenDesktop将这些机器安装好了3D画图软件的桌面，发布给画图的客户端人员通过Citrix客户端来使用。其示意图如下：和前两种方案相比，使用ICA协议访问远程刀片工作站的解决方案可以提供最好的图形效果，因为Citrix XenDesktop的HDX 3D代理可以有效利用刀片工作站上的图形加速卡，远程桌面的图像信息经过图形加速卡处理后再交由ICA协议传输到客户终端。和硬件厂商的专用传输协议相比，对网络资源的占用大大减少，但是性能基本上保持一致。由于每个用户都需要占用一台刀片工作站，因此成本较高，管理工作量也比较大。四：无盘工作站（PVS的流模式）由于HDX 3D Pro Graphics模式每个用户都需要占用一台刀片工作站，因此成本较高，管理工作量也比较大。Citrix XenDesktop桌面虚拟化FlexCast中还提供Provisioning无盘的解决方案，将用户原来带3D图形加速卡的高性能机器，本地硬盘的操作系统、应用程序和用户文件整体打包，制作成类似Ghost的镜像文件，保存到后台Provisioning Server服务器上或者是后台存储上，然后拔除本地硬盘。在系统BIOS中改成使用网卡PXE启动，利用PXE功能和后台Provisioning Server取得联系，再将镜像文件通过Streaming技术加载到前端的PC中，所有的操作运算其实都发生在本地的CPU、内存，并调用本地的图形加速卡处理。FlexCast Provisioning是XenDesktop产品组件，部署和实现不需要硬件架构调整，除了拔硬盘。其实意图如下：这种方案在保证数据安全的前提下需要的投资最小，性能和传统的PC最接近，基本没有损耗。但是由于在Streaming过程中，大量数据会在网络中传输，该方案对网络要求较高。同时如果客户端硬件配置不标准，有很多个性化的不同镜像，就会带来很大的管理工作量。五：Multi GPU Pass-through1.GPU Pass-through的原理第三种HDX 3D Pro Graphics模式会带来成本上的问题，而第四种的FlexCast Provisioning流模式也导致网络开销过大，有没有一种折衷的方式呢？答案是有的，就是利用XenServer 6.0版本正式支持的GPU透传模式。Multi-GPU Pass-through，即GPU透传模式就是将主机的多块物理GPU按照一比一的比例分配给此主机上运行的虚拟桌面，并且通过Citrix XenDesktop的HDX 3D Pro技术让此虚拟桌面里面的应用程序直接调用GPU板卡处理能力，实现三维运算工作站集中管理和维护。下图左边就是第三种模式的工作原理图，右边就是Multi-GPU Pass-through的工作原理图。Multi-GPU Pass-through的工作方式：首先主机上物理的GPU板卡会被XenServer自动创建为一个GPU组。随后此GPU组会被分配给一些指定的虚拟机，每个虚拟机会被分配到一个GPU，在虚拟机启动的时候自动加载GPU。当GPU组中的每一个GPU都在使用的时候，额外的虚拟机启动时将无法得到GPU资源，当然，能够被分配到GPU的虚拟机和不能被分配到GPU的虚拟机可以同时是在同一台主机上运行。如下图所示：2.GPU Pass-through对GPU的硬件要求由于Multi-GPU Pass-through需要XenServer调用GPU资源，所以对GPU的型号有一些要求，并不是所有显卡都可以，下面是Citrix官方主页上对于Multi-GPU Pass-through的显卡型号要求列表。/GPUPass-throughDeviceList.aspx3.GPU Pass-through限制条件Multi GPU Pass-through也会有一些限制条件，请大家注意：A.一个GPU最多给一个虚拟机使用，暂不支持GPU共享；B.不支持GPU卡热插；C.虚拟机不能suspend/resume；D.只支持Windows操作系统；E.XenCenter上预设是通过VNC显示虚拟机console，启用了GPUPass-through的机器VNC功能会被禁用，也就是说XenCenter将无法看到该虚拟机屏幕，需要在XenCenter虚机console右上角改用RDP，所以请提前配置启用RDP功能；F.因为虚拟机绑在硬件显卡上，用GPUPass-through的虚拟机不能做线迁移和WLB；4.GPU Pass-through注意事项其他的一些注意事项：A.GPU Pass-through必须配合使用HDX 3D Pro功能使用，在安装VDA时，选择高级安装，安装后，使用dxdiag命令，显示选项下下面只会看到物理显卡的参数，Citrix虚拟出的显卡均会消失B.分配显卡后，通过console口为显卡安装驱动，安装后，可以使用dxdiag命令查看显卡是否正常工作；C.在成功进行Pass-through后，使用dxdiag功能，有可能只会看到3D功能是enable，D