Εικονικοποίηση και απόδοση εφαρμογών: ένας πλήρης οδηγός για να αξιοποιήσετε στο έπακρο την υποδομή σας

Informatec Digital » Πόροι » Εικονικοποίηση και απόδοση εφαρμογών: ένας πλήρης οδηγός για να αξιοποιήσετε στο έπακρο την υποδομή σας

Η εικονικοποίηση , με απλά λόγια, περιλαμβάνει τη δημιουργία εικονικών εκδόσεων φυσικών πόρων (διακομιστές, αποθηκευτικό χώρο, δίκτυα ή εφαρμογές) για την εκτέλεση πολλαπλών περιβαλλόντων στο ίδιο υλικό. Αυτή η δυνατότητα «τεμαχισμού» ενός φυσικού διακομιστή σε διάφορες λογικές παρουσίες αποτελεί το θεμέλιο του cloud computing και των περισσότερων σύγχρονων κέντρων δεδομένων.

Μια εικονική μηχανή (VM) είναι ένα απομονωμένο σύστημα με τη δική του εικονική CPU, μνήμη, χώρο αποθήκευσης και δίκτυο, που έχει κατασκευαστεί από τους φυσικούς πόρους ενός κεντρικού υπολογιστή. Κάθε VM συμπεριφέρεται σαν να ήταν ανεξάρτητος υπολογιστής και συνήθως είναι ενθυλακωμένη σε ένα ή περισσότερα αρχεία, καθιστώντας σχετικά εύκολη τη μετακίνηση, την αντιγραφή και την επαναφορά της.

Το στοιχείο που καθιστά όλα αυτά δυνατά είναι ο υπερεπόπτης ή VMM (Virtual Machine Monitor). Η λειτουργία του είναι να διαχωρίζει τους φυσικούς πόρους του κεντρικού υπολογιστή (CPU, RAM, δίσκο, δίκτυο) και να τους κατανέμει στις διαφορετικές εικονικές μηχανές που τους χρειάζονται, ελέγχοντας τη χρήση τους και απομονώνοντάς τους μεταξύ τους, έτσι ώστε μια βλάβη σε μια εικονική μηχανή να μην επηρεάζει το υπόλοιπο σύστημα.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι hypervisors . Ο Τύπος 1 (bare metal) εκτελείται απευθείας στο υλικό του διακομιστή και είναι συνηθισμένος σε κέντρα δεδομένων και ιδιωτικά cloud. Ο Τύπος 2 εγκαθίσταται ως εφαρμογή πάνω από ένα λειτουργικό σύστημα κεντρικού υπολογιστή (για παράδειγμα, ένας hypervisor επιφάνειας εργασίας για την εκτέλεση πολλαπλών εικονικών μηχανών σε φορητό υπολογιστή).

Στο οικοσύστημα Linux, η KVM (Kernel-based Virtual Machine) είναι ιδιαίτερα σημαντική , ένας υπερεπόπτης τύπου 1 ενσωματωμένος στον πυρήνα που επιτρέπει στις εικονικές μηχανές (VM) να επωφελούνται από την απόδοση και τις δυνατότητες του Linux, με πολύ λεπτομερή έλεγχο της CPU, της μνήμης και των συσκευών.

Τι είναι η εικονικοποίηση εφαρμογών και πώς διαφέρει από την εικονικοποίηση διακομιστή;

Η εικονικοποίηση εφαρμογών διαχωρίζει την εφαρμογή από το λειτουργικό της σύστημα, έτσι ώστε το πρόγραμμα να εκτελείται χωρίς να είναι στην πραγματικότητα εγκατεστημένο στη συσκευή του χρήστη. Η εφαρμογή «πιστεύει» ότι επικοινωνεί με το λειτουργικό σύστημα, αλλά στην πραγματικότητα επικοινωνεί με ένα ενδιάμεσο επίπεδο (υπερεπόπτη εφαρμογής ή τεχνολογία απομόνωσης) που ανακατευθύνει την πρόσβαση σε αρχεία, το μητρώο και άλλους πόρους.

Συνήθως, αυτές οι εφαρμογές εκτελούνται σε έναν κεντρικό διακομιστή (σε ένα κέντρο δεδομένων ή στο cloud) και παραδίδονται μέσω ενός δικτύου (LAN ή internet) στη συσκευή του χρήστη. Για τον τελικό χρήστη, η εφαρμογή φαίνεται εγγενής, αλλά στην πραγματικότητα δημοσιεύεται ή εικονικοποιείται σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον.

Σε αντίθεση με την εικονικοποίηση διακομιστή, η οποία λειτουργεί σε επίπεδο ολόκληρου του λειτουργικού συστήματος , η εικονικοποίηση εφαρμογών λειτουργεί σε επίπεδο μεμονωμένων προγραμμάτων : ένα έγγραφο Word, ένα CRM, ένα ERP, ένα εργαλείο σχεδίασης κ.λπ. Αυτό απλοποιεί σημαντικά τη διαχείριση, την απομόνωση και τις ενημερώσεις, αλλά εισάγει προκλήσεις στην απόδοση που σχετίζονται με το δίκτυο, την αποθήκευση και τα προφίλ χρηστών.

Οφέλη της εικονικοποίησης εφαρμογών για χρήστες, IT και επιχειρήσεις

Από την οπτική γωνία του τελικού χρήστη , το κύριο πλεονέκτημα είναι η ελευθερία. Μπορούν να χρησιμοποιούν την προτιμώμενη συσκευή τους (εταιρικό φορητό υπολογιστή, προσωπικό υπολογιστή, thin client, tablet) και να έχουν πρόσβαση σε εταιρικές εφαρμογές χωρίς να χρειάζεται να ανησυχούν για την εγκατάσταση, την ενημέρωση ή τη συντήρηση οποιουδήποτε στοιχείου. Για αυτούς, η εναλλαγή συσκευών είναι σχεδόν απρόσκοπτη: συνδέονται και έχουν τις συντομεύσεις τους έτοιμες για χρήση.

Για τους διαχειριστές IT , η εικονικοποίηση εφαρμογών αποτελεί σημαντική ανακούφιση. Αντί να αναπτύσσουν και να ενημερώνουν λογισμικό σε εκατοντάδες ή χιλιάδες υπολογιστές, εγκαθιστούν και συντηρούν την εφαρμογή σε έναν ή λίγους διακομιστές και την κυκλοφορούν σε εξουσιοδοτημένους χρήστες. Αυτό συγκεντρώνει τη διαχείριση σε μία τοποθεσία και κάνει την εφαρμογή ενημερώσεων κώδικα, τις αλλαγές έκδοσης, τις διαμορφώσεις ασφαλείας και τις πολιτικές πολύ πιο γρήγορη.

Οι προγραμματιστές επωφελούνται επίσης. Μπορούν να έχουν διαφορετικά εικονικά περιβάλλοντα στο ίδιο σύστημα για να δοκιμάζουν κώδικα σε διάφορες εκδόσεις λειτουργικού συστήματος ή συνδυασμούς λογισμικού, χωρίς να χρειάζεται να δημιουργούν πολύπλοκα φυσικά εργαστήρια. Επιπλέον, η απομόνωση που παρέχεται από το επίπεδο εικονικοποίησης τους επιτρέπει να ανοίγουν δυνητικά κατεστραμμένα ή επικίνδυνα αρχεία χωρίς να θέτουν σε κίνδυνο το σύστημα υποδοχής.

Για τον οργανισμό στο σύνολό του, η εικονικοποίηση εφαρμογών διευκολύνει πρωτοβουλίες όπως το BYOD (Bring Your Own Device - Φέρτε τη Δική σας Συσκευή) , μειώνει την ανάγκη αγοράς ισχυρών εταιρικών συσκευών, απλοποιεί την υποστήριξη και συνήθως μεταφράζεται σε σημαντική εξοικονόμηση σε διπλότυπες άδειες χρήσης, ώρες υποστήριξης και πρόωρες ανανεώσεις υλικού.

Ένα σημαντικό σημείο είναι η συμμόρφωση με τους κανονισμούς . Δεδομένου ότι τα ευαίσθητα δεδομένα δεν βρίσκονται στη συσκευή του χρήστη (αλλά στο κέντρο δεδομένων ή στο cloud), είναι ευκολότερη η συμμόρφωση με κανονισμούς όπως το HIPAA ή το PCI-DSS, καθώς η επιφάνεια επίθεσης μειώνεται και ο έλεγχος πρόσβασης και ο έλεγχος είναι κεντρικοί.

Επίδραση της εικονικοποίησης στην απόδοση: CPU, RAM, δίσκος και δίκτυο

Η εικονικοποίηση εισάγει πάντα μια συγκεκριμένη επιβάρυνση πόρων , επειδή εμφανίζεται ένα επιπλέον επίπεδο μεταξύ της εφαρμογής και του υλικού (ο υπερεπόπτης, η μηχανή δημοσίευσης, ο απομακρυσμένος πελάτης κ.λπ.). Παρόλο που αυτή η επιβάρυνση είναι συνήθως μικρή εάν η πλατφόρμα έχει το σωστό μέγεθος, αξίζει να κατανοήσουμε πού είναι πιο αισθητή.

Σε επίπεδο CPU , οι δοκιμές συγκριτικής αξιολόγησης δείχνουν ότι μια τυπική εικονική μηχανή (VM) που εκτελείται σε KVM ή VMware vSphere επιτυγχάνει απόδοση μεταξύ 5% και 7,5% χαμηλότερη από το ίδιο σύστημα που εκτελείται απευθείας σε βασικό υλικό. Αυτή η διαφορά είναι αποδεκτή για τις περισσότερες εταιρικές εφαρμογές (σουίτες γραφείου, εφαρμογές web, ERP), αλλά μπορεί να είναι κρίσιμη για εργασίες που απαιτούν υπολογιστικές απαιτήσεις, τεχνητή νοημοσύνη ή απόδοση 3D.

Στη μνήμη RAM DDR4 έναντι της DDR5 , η αποτελεσματική ταχύτητα μπορεί να μειωθεί κατά περίπου 7-13% λόγω της πρόσθετης διαχείρισης που απαιτείται από τον hypervisor. Σε πολύ απαιτητικά περιβάλλοντα, αυτό απαιτεί είτε υπερμεγέθη μνήμη είτε περιορισμό του αριθμού των εικονικών μηχανών ανά κεντρικό υπολογιστή για την αποφυγή συμφορήσεων.

Η πιο αισθητή διαφορά είναι στον χώρο αποθήκευσης (IOPS) . Οι δοκιμές με εργαλεία όπως το fio δείχνουν μειώσεις στην απόδοση κατά περίπου 17-25% σε τυχαίες λειτουργίες ανάγνωσης/εγγραφής 4K σε σύγκριση με τον ίδιο δίσκο σε bare metal. Η επιλογή συστοιχιών NVMe, SSD υψηλής απόδοσης, cache και ενός καλού σχεδιασμού κοινόχρηστου χώρου αποθήκευσης είναι κρίσιμη για την ομαλή λειτουργία των VM και των εικονικοποιημένων εφαρμογών.

Η καθυστέρηση δικτύου μπορεί επίσης να αυξηθεί, ειδικά όταν πολλές εικονικές μηχανές μοιράζονται την ίδια φυσική διεπαφή ή όταν μετακινείται κίνηση με μεγάλη χρήση γραφικών ή βίντεο σε απομακρυσμένες συνεδρίες. Ο σχεδιασμός δικτύου (VLAN, QoS, εύρος ζώνης, εκφόρτωση) και η χρήση αποτελεσματικών πρωτοκόλλων δημοσίευσης γραφικών κάνουν σημαντική διαφορά στην εμπειρία του χρήστη.

Περιβάλλοντα Windows, App-V και VDI/RDS: απόδοση στην πράξη

Στα σύγχρονα περιβάλλοντα Windows (Windows 7 SP1, Windows 10, Windows 11, Windows Server 2012 R2 και 2016), η εικονικοποίηση εφαρμογών με το Microsoft App-V είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες για την παροχή εφαρμογών σε σενάρια Υπηρεσιών Απομακρυσμένης Επιφάνειας Εργασίας (RDS) και υποδομές VDI.

Σε αυτά τα περιβάλλοντα, οι χρήστες συνήθως εργάζονται σε μη μόνιμους υπολογιστές (VM ή κεντρικούς υπολογιστές RDSH που αναγεννώνται συχνά). Για να διασφαλιστεί ότι οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση στις εικονικές εφαρμογές τους μέσα σε δευτερόλεπτα από τη σύνδεση, είναι σημαντικό να βελτιστοποιήσετε το πρόγραμμα-πελάτη App-V , τη λύση διαχείρισης προφίλ και την ίδια την εικόνα βάσης.

Η εμπειρία χρήστη εξαρτάται από πολλά διασυνδεδεμένα χρονικά διαστήματα: τον χρόνο από τη στιγμή που ο χρήστης εισάγει τα διαπιστευτήριά του μέχρι να μπορέσει να αλληλεπιδράσει με την επιφάνεια εργασίας, τον χρόνο από εκεί και πέρα ​​μέχρι να ξεκινήσει η ενημέρωση δημοσίευσης του App-V, τη διάρκεια αυτής της ενημέρωσης και, τέλος, τον χρόνο που χρειάζεται για να γίνει διαθέσιμη η συντόμευση εικονικής εφαρμογής ή η συσχέτιση αρχείου.

Η βελτιστοποίηση αυτών των χρόνων περιλαμβάνει τον συνδυασμό διαμορφώσεων App-V ( λειτουργία κοινόχρηστου χώρου αποθήκευσης περιεχομένου , όρια ταυτόχρονης δημοσίευσης, διατήρηση των ενσωματώσεων χρηστών), μιας καλής λύσης δημιουργίας προφίλ (UE-V ή άλλο UPM) και μιας στρατηγικής βασικής εικόνας σχεδιασμένης σύμφωνα με τον κύριο στόχο: μέγιστη απόδοση ή μέγιστη εξοικονόμηση χώρου αποθήκευσης.

Περιπτώσεις χρήσης: προσέγγιση προσανατολισμένη στην απόδοση έναντι αποθήκευσης

Μπορούμε να ομαδοποιήσουμε τις αναπτύξεις App-V σε μη μόνιμα, με κατάσταση περιβάλλοντα VDI/RDSH σε δύο κύρια ακραία σενάρια, γνωρίζοντας ότι στην πράξη πολλές εταιρείες καταλήγουν κάπου ενδιάμεσα: η μία βελτιστοποιημένη για απόδοση και η άλλη επικεντρωμένη στη μείωση της κατανάλωσης χώρου αποθήκευσης.

Σε ένα σενάριο που βασίζεται στην απόδοση, η βασική εικόνα περιλαμβάνει εκ των προτέρων ορισμένα ή όλα τα σχετικά πακέτα εικονικών εφαρμογών, καθώς και τις ομάδες σύνδεσής τους. Αυτό περιλαμβάνει πρόσθετη προετοιμασία και συντήρηση εικόνων, αλλά προσφέρει την καλύτερη εμπειρία χρήστη: οι εφαρμογές εμφανίζονται σχεδόν έτοιμες από τη στιγμή που συνδέεται ένας χρήστης.

Η προσέγγιση που βασίζεται στην αποθήκευση αποφεύγει την συμπερίληψη πακέτων που αφορούν συγκεκριμένα τον χρήστη στην βασική εικόνα, αποτρέποντας την υπερφόρτωση των κοινόχρηστων πινάκων δίσκων με δεδομένα που πολλοί χρήστες μπορεί να μην χρειάζονται. Αυτή η προσέγγιση δίνει προτεραιότητα στη μείωση του μεγέθους των εικόνων εικονικής μηχανής, με κόστος τη μετατόπιση ορισμένων λειτουργιών διαμόρφωσης στον χρόνο σύνδεσης, αυξάνοντας έτσι ελαφρώς τον χρόνο που απαιτείται για να καταστούν διαθέσιμες ορισμένες εφαρμογές.

Στην πράξη, είναι σύνηθες να εφαρμόζεται η προσέγγιση απόδοσης σε ένα υποσύνολο κρίσιμων χρηστών ή πακέτων (π.χ., προσωπικό εξυπηρέτησης πελατών ή εφαρμογές που χρησιμοποιούνται έντονα) και η προσέγγιση αποθήκευσης σε περιστασιακούς χρήστες ή εφαρμογές που είναι λιγότερο ευαίσθητες στον χρόνο εκκίνησης.

Προετοιμασία του περιβάλλοντος και της βασικής εικόνας για το App-V

Για να λειτουργήσει ομαλά η εικονικοποίηση εφαρμογών σε VDI ή RDSH, πρέπει να προετοιμαστεί σωστά η βασική λύση διαχείρισης εικόνων και προφίλ (UE-V ή άλλο UPM). Ένα σφάλμα σε αυτό το στάδιο συνήθως οδηγεί σε ατελείωτες συνδέσεις, χαμένες ενσωματώσεις ή περιττές διπλότυπες δημοσιεύσεις.

Στην προσέγγιση απόδοσης, τα βασικά βήματα περιλαμβάνουν την ενεργοποίηση του ενσωματωμένου στο σύστημα προγράμματος-πελάτη App-V , την ενεργοποίηση του UE-V (ή ισοδύναμης λύσης) με το πρότυπο ρύθμισης παραμέτρων App-V, τη ρύθμιση παραμέτρων της λειτουργίας κοινόχρηστου χώρου αποθήκευσης περιεχομένου (SCS) ώστε να διατηρεί μόνο δεδομένα δημοσίευσης στο δίσκο και τη ρύθμιση του μητρώου ώστε να διατηρεί τις ενσωματώσεις χρηστών κατά τη σύνδεση.

Επιπλέον, όλα τα πακέτα και οι ομάδες καθολικών συνδέσεων και συνδέσεων χρηστών πρέπει να έχουν προρυθμιστεί (χρησιμοποιώντας εντολές όπως Add-AppvClientPackage και Add-AppvClientConnectionGroup) και τα καθολικά πακέτα πρέπει να έχουν προδημοσιευτεί. Σε ορισμένες περιπτώσεις, συνιστάται η εκτέλεση καθολικών κύκλων δημοσίευσης/ενημέρωσης και κύκλων δημοσίευσης/ενημέρωσης χρηστών, η κατάργηση δημοσίευσης πακέτων-στόχων χρηστών και ο καθαρισμός καταχωρήσεων VFS σε προφίλ (για παράδειγμα, στο AppData\Local και στο AppData\Roaming που σχετίζονται με το App-V).

Στην προσέγγιση που βασίζεται στην αποθήκευση, η προετοιμασία είναι παρόμοια, αλλά μόνο οι καθολικές ομάδες συνδέσεων και τα πακέτα είναι προρυθμισμένα. Τα πακέτα που αφορούν συγκεκριμένα τον χρήστη παραλείπονται από την βασική εικόνα για να αποφευχθεί η αύξηση του μεγέθους και της χρήσης του δίσκου των εικονικών μηχανών.

Επιπλέον, είναι σημαντικό να κατανοήσετε ότι η διοίκηση IT θα πρέπει να ενημερώνει τακτικά την βασική εικόνα ώστε να αντικατοπτρίζει τις αλλαγές στις εκδόσεις πακέτων, τις ενημερώσεις ασφαλείας και τα νέα δικαιώματα πρόσβασης. Σε ορισμένα περιβάλλοντα, θα είναι απαραίτητο να διαχειρίζεστε πολλές διαφορετικές εικόνες για διαφορετικά προφίλ χρηστών.

Κρίσιμες παράμετροι απόδοσης στο πρόγραμμα-πελάτη App-V

Μέσα στο πρόγραμμα-πελάτη App-V υπάρχουν αρκετές ρυθμίσεις μητρώου που επηρεάζουν άμεσα την ταχύτητα των δημοσιεύσεων και το φόρτο εργασίας στην CPU, τον δίσκο και το δίκτυο, ειδικά σε κεντρικούς υπολογιστές RDS με πολλούς ταυτόχρονους χρήστες.

Η λειτουργία Κοινόχρηστου Χώρου Αποθήκευσης Περιεχομένου (SCS) επιτρέπει την αποθήκευση μόνο των μεταδεδομένων δημοσίευσης στον τοπικό δίσκο, ενώ οι υπόλοιποι πόροι της εφαρμογής φορτώνονται κατ' απαίτηση από ένα κεντρικό αποθετήριο (SAN, διακομιστής περιεχομένου). Αυτό εξοικονομεί τοπικά IOPS και μειώνει τον χώρο στο δίσκο, υπό την προϋπόθεση ότι υπάρχει σύνδεση δικτύου χαμηλής καθυστέρησης στον διακομιστή περιεχομένου.

Η επιλογή PreserveUserIntegrationsOnLogin αποτρέπει τον υπολογιστή-πελάτη από την αποσύνθεση και την επανενσωμάτωση ενσωματώσεων χρηστών από πακέτα που δεν έχουν προρυθμιστεί κατά τη σύνδεση. Εάν αυτό το κλειδί δεν είναι ενεργοποιημένο και υπάρχουν πολλά μη διαμορφωμένα πακέτα χρηστών, κάθε σύνδεση μπορεί να οδηγήσει σε διπλή δημοσίευση για κάθε πακέτο, επηρεάζοντας σημαντικά τον χρόνο σύνδεσης.

Μια άλλη σημαντική παράμετρος είναι η MaxConcurrentPublishingRefresh , η οποία καθορίζει πόσοι χρήστες μπορούν να ενεργοποιήσουν ταυτόχρονα μια ενημέρωση δημοσίευσης. Η μη τήρηση αυτού χωρίς όριο σε έναν διακομιστή RDS μπορεί να προκαλέσει πολύ υψηλές αιχμές CPU όταν πολλοί χρήστες συνδέονται ταυτόχρονα. Ο ορισμός μιας εύλογης τιμής μετριάζει αυτές τις αιχμές, με κόστος ότι, σε σενάρια με μεγάλα κύματα συνδέσεων, ορισμένοι χρήστες ενδέχεται να αντιμετωπίσουν ελαφρώς μεγαλύτερους χρόνους αναμονής για να δουν νέες δημοσιευμένες εφαρμογές.

Διαχείριση προφίλ χρηστών: UE-V και άλλες λύσεις UPM

Για να ξεκινούν σχεδόν άμεσα οι εικονικές εφαρμογές σε μη μόνιμα περιβάλλοντα, είναι απαραίτητο η λύση διαχείρισης προφίλ χρήστη να διατηρεί και να εφαρμόζει τις σωστές «ενοποιήσεις χρηστών» μεταξύ των περιόδων λειτουργίας: κλειδιά μητρώου, συντομεύσεις, μενού έναρξης, κατάλογοι App-V κ.λπ.

Η Εικονικοποίηση Εμπειρίας Χρήστη (UE-V) της Microsoft επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό σε σενάρια VDI και RDS. Καταγράφει και αποθηκεύει τις ρυθμίσεις χρήστη και τις εφαρμόζει αυτόματα όταν ο χρήστης συνδέεται σε διαφορετική συσκευή ή περίοδο λειτουργίας. Για το App-V, το UE-V μπορεί να λειτουργήσει με συγκεκριμένα πρότυπα που καταγράφουν το ακριβές μητρώο και τις διαδρομές αρχείων όπου αποθηκεύονται οι ενσωματώσεις.

Μια σημαντική ιδιαιτερότητα είναι ο χειρισμός των αρχείων .lnk (συντομεύσεων). Το UE-V υποστηρίζει την κατάργηση της επέκτασης .lnk από τη λίστα των εξαιρούμενων αρχείων μόνο σε σενάρια όπου όλες οι συσκευές χρήστη έχουν το ίδιο σύνολο εφαρμογών εγκατεστημένων στην ίδια διαδρομή. Εάν δεν πληρούται αυτή η συνθήκη (για παράδειγμα, μια εφαρμογή είναι εγκατεστημένη μόνο σε έναν υπολογιστή ή σε διαφορετική διαδρομή), ο συγχρονισμός των αρχείων .lnk μπορεί να οδηγήσει σε κατεστραμμένες συντομεύσεις.

Όταν χρησιμοποιείτε άλλες λύσεις UPM (δίσκοι προφίλ χρήστη, προϊόντα τρίτων κατασκευαστών), είναι σημαντικό να μπορούν: να διατηρούν συγκεκριμένες ενσωματώσεις χρηστών (αρχεία καταγραφής και φακέλους), να συγχρονίζουν το προφίλ την κατάλληλη στιγμή (σύνδεση ή εκκίνηση εφαρμογής, πριν από τη δημοσίευση στο App-V) και να καταγράφουν αλλαγές σε αυτές τις θέσεις πριν από την αποσύνδεση.

Στο App-V, το βοηθητικό πρόγραμμα SyncAppvPublishingServer.exe εισήχθη για να παρέχει λύσεις δημιουργίας προφίλ με μια σαφή ενεργοποίηση: ξεκινά την ενημέρωση δημοσίευσης του χρήστη κατά τη σύνδεση, αλλά επιτρέπει την αναβολή της μέχρι να φορτωθεί πλήρως το προφίλ. Αυτό εμποδίζει το App-V να δημοσιεύσει σε ένα ελλιπές ή παρωχημένο προφίλ.

Εκπαιδευτικό βίντεο για την εμπειρία χρήστη: τι συμβαίνει σε κάθε σύνδεση

Εξετάζοντας τη ροή βήμα προς βήμα, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς γίνεται αντιληπτή η εικονικοποίηση εφαρμογών στην καθημερινή ζωή των χρηστών, ανάλογα με το αν υιοθετούμε μια προσέγγιση απόδοσης ή αποθήκευσης.

Στην προσέγγιση απόδοσης , η πρώτη σύνδεση σε ένα μη μόνιμο VDI/RDSH ενεργοποιεί μια δημοσίευση ή ενημέρωση χρήστη. Εάν είναι η πρώτη φορά που ο χρήστης λαμβάνει εικονικές εφαρμογές, η λειτουργία διαρκεί τον συνήθη χρόνο. Μόλις ολοκληρωθεί, η λύση δημιουργίας προφίλ καταγράφει τις ενσωματώσεις χρηστών, συνήθως κατά την αποσύνδεση, με αντίκτυπο παρόμοιο με την αποθήκευση της υπόλοιπης κατάστασης του χρήστη.

Στα αρχικά στάδια, η λύση UPM εφαρμόζει πρώτα όλες τις ενσωματώσεις χρηστών προτού το App-V ξεκινήσει την ανανέωση της διαδικασίας δημοσίευσης. Οι χρήστες βλέπουν τις συντομεύσεις στην επιφάνεια εργασίας τους ή στο μενού "Έναρξη" από την αρχή και πολλές από αυτές λειτουργούν αμέσως. Εάν δεν υπάρχουν αλλαγές στα δικαιώματα, η διαδικασία δημοσίευσης ολοκληρώνεται σε δευτερόλεπτα. Όταν υπάρχουν αλλαγές, η διάρκεια αυξάνεται ανάλογα με τον αριθμό και την πολυπλοκότητα των εικονικοποιημένων εφαρμογών.

Ως αποτέλεσμα, διατηρώντας το 100% των ενσωματώσεων χρηστών, ελαχιστοποιείται το φόρτο εργασίας κατά τη δημοσίευση : το σύστημα προσαρμόζει μόνο τα δικαιώματα ή τις αλλαγές έκδοσης και οι εφαρμογές είναι έτοιμες σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα από τη σύνδεση.

Στην προσέγγιση που βασίζεται στην αποθήκευση , η πρώτη σύνδεση εκκινεί επίσης την δημοσίευση του χρήστη, με την κανονική διάρκεια. Ωστόσο, τόσο κατά την πρώτη σύνδεση όσο και στις επόμενες συνδέσεις, η ανάγκη προρύθμισης (προσθήκης ή ενημέρωσης) πακέτων χρήστη μπορεί να επεκτείνει τη διαθεσιμότητα της εφαρμογής. Είναι σύνηθες να προσθέτονται 10 δευτερόλεπτα ή περισσότερο, ανάλογα με τον όγκο και την πολυπλοκότητα των πακέτων.

Σε αυτήν την περίπτωση, οι διαδικασίες δημοσίευσης και ενημέρωσης πρέπει να αναδιαμορφώσουν όλες τις εικονικές εφαρμογές σε κάθε σύνδεση, επιμηκύνοντας αναπόφευκτα τη φάση ανανέωσης της δημοσίευσης. Αυτό εξοικονομεί χώρο στο δίσκο, αλλά θυσιάζει μέρος της ταχύτητας σύνδεσης.

Κύκλος ζωής πακέτου App-V και εκκρεμείς καταστάσεις

Η διαχείριση του κύκλου ζωής των πακέτων App-V επηρεάζει επίσης την απόδοση και τη συνέπεια των εκδόσεων που βλέπουν οι χρήστες. Όταν ένας διαχειριστής ενημερώνει ένα πακέτο, αλλάζει τα δικαιώματα ή καταργεί τη δημοσίευση εφαρμογών, αυτές οι λειτουργίες ενδέχεται να παραμείνουν σε εκκρεμότητα εάν το πακέτο χρησιμοποιείται.

Ξεκινώντας με το App-V 5.0 SP2, εισήχθησαν οι καταστάσεις σε εκκρεμότητα . Αντί για αποτυχία, οι λειτουργίες δημοσίευσης ή κατάργησης δημοσίευσης επισημαίνονται ως ολοκληρωμένες κατά την επόμενη επανεκκίνηση της υπηρεσίας App-V ή όταν εκδοθεί ξανά μια εντολή δημοσίευσης/κατάργησης δημοσίευσης. Για τα πακέτα που έχουν δημοσιευτεί παγκοσμίως, αυτό συνήθως απαιτεί επανεκκίνηση διακομιστή ή υπηρεσίας-πελάτη.

Σε μη μόνιμα περιβάλλοντα, αυτές οι εκκρεμείς εργασίες ενδέχεται να μην υποβληθούν ποτέ σε επεξεργασία, επειδή οι μηχανές απορρίπτονται ή δημιουργούνται ξανά πριν πληρούνται οι προϋποθέσεις. Οι εκκρεμείς εργασίες αποθηκεύονται στο προφίλ χρήστη (για παράδειγμα, στο HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\AppV\Client\PendingTasks) και εάν η λύση δημιουργίας προφίλ δεν εφαρμόσει αυτό το κλειδί πριν από τη σύνδεση, οι λειτουργίες θα παραμείνουν σε εκκρεμότητα.

Γι' αυτό είναι τόσο σημαντικό να διατηρείται η βασική εικόνα ευθυγραμμισμένη με την πραγματική κατάσταση των πακέτων: εκδόσεις, δικαιώματα, παγκόσμιες κυκλοφορίες. Όσο λιγότερο βασιζόμαστε σε εκκρεμείς καταστάσεις, τόσο πιο προβλέψιμη θα είναι η εμπειρία και τόσο λιγότερες εκπλήξεις θα υπάρχουν με πακέτα που φαίνεται να έχουν κολλήσει ή να εξαφανίζονται απροσδόκητα.

Βελτιστοποίηση και διαμόρφωση αλληλουχίας για βελτίωση της απόδοσης δημοσίευσης

Το App-V περιλαμβάνει διάφορες λειτουργίες που επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται οι λειτουργίες δημοσίευσης και εκκίνησης εφαρμογών. Ορισμένες προσαρμογές κατά τη φάση αλληλούχισης μπορούν να κάνουν αισθητές διαφορές σε περιβάλλοντα δικτύου υψηλής ταχύτητας.

Ένα παράδειγμα είναι η κατάργηση του μπλοκ λειτουργιών 1 (FB1) . Εάν το FB1 (το ελάχιστο σύνολο αρχείων που έχουν προληφθεί για την εκκίνηση της εφαρμογής) δεν έχει οριστεί, η εφαρμογή θα επιχειρήσει να ξεκινήσει αμέσως και να κατεβάσει ό,τι χρειάζεται εν κινήσει. Σε δίκτυα υψηλής ταχύτητας, αυτό μπορεί να επιταχύνει την πρώτη εκκίνηση, αλλά σε αργά δίκτυα, μπορεί να προκαλέσει διακοπές ή αναμονή κατά τη ροή πρόσθετου περιεχομένου.

Όταν δημιουργείτε ένα νέο πακέτο με τον αλληλουχητή, απλώς αφήστε την επιλογή "Βελτιστοποίηση πακέτου για αργά δίκτυα" μη επιλεγμένη κατά το βήμα ροής. Για υπάρχοντα πακέτα, μπορείτε να ενημερώσετε το πακέτο χωρίς να επιλέξετε αυτήν τη βελτιστοποίηση. Ιδανικά, εκτελέστε αυτές τις δοκιμές σε ελεγχόμενο περιβάλλον και πάντα να επαναφέρετε τη μηχανή αλληλούχισης σε καθαρό στιγμιότυπο στη συνέχεια.

Μια άλλη πτυχή είναι η διαχείριση των συγκροτήσεων Side-by-Side (SxS) , όπως οι χρόνοι εκτέλεσης της Visual C++. Δεν είναι απαραίτητο να επαναπροσδιορίσετε την αλληλουχία των πακέτων για να τα τροποποιήσετε: εάν οι εξαρτήσεις SxS είναι ήδη εγκατεστημένες στον υπολογιστή-πελάτη, το πρόγραμμα εγκατάστασης MSI που ενδέχεται να εκκινήσει το App-V κατά τη δημοσίευση δεν θα εκτελεστεί, εξοικονομώντας χρόνο. Η συμπερίληψη πολλών συγκροτήσεων SxS στο πακέτο μπορεί να ενεργοποιήσει πρόσθετες εγκαταστάσεις κατά τη δημοσίευση, επηρεάζοντας την απόδοση.

Η χρήση δυναμικών αρχείων διαμόρφωσης (Ανάπτυξη/Διαμόρφωση χρήστη) έχει επίσης αντίκτυπο. Το πρόγραμμα-πελάτης App-V πρέπει να αναλύσει αυτά τα αρχεία και να εκτελέσει σενάρια ή να εφαρμόσει εξαιρέσεις/συμπεριλήψεις εικονικού μητρώου. Εάν κάθε πακέτο φέρει μεγάλες διαμορφώσεις, η δημοσίευση θα επηρεαστεί. Η χρήση τους μόνο όπου παρέχουν πραγματική αξία και η απενεργοποίησή τους σε πακέτα που δεν τα χρειάζονται μπορεί να μειώσει σημαντικά τους χρόνους δημοσίευσης.

Τέλος, αξίζει να εξετάσουμε τις εικονικές γραμματοσειρές που περιλαμβάνονται στα πακέτα. Παρόλο που ένα τυπικό πακέτο συνήθως δεν περιέχει περισσότερες από είκοσι, κάθε δηλωμένη γραμματοσειρά σημαίνει επιπλέον εργασία κατά την ενημέρωση ανάπτυξης. Η απενεργοποίηση των περιττών εικονικών γραμματοσειρών μέσω δυναμικής διαμόρφωσης και η εγκατάσταση των γραμματοσειρών που πραγματικά απαιτούνται εγγενώς στην εικόνα βοηθά στην εξοικονόμηση δευτερολέπτων από τις αναπτύξεις με πολλούς χρήστες.

Γενική βελτιστοποίηση απόδοσης σε εικονικές μηχανές

Πέρα από το App-V, υπάρχουν ορισμένες κοινές πρακτικές για τη βελτίωση της απόδοσης οποιασδήποτε εικονικής μηχανής , είτε σε περιβάλλοντα επιφάνειας εργασίας, εργαστηρίου είτε παραγωγής.

Το πρώτο βήμα είναι να διασφαλίσετε ότι οι επεκτάσεις εικονικοποίησης υλικού, όπως το Intel VT-x ή το AMD-V , είναι ενεργοποιημένες στο BIOS/UEFI του κεντρικού υπολογιστή. Χωρίς αυτές, ο υπερεπόπτης θα πρέπει να μιμείται περισσότερες λειτουργίες στο λογισμικό και η απόδοση θα μειωθεί κατακόρυφα.

Συνιστάται επίσης να επιλέγετε εικονικούς δίσκους σταθερού μεγέθους αντί για δυναμικούς. Ενώ οι δίσκοι που μεγαλώνουν καθώς γεμίζουν είναι πιο ευέλικτοι όσον αφορά τον χώρο, τείνουν να γίνονται πιο κατακερματισμένοι και να προσφέρουν χειρότερη απόδοση. Εάν ο χώρος στον κεντρικό υπολογιστή δεν αποτελεί πρόβλημα, αξίζει να δεσμεύσετε το μέγιστο μέγεθος εικονικού δίσκου από την αρχή.

Η τοποθεσία αποθήκευσης είναι ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας. Όποτε είναι δυνατόν, είναι καλύτερο να φιλοξενείτε εικονικές μηχανές (VM) σε γρήγορους SSD αντί για μηχανικούς σκληρούς δίσκους ή αργούς εξωτερικούς δίσκους. Η διαφορά στην απόδοση στον χρόνο εκκίνησης του συστήματος, στους χρόνους εκκίνησης εφαρμογών και στην πρόσβαση στα δεδομένα είναι πολύ αισθητή.

Μην ξεχάσετε να εγκαταστήσετε τα εργαλεία ενσωμάτωσης του hypervisor (Προσθήκες Guest, Εργαλεία VMware, κ.λπ.) στα συστήματα guest. Αυτά προσθέτουν βελτιστοποιημένα προγράμματα οδήγησης για βίντεο, δίκτυο, ποντίκι και αποθηκευτικό χώρο και επιτρέπουν πολύ πιο ομαλή λειτουργία σε σχέση με τα γενικά προγράμματα οδήγησης του λειτουργικού συστήματος.

Τέλος, συνιστάται να διαθέτετε επαρκή μνήμη RAM και πυρήνες CPU σε κάθε εικονική μηχανή, έχοντας κατά νου ότι κάθε εικονική μηχανή εκτελεί ένα πλήρες λειτουργικό σύστημα. Για συστήματα Windows 7/10/11 ή τρέχουσες διανομές Linux, τα 2 GB είναι ένα πολύ περιορισμένο ελάχιστο. Στην πράξη, η διάθεση περισσότερης μνήμης βελτιώνει σημαντικά την απόδοση. Το ίδιο ισχύει και για τους πυρήνες CPU: εάν ο κεντρικός υπολογιστής έχει πολλούς πυρήνες, η συνετή κατανομή τους μεταξύ των ενεργών εικονικών μηχανών θα κάνει τη διαφορά.

Φυσικοί διακομιστές έναντι εικονικών περιβαλλόντων: πότε να επιλέξετε κάθε επιλογή

Κατά την ανάπτυξη υπηρεσιών, τίθεται πάντα το ερώτημα αν είναι καλύτερο να επιλέγονται εικονικές μηχανές ή αποκλειστικοί φυσικοί διακομιστές . Δεν υπάρχει μία μόνο απάντηση: εξαρτάται από το φόρτο εργασίας, την κρισιμότητα της καθυστέρησης και τους στόχους κόστους και ευελιξίας.

Οι φυσικοί (bare metal) διακομιστές προσφέρουν μέγιστη ακατέργαστη απόδοση χωρίς την επιβάρυνση ενός hypervisor. Αποτελούν την προτιμώμενη επιλογή για βάσεις δεδομένων συναλλαγών πολύ υψηλής απόδοσης, φόρτους εργασίας που απαιτούν GPU (AI, απόδοση 3D, προηγμένο CAD) ή υπηρεσίες πραγματικού χρόνου (gaming, streaming με έντονη κωδικοποίηση) όπου κάθε χιλιοστό του δευτερολέπτου μετράει.

Από την άλλη πλευρά, οι εικονικές μηχανές διαπρέπουν σε εξαιρετικά ευέλικτα και κλιμακώσιμα περιβάλλοντα . Οι υπηρεσίες ιστού, οι μικρουπηρεσίες και τα κοντέινερ , τα περιβάλλοντα ανάπτυξης και δοκιμών, οι εικονικές επιφάνειες εργασίας και πολλές εταιρικές εφαρμογές αποδίδουν άριστα σε εικονικά περιβάλλοντα, επιτρέποντας στιγμιότυπα, ζωντανές μετεγκαταστάσεις, γρήγορη παροχή και κεντρική διαχείριση πόρων.

Από την άποψη της αδειοδότησης και του κόστους, τα εικονικά περιβάλλοντα μπορεί να είναι πιο ακριβά εάν χρησιμοποιούνται εμπορικοί υπερεπόπτες με άδειες χρήσης ανά CPU ή ανά υποδοχή, αλλά εξοικονομούν υλικό, χώρο και κατανάλωση ενέργειας. Ένας αποκλειστικός φυσικός διακομιστής, από την άλλη πλευρά, μπορεί να είναι φθηνότερος στην αδειοδότηση, αλλά λιγότερο αποτελεσματικός στη χρήση πόρων εάν φιλοξενεί μόνο λίγες εφαρμογές.

Στην πράξη, πολλοί οργανισμοί επιλέγουν μια υβριδική προσέγγιση : φυσικοί διακομιστές για τα πιο κρίσιμα και ευαίσθητα στην απόδοση φόρτα εργασίας και ένα σύμπλεγμα εικονικοποίησης για τις υπόλοιπες υπηρεσίες, συμπεριλαμβανομένων των πλατφορμών δημοσίευσης εφαρμογών και του VDI.

Δοκιμές αντοχής και μετρήσεις για την αξιολόγηση της απόδοσης

Για να λάβετε τεκμηριωμένες αποφάσεις, η διαίσθηση από μόνη της δεν αρκεί: πρέπει να κάνετε μετρήσεις. Οι δοκιμές αντοχής σε ακραίες καταστάσεις της CPU, της RAM, του δίσκου και του δικτύου σάς επιτρέπουν να συγκρίνετε εικονικά περιβάλλοντα με φυσικούς διακομιστές και να επαληθεύσετε εάν η ποινή απόδοσης είναι αποδεκτή για μια συγκεκριμένη εφαρμογή.

Εργαλεία όπως το sysbench βοηθούν στη μέτρηση της υπολογιστικής χωρητικότητας της CPU (για παράδειγμα, υπολογίζοντας πρώτους αριθμούς μέχρι ένα ορισμένο όριο), ενώ βοηθητικά προγράμματα όπως το memtester ή το stress-ng σάς επιτρέπουν να αξιολογήσετε την καθυστέρηση και το εύρος ζώνης μνήμης υπό διαφορετικές συνθήκες φόρτου.

Για την αποθήκευση, εξειδικευμένα εργαλεία όπως το fio αποτελούν το de facto πρότυπο για τη μέτρηση των IOPS, της απόδοσης και της καθυστέρησης με διαφορετικά μοτίβα πρόσβασης (διαδοχική ανάγνωση/εγγραφή, τυχαία ανάγνωση/εγγραφή και συνδυασμοί και των δύο). Αυτά τα εργαλεία σάς επιτρέπουν να ποσοτικοποιήσετε την επίδραση του επιπέδου εικονικοποίησης και του τύπου του backend δίσκου που χρησιμοποιείται.

Σε επίπεδο δικτύου, βοηθητικά προγράμματα όπως το iperf3, το netperf και το ping σάς επιτρέπουν να μετρήσετε το μέγιστο εύρος ζώνης, τη μέση καθυστέρηση και το jitter μεταξύ φυσικών κεντρικών υπολογιστών, εικονικών μηχανών (VM) και απομακρυσμένων υπολογιστών-πελατών. Αυτά τα δεδομένα είναι ιδιαίτερα σημαντικά σε σενάρια που αφορούν τη δημοσίευση γραφικών εφαρμογών ή απομακρυσμένων επιτραπέζιων υπολογιστών με υψηλές απαιτήσεις αλληλεπίδρασης.

Ο συνδυασμός αυτών των μετρήσεων με την εμπειρία χρήστη σε πραγματικό πιλοτικό περιβάλλον επιτρέπει προσαρμογές σχεδιασμού: από την αναβάθμιση της μνήμης RAM ή της CPU σε συγκεκριμένες εικονικές μηχανές, έως την αλλαγή θέσεων δίσκων, την τροποποίηση του μέγιστου μεγέθους ταυτόχρονων δημοσιεύσεων App-V ή την απόφαση ότι μια συγκεκριμένη βάση δεδομένων θα πρέπει να εκτελείται σε έναν φυσικό κεντρικό υπολογιστή.

Υπό το πρίσμα των παραπάνω, η καλά σχεδιασμένη εικονικοποίηση εφαρμογών και υποδομών μπορεί να προσφέρει μια πολύ ισχυρή ισορροπία μεταξύ απόδοσης, ευελιξίας και κόστους . Η αξιοποίηση τεχνολογιών όπως το App-V, το UE-V, το KVM ή οι εμπορικοί hypervisors, η προσεκτική επιλογή μεταξύ φυσικών διακομιστών και εικονικών μηχανών με βάση το φόρτο εργασίας και η βελτιστοποίηση κρίσιμων παραμέτρων δημοσίευσης και προφίλ χρήστη επιτρέπει στους υπαλλήλους να απολαμβάνουν γρήγορες, οπουδήποτε διαθέσιμες εφαρμογές, χωρίς η υποκείμενη πολυπλοκότητα να αποτελεί εμπόδιο για την επιχείρηση.