桌面虛擬化，或虛擬桌面基礎架構(VDI)，可以為IT部門帶來諸多好處，包括更簡單的系統管理，集中的安全性和數據保護。不過支撐VDI的存儲環境需要仔細的規劃，以避免VDI啟動風暴的問題，即當大量的用戶同時登錄系統時所造成的系統反應非常緩慢。有許多方法可以解決這個問題，但最有效的方法是將數據巧妙的放置在固態硬盤(SSD)上。

VDI啟動風暴的問題表現形式非常簡單。虛擬桌面工作負載是可預測的;它基于桌面用戶的工作時間，通常是每個工作日的上午9點到下午5點。相對于服務器的工作負載而言，普通的一臺虛擬桌面所產生的所有存儲I/O是相當低的，因此通常在一臺物理主機上可以部署的虛擬桌面的密度比虛擬服務器要大得多。相反，虛擬桌面的初始啟動則相當消耗資源，此時操作系統和應用需要從磁盤讀取大量的數據以加載和執行。

啟動風暴發生在大量的虛擬桌面在短時間內同時啟動之時(例如，在上午8點到9點之間)，由此引起的大量存儲I/O可以很輕易的將存儲系統淹沒。如果存儲系統不能很好的設計以處理如此密集的I/O負載，最終存儲系統將無法提供服務。

當這種情況發生時，桌面用戶將會感覺到虛擬桌面極度緩慢，以至于幾乎無法使用。如果這種情況每天發生，那么你可以確定你的用戶將會不停的抱怨，你的VDI項目將趨于失敗，你的用戶也會強烈要求重新使用他們的物理桌面。你必須竭盡全力避免這種情況發生，也即由于缺乏良好的設計而導致一項具有許多優點的技術解決方案，最終的實現效果卻非常之差。

在VDI實施之后來改善缺乏良好設計的存儲系統是可能的，但相對于在之前做出正確的規劃，代價要高昂得多，例如也許你的系統由于無法升級以滿足需求，導致系統需要整個被替換掉。

一旦用戶啟動系統，登錄和加載應用之后，存儲I/O通常將保持在一個比較低的水平。虛擬桌面在啟動時和啟動之后所產生的IOPS有著天壤之別，導致VDI環境下的存儲架構設計極具挑戰性。通常，運行Windows 7的虛擬桌面在啟動時會產生50到100個IOPS，一旦運行平穩，平均IOPS下降到5-10。因此，為了滿足由啟動風暴引起的I/O需求，你的存儲系統通常需要設計成能滿足這種最壞的情況。

僅僅為滿足啟動風暴時的IOPS需求而設計的存儲架構將相當昂貴。通常，為增加存儲系統的IOPS處理能力，你需要增加更多的的物理磁盤，從而使負載可以分布在更多的磁盤之上。這意味著你將擁有大量超出你需求磁盤容量。設想，設計一條具有8車道的高速公路，僅僅只是為了處理每天1到2個小時的高峰期擁堵，而在余下的時間里，僅僅兩條車道就足以應付。最終的結果，你將不得不維護一條極其昂貴的高速公路。

使用SSD解決VDI啟動風暴問題

為了平安度過啟動風暴，相對于裝備整個的存儲陣列來處理所需的IOPS，存在更好的解決方案。你可以通過增加兩條大容量快速車道來處理高峰期的車流，而不是建造一條8車道的高速公路。

SSD相對于傳統的機械磁盤要快得多，傳統機械磁盤通常受限于磁盤轉速。一般而言，每分鐘15000轉的SAS磁盤最多可以處理的IOPS為180，而SSD可以處理大約5000個IOPS。當然，這種性能的提升也伴隨著極高的成本。如果用于虛擬桌面的存儲系統全部采用SSD磁盤，固然很好，但對于絕大多數用戶而言，高昂的成本將使他們望而卻步。

不過使用少量的SSD磁盤來承載啟動風暴時所產生的大量I/O是非常經濟的。如此設計，你可以使用大量價格相對較低的SAS和 SATA磁盤來滿足磁盤容量的需求，同時少量的SSD磁盤來滿足處理高峰期I/O負載的性能需求。

選項A: 將某些文件放在SSD上。這種解決方案有多種實現方式。第一種是將虛擬機的母版映像文件和副本放置SSD存儲池中。當在VDI中使用Linked Clones(在VMware View中)或Machine Creation Services(在XenDesktop中)時，母版映像文件作為只讀磁盤為所有桌面虛擬機所共享。它是所有部署的桌面操作系統的母盤，然后每個虛擬機將單獨保留一份可寫的快照以存放所有對于母盤的修改。

當桌面虛擬機經歷啟動過程時，大部分的磁盤活動來自于母版映像，也就是大部分的操作系統文件和應用文件存放的地方。因此，將母版映像和副本存放在SSD存儲上可以消除啟動風暴。其它所有單獨的虛擬機快照磁盤可以存放在較低層級(SAS或SATA)的存儲上。

選項B：使用SSD作為緩存層。另外一種解決啟動風暴的方法是將快速的SSD磁盤作為緩存層放置在由SAS和SATA組成的較慢存儲池的前端。飛康的NSS SAN Accelerator即是針對VMware View的這樣一種解決方案，NSS SAN Accelerator包含由SSD磁盤組成的硬件裝置，放置在主機和存儲設備之間。此硬件裝置作為緩存層，所有的存儲I/O都將通過它到達后端的存儲設備。緩存硬件裝置可以識別頻繁訪問的磁盤數據塊，并自動將其緩存，這樣這些數據塊將可以從快速的SSD磁盤讀取，而非從較慢的后端存儲。通過緩存一些共同的數據如虛擬機母版映像，它可以按需動態調整以滿足任何高I/O需求，從而消除啟動風暴。

顯然，實現這些解決方案的最佳時機是在你的VDI項目的設計階段。如今，很多的存儲設備都具備存儲分層的功能，支持將不同性能特征的磁盤放置在同一存儲池里。它們也可以用來解決由啟動風暴引起的存儲 I/O瓶頸問題。通過加入由少量SSD磁盤組成的存儲池，你可以將虛擬機母版映像從較慢的存儲層轉移到SSD存儲層，以處理由啟動風暴引起的大量I/O。在現有的主機和存儲設備之間加入飛康的硬件裝置是一種簡便易行的手段，對已有的基礎架構的影響和改動也非常之小。

SSD容量規劃

當SSD作為存儲層實現以應對啟動風暴所引起的峰值I/O時，正確的容量規劃就顯得相當重要。為確定購買多少SSD磁盤，你必須計算出你的虛擬桌面系統所產生的最大I/O值。盡管你可以使用基于典型環境下的估算值，建議您最好使用性能分析工具測算出現有物理桌面系統的實際I/O，如使用Lakeside軟件公司的SysTrack VDI評測工具，因為每一個用戶的環境都不盡相同。將主機上承載的虛擬桌面數量-例如500，乘以桌面系統在啟動時產生的典型IOPS-例如60，就可以確定出所有桌面同時登錄時所產生的總體IOPS(500 x 60 = 30,000)。由于所有桌面不可能完全在同一時刻登錄，你可以將計算出的值稍微向下調整。不過估算多一些余量總是更好一些。

一旦確定了你的IOPS需求，你需要據此來規劃你的SSD存儲層。如果單塊的SSD可以處理5000個IOPS，6塊SSD則可以處理30000個IOPS。(注意這只是大致的估算。為了實現適合你特定環境的最佳方案，你必須對你的需求進行正確的評估，并和存儲廠商一起實現滿足你需求的SSD解決方案)

預防和解決啟動風暴問題并不意味著非常昂貴或復雜，SSD提供了一種很好的解決方案以解決虛擬桌面環境下的幾個重大問題之一。VDI項目實現起來可能會非常昂貴，在許多公司，由于VDI項目的投資回報并非像服務器虛擬化那么明顯，為VDI項目獲得資金資助也相對困難。將SSD和廉價存儲混合可以讓你在降低項目費用的同時，仍然可以提供足夠的性能以消除啟動風暴。一旦你擁有合理規劃的存儲系統，你可以很好的享受VDI所提供的種種好處，而不必擔心對于你的用戶而言，存儲系統會成為瓶頸。