قبل از پرداختن به بحث «چالش‌های زیرساخت شبکه در مجازی سازی دسکتاپ (VDI)» لازم است به یک نکته بسیار مهم بپردازیم، و آن تفکیک نوع داده‌ها می‌باشد. متاسفانه در حال حاضر در بیشتر مباحث مربوط به زیرساخت شبکه و دیتاسنتر بصورت عمومی از واژه داده استفاده می‌شود. نگاه جزئی‌تری به نوع داده و رفتار آن در شبکه وجود ندارد، در حالیکه این واژه در دنیای شبکه موضوع کاملا متفاوت و بایستی به دقت بررسی شود.

تصور غلطی که در بحث ارزیابی زیرساخت شبکه وجود دارد، این هست که اگر Ping کلاینت – سرور مثلا 1ms باشد نشان‌دهنده ارتباط صحیح و پایدار مابین کلاینت و سرور می‌باشد، در حالیکه داشتن Ping 1ms ضامن ارتباط پایدار و ارائه سرویس باکیفیت نمی‌باشد. ما در مجازی‌سازی دسکتاپ در مورد کیفیت سرویس صحبت می‌کنیم نه صرفا ارائه سرویس به هر شکل یا بدون اولویت‌بندی.

متاسفانه کیفیت سرویس یا Quality of Service در پروژه‌های شبکه و بخصوص مجازی‌سازی دسکتاپ مطرح نمی‌شود، و بیشتر به مواردی همچون Redundancy, HA پرداخته می‌شود. ذهنیتی که در مورد کیفیت سرویس وجود دارد پیکربندی‌های پیچیده بر روی دستگاه‌های شبکه مانند روتر و سوئیچ می‌باشد. در حالیکه کیفیت سرویس (QoS) در واقع یک شناخت و تفکر درست می‌باشد. QoS شناخت و تفکر درست از داده‌ها، رفتارشناسی داده‌ها، اهمیت داده‌ها، اولویت داده‌ها و بسته‌های داده‌ها در زیرساخت شبکه می‌باشد و گام نهایی پیکربندی‌ تجهیزات شبکه می‌باشد.

انواع داده ها در QoS

انواع داده ها در شبکه

ما در QoS سه نوع داده در شبکه داریم:

(لازم به ذکر می‌باشد داده‌ها را به انواع مختلف می‌توان دسته‌بندی نمود ولی در بحث چالش‌های زیرساخت شبکه در مجازی سازی ما داده‌ها را به سه نوع کلی دسته‌بندی نموده‌ایم.)

الف) داده‌های کاربر

عمومی‌ترین حالت داده‌ها می‌باشد، داده‌هایی مانند وب‌گردی، چک نمودن ایمیل، دانلود یا آپلود فایل و غیره. البته باید در نظر داشت که همین داده‌های کاربران نیز قابل تفکیک بوده و بر بایستی بر اساس پروتکل ارتباطی و حجم داده‌ها مورد بررسی قرار گیرند. به عنوان مثال کپی کردن یک فایل از فایل سرور و اجرای آن بر روی سیستم کلاینت با اجرای مستقیم آن از روی فایل سرور متفاوت می‌باشد. و تاثیرات مستقیمی بر روی زیرساخت شبکه دارد که بایستی بررسی و تفکیک شود.

ب) صدا (Voice)

این نوع داده بیشتر توسط سیستم VOIP ایجاد شده و ترافیک آن در شبکه ارسال می‌گردد. این نوع ارسال بسته به نوع پیاده‌سازی می‌تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال جمله «سلام، چطوری؟» می‌تواند داخل یک بسته، دو بسته، سه بسته و یا حتی ده بسته ارسال شود. بعضی از این بسته‌ها امکان DROP شدن دارند. فرض کنیم جمله «سلام، چطوری؟» با دو بسته «سلام» و «چطوری؟» ارسال شده است، حال اگر بسته «سلام» DROP شود باز مفهوم کاربر به مقصد می‌رسد. درحالیکه اگر جای بسته‌ها عوض شده و پس و پیش به مقصد برسد مفهوم جمله کاملا عوض شده و مکالمه صورت گرفته نامفهوم و نامعتبر خواهد بود. لذا تمامی این موارد و رفتار داده و اولویت بسته‌های داده بر روی کیفیت سرویس تاثیر مستقیم خواهد داشت. این موضوع بر روی کیفیت سرویس تاثیر می‌گذارد نه پیاده‌سازی سرویس.

در نتیجه: بسته‌های مربوط به داده‌های از نوع صدا قابل Drop شدن هستند ولی نباید Delay یا جابجائی داشته باشند.

ج) ویدئو

داده‌های ویدئو کاملا متفاوت‌تر از دیگر داده‌ها می‌باشد. در اکثر سازمان‌ها و زیرساخت‌های شبکه سازمانی اکثر داده‌های ویدئویی موضوع ناشناخته‌ای بوده و فقط مواقعی در مورد داده‌های تصویری صحبت می‌شود که تماس‌های تصویری در آن سازمان وجود دارد. البته در مورد تماس‌های تصویری نیز باید تفکیک قایل شویم. تاثیر تماس‌های تصویری چند نفره و یک به یک بر روی پهنای باند با هم متفاوت می‌باشد. پهنای باند اشغالی وب‌کنفرانس که چندین نفر تماس تصویری همزمان دارند با پهنای باند اشغالی تماس تصویری یک به یک کاملا متفاوت می‌باشد. تمامی این موارد با وجود اهمیتی که دارند متاسفانه در دنیای شبکه نادیده گرفته می‌شوند.

نوع داده در مجازی سازی دسکتاپ

نکته‌ای که باید مد نظر داشت این هست که نوع داده در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) تماما استریم ویدئو می‌باشد. چرا که تصویری از دسکتاپ مجازی در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. می‌توان گفت در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) فیلمی از دسکتاپ برای کاربر بصورت پخش زنده می‌شود. موضوع زمانی پیچیده‌تر می‌شود که کاربر بر روی دسکتاپ مجازی خود ویدئویی به همراه صدا نیز پخش می‌کند. در این حالت دو استریم ویدئو به همراه صدا داریم. تمامی این موضوعات روی شبکه تاثیر گذار هستند و باعث می شود پینگی که 1 میلی ثانیه بود تبدیل شود به 300 میلی ثانیه.

پس پینگ برای ما مهم نیست چرا که بسته کوچکی هست و صرفا برای بررسی برقرار بودن ارتباط استفاده می‌شود. چند میلی ثانیه بودنش در کیفیت سرویس در مجازی سازی دسکتاپ(VDI) تاثیری ندارد. اول از همه باید از زیر ساخت فیزیکی شبکه سازمانی مطمئن باشیم. مانند کابل شبکه، سوئیچ شبکه، کارت شبکه و تمامی دیوایس هایی که ارتباط فیزیکی را در شبکه سازمانی برقرار می‌نمایند. باید مطئمن شویم که آیا این دستگاه‌ها و تجهیزات توانائی انتقال این استریم‌ها را دارند یا نه. بحث drop شدن در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) بسته ارتباطی هم بسیار مهم می‌باشد که می‌تواند باعث بیرون انداختن کاربر از دسکتاپ مجازی شود و یا می‌تواند دسکتاپ مجازی کاربر را Freeze نماید. در این حالت مراجعه کاربر به شما بابت هنگ کردن ویندوز خواهد بود. در حالیکه ویندوز هنگ نکرده و فقط بسته‌های استریم دسکتاپ مجازی drop شده است.

به عنوان مثال

در یوتیوب وقتی VPN قطع می‌شود ویدئو رو از دست می‌دهیم و فریم جاری را باید دوباره از اول ببینیم. همین بازبینی فیلم در یوتیوب می‌تواند بسیار آزاردهنده باشد چه برسد به Freeze شدن دسکتاپ مجازی که کاربر بصورت زنده و لایو با دسکتاپ مجازی خود درگیر می‌باشد و کوچکترین فریز شدن‌ها اگر مدام اتفاق بیافتد می‌تواند فعالیت کاربر را مختل نماید.

در مجازی سازی دسکتاپ همیشه باید در نظر داشته باشیم استریم و پخش آنلاین داریم.

نکات مهم در مجازی سازی دسکتاپ
  • توجه به این نکته بسیار مهم است: جداسازی ترافیک دسکتاپ مجازی از دیگر ترافیک موجود در زیرساخت شبکه می‌باشد. این بدان معنی نیست که صرفا روتینگ یا Vlan بندی انجام شود. نحوه رد و بدل شدن ترافیک مجازی‌سازی دسکتاپ بسیار مهم می‌باشد.
  • نکته: برای تفکیک ترافیک ها از یک دیگر و استفاده از مباحث و تکنیک های QoS ما باید به یک روشی بسته‌ها را شناسایی و قابل درک برای تجهیزات شبکه خود کنیم که این کار در لایه‌های مختلف شبکه قابل انجام می‌باشد و شما می‌توانید هم در سطح لایه 2 و هم در سطح لایه 3 اینکار را انجام دهید که هر کدام پیش نیازهای خود را دارند.

تنها با نصب یک سوئیچ یا روتر سیسکو نمی‌توان انتظار داشت زیرساخت شبکه به بهترین نحو ممکن پیاده‌سازی شده است و مشکلی پیش نخواهد آمد. در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) باید مطمئن باشیم زیرساخت فیزیکی شبکه توان انتقال ترافیک 1G داده را دارد.

چالش‌های زیرساخت شبکه در مجازی سازی دسکتاپ
جداسازی بسته‌ها و ترافیک‌ سرویس‌ها

در هنگام جداسازی باید به این موضوع توجه کنیم که حتی اگر تمام زیر ساخت داخلی و تجهیزات ما، از کلاینت به سمت سرور 10G در نظر گرفته شده است، ولی روتینگ ما که بر روی فایروال یا روتر سازمان می‌باشد 1G باشد، عملا ما یک Bottleneck کامل در شبکه خود پیاده‌سازی کردیم و باعث می‌شود بسته‌های ما drop شوند. بدین شکل که هر چند ممکن است کل ترافیک شبکه فعلی ما به 10G نرسد، ولی با پیاده‌سازی VDI در کنار دیگر سرویس‌های معمول سازمان حجم ترافیک سازمانی به کمی بالاتر از 1G می‌رسد و از آنجائیکه روتینگ بین سرویس‌های داخلی بر روی interface 1G راه‌اندازی شده است امکان drop شدن بسته‌ها وجود دارد.

پس هنگام جداسازی بسته‌ها و ترافیک‌ سرویس‌ها اول باید مطئمن شویم روتر توانائی برطرف کردن نیازمندی‌های ما را دارد. علاوه بر آن باید به این نکته هم اشاره کرد اگر Router یا Firewall که قابلیت 10G دارد را بصورت ماشین مجازی بر روی سرور پیاده‌سازی کنیم. حتی در ساختاری که در آن پهنای باند 1G بین سرور و کلاینت برقرار بوده و شامل تجهیزاتی مانند سوئیچ و روتر مناسب می‌باشد، به مراتب عملکرد و کارایی بالاتر و بهتری خواهیم داشت. البته این بدان معنی نیست که تجهیزات سخت‌افزاری مانند سیسکو یا میکروتیک کارایی لازم را ندارد، بلکه هدف این است که در مرحله اول جریان اصلی ترافیکی، Data کاربر، Voice، Video را جداسازی کرده تا از فریز شدن‌ها سمت کاربر جلوگیری به عمل آید. البته به شرطی که سرور و تجهیزات داخلی قابلیت 10G را داشته باشند تا flow ترافیکی 10G قابل عبور باشد.

جداسازی بسته ها

اصلی ترین چالش‌های زیرساخت شبکه در مجازی سازی دسکتاپ

نتیجه: در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) باید توجه داشت بر خلاف زیرساخت شبکه معمولی، ترافیک شبکه از نوع استریم، Voice و همچنین پروفایل کاربران می‌باشد. که در آن نوع ترافیک، پهنای باند و نوع بسته‌ها متفاوت می‌باشد و روتر و سوئیچ هم توانائی تصمیم گیری در مورد Drop کردن یا نکردن بسته‌ها را ندارد. دقیقا همین نکته می‌باشد که لزوم استفاده از مفهوم و ابزارهای QoS را مطرح می‌نماید.

یکی دیگر از موضوعاتی که در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) مطرح می‌باشد پروفایل کاربران می‌باشد. چرا که اگر پروفایل کاربر به درستی ایجاد نشود، کاربر نمی‌تواند وارد دسکتاپ مجازی خود شود. از آنجائیکه پروفایل کاربر در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) بروی DEM Server ساخته شده و این DEM Server از ویندوز کاربران جدا می‌باشد. در نتیجه برای لاگین یا ورود کاربران به ویندوز مجازی، بایستی ویندوز کاربران به این DEM Server وصل شده و پروفایل کاربران را لود کرده و بصورت Stream در اختیار کاربر قرار دهد.

تمامی این موارد تاثیرات بسیار زیادی بر روی کیفیت سرویس مجازی سازی دسکتاپ (VDI) دارند. کوچکترین بی‌توجهی به هر یک از این موارد می‌تواند منجر به بروز اختلال در سمت کاربر شده و شاهد فریز شدن‌های مکرر باشیم. پس نوع Routing و Switching و تجهیزاتی که داریم اهمیت بالایی دارند و این که بتوانیم از فایل سرور به سمت ویندوز، Stream که دریافت می‌کنیم با کیفیت باشد خیلی مهم است.

نکته آخر

و نکته آخر اینکه نوع حجم فایل‌هایی می‌باشد که کاربران استفاده می‌کنند. در زمان انتقال فایل های حجیم در بستر شبکه، امکان استفاده از حداکثر پهنای باند شبکه وجود دارد. در حالیکه در فایل‌های کم حجم این امکان وجود ندارد. چرا که در فایل‌های کم حجم، فرصت کافی برای استفاده از حداکثر پهنای باند وجود ندارد و انتقال یک فایل تمام شده و فایل دیگر شروع می‌شود. مثال ملموسِ رفتار این نوع فایل‌ها را می‌توان در دانلود فایل‌ها از اینترنت یا نقل و انتقال فایل در شبکه داخلی مشاهده نمود.

در نقل و انتقال فایل حجیم در شبکه مشاهده می‌شود که حداکثر پهنای باند شبکه بصورت یکدست و یکپارچه اشغال شده است. در حالیکه در نقل و انتقال فایل‌های کم حجم مشاهده می‌شود پهنای باند بصورت تکه تکه و با تلرانس بالا اشغال می‌شود. یکی از راه‌های استفاده از حداکثر پهنای باند در نقل و انتقال فایل‌های کم‌حجم، فشرده‌سازی و یکپارچه سازی فایل‌ها و انتقال آنها بصورت فایل RAR می‌باشد.

بطور خلاصه می‌توان گفت چالش‌های زیرساخت شبکه در مجازی سازی دسکتاپ (VDI) به شرح زیر می‌باشد:

الف) نوع داده‌ها و رفتار آنها در بستر شبکه و دادن هویت به آن ها با استفاده از تکنیک های QoS
ب) حجم فایل‌ها
ج) بستر زیرساخت فیزیکی شبکه
د) نحوه جداسازی و ارتقاء کیفیت سرویس‌ها