30/04/2010 - Configurando um Ambiente com Terminais

Configurando um Ambiente com Terminais NComputing U170
A Tecnologia de virtualização de desktop da Ncomputing permite reduzir significativamente o custo de
aquisição de hardware permitindo que vários usuários compartilhem um único PC.
Com o terminal NComputing modelo U170 até 10 usuários podem acessar simultaneamente um único
PC mantendo a sensação de estar trabalhando em uma maquina convencional.
O conceito de computação compartilhada não é novo, na verdade, se voltarmos no tempo dos
computadores de grande porte, vários usuários compartilhavam um único sistema computacional
utilizando terminais. Os PCs mudaram para sempre a historia da computação - permitindo que as
pessoas tivessem o poder de um computador de grande porte em sua mesa de trabalho. Como o
avançou da tecnologia, o computador tornou-se tão poderoso que a maioria dos usuários estão usando
apenas uma fração da capacidade da máquina, resultando em desperdício de energia e recursos.
A NComputing utiliza este poder em excesso e o compartilha entre vários usuários, resultando em uma
utilização dos recursos computacionais mais eficiente e, conseqüentemente, menores custos de
aquisição, instalação e gestão mais fáceis e um cuidado ambiental maior.
A NComputing administra os recursos do PC compartilhado com o software de virtualização de desktops
vSpace ™ que e distribui os recursos para cada dispositivo de acesso. O software vSpace da
NComputing permite acessos de forma eficiente e distribuir os recursos do PC entre os usuários, de
forma inteligente e sem diminuir a sensação de alto processamento do usuário. Assim, toda estação
U170 pode sentir a capacidade de resposta do sistema operacional e desempenho da aplicação que é
quase o mesmo, ou igual, ao do PC host.
A criação de um ambiente multiusuário é sempre um passo a frente, e há alguns pontos fundamentais
que devem ser conhecidos e compreendidos.
Este documento irá delinear qual é o melhor caminho para configurar um ambiente utilizando terminais
da série U, discutindo as melhores configurações e a topologias de 5 e 10 terminais em um ambientes
multiusuário.
Determinando o ambiente para terminais U170
Há uma série de atributos na escolha da configuração e da topologia para implantar um sistema de
virtualização de desktop com terminais U170. Vamos avaliar cada uma das seguintes:
- Topologia
- Host PC
- Energia, hubs e cabos
- O desempenho do host
. CPU
. Memória
. Barramento USB
- O desempenho de aplicativos
- O desempenho da Internet
É importante notar que todos esses atributos são inter-relacionados e que qualquer um destes atributos
pode afetar o desempenho de outro, de modo a compreensão desses fundamentos é muito importante.
Primeiramente é importante ler o Manual do Usuário, documento não tratará o processo de instalar os
terminais.
Host PC
A configuração recomendada é apresentada e definida no Guia do Usuário certifique-se de escolher um
host com o poder de processamento suficiente para o número de usuários. Lembre-se de configurar o
host para que as portas USB não sejam desligados pelo gerenciador de energia do host, se este cuidado
não for tomado qualquer U170 sessão ativa poderá ser desconectada.
Alimentação: Os hubs e os cabos do sistema
O padrão USB 2.0 possui a especificação de 500 mA de corrente nominal por porta.
Cada dispositivo USB com um mouse e um teclado padrão deverá consumir cerca de 400 mA de
corrente (isso inclui uma alimentação para o mouse e o teclado que gira em torno de 150 mA).
Portanto, só pode haver um terminal U170 por porta USB padrão.
Utilize hubs quando for necessário o cascateamento de terminais U170 ou quando necessitar ligar
dispositivos USB adicionais juntamente um terminal U170.
A especificação do tratamento USB e dos sistemas operacionais permitem que apenas 5 saltos em uma
porta seja controlada, de modo que não devemos exceder esse número.
A qualidade do cabo é IMPORTANTE! Use apenas cabos de alta qualidade compatíveis com o padrão
USB 2.0.
Nós recomendamos um cabo com diâmetro mínimo de 0,511 mm . Cabos baratos podem causar
variação de tensão excessivas que podem criar problemas de estabilidade do sistema.
O comprimento máximo de um cabo compatível com o padrão USB 2.0 é de 5 metros. Um hub ou
repetidor pode ser utilizado para estender o cabo para 10.
Desempenho da CPU:
É fácil de verificar a utilização da CPU usando o Windows Task Manager que é uma ferramenta do
próprio sistema operacional Microsoft Windows.
Ele proporciona uma informação clara e constante sobre a porcentagem de processamento consumida,
tornando mais fácil uma avaliação do seu ambiente e permitindo determinar o processamento necessário
para um determinado conjunto.
Para a maioria dos aplicativos de produtividade e aplicações multi-mídia, a maioria dos processadores
de núcleo duplo fornecem mais desempenho que o suficiente para lidar com 6 ou até 10 usuários ao
mesmo tempo.
Recomendamos a você testar o seu conjunto de aplicações reais antes de mais implementações.
O software vSpace demonstrou um excelente gerenciamento da utilização do processamento que
permite que todas as tarefas sejam executadas de forma igual. Isto significa que, mesmo que haja os
picos de uso da CPU a 100%, O vSpace e o sistema operacional conseguem distribuir de forma uniforme
a capacidade da CPU para todas as estações.
Assim, nos casos em que a CPU atinge 100%, cada estação tem o de desempenho individual diminuido
em uma escala móvel. Em alguns momentos, geralmente muito breves, em que o processamento atinja
níveis elevados de utilização o desempenho do usuário é degradado e normalmente retorna a velocidade
nativa do PC muito rapidamente.
* Em geral, o teste mais estressante de CPU para um sistema com terminais U170 é de decodificação de
vídeo em tela cheia. O desempenho de um vídeo é altamente dependente do tipo de arquivo gerado
(CODEC), do programa tocador de vídeo (DECODER) e resolução de tela.
Memória:
O segundo recurso do PC para verificar é a utilização da memória. Esta pode ser facilmente verificada
através do mesmo aplicativo Windows Task Manager. A NComputing recomenda geralmente
um PC host com 2 ou 4 GBytes de memória.
Também verifique o seu uso de memória paginada para ter certeza de que não exceda os limites do
sistema operacional: 372 MB (XP) ou 530 MB (Server 2003) (marcado em vermelho no Gerenciador de
Tarefas abaixo).
Barramento USB:
O dispositivo U170 se conecta a um PC através de qualquer de conexão USB 2.0, diretamente
através de um cabo USB, incluído no kit, ou um hub USB 2.0.
Os computadores modernos normalmente fornecem largura de banda de 480Mbps ou 960Mbps no
barramento USB, dependendo se eles têm uma ou duas portas USB.
A tabela abaixo descreve a largura de banda máxima do barramento USB para PC moderno. Os PCs
que contém vários controladores EHCI terá um melhor desempenho de vídeo durante a execução de
mais dispositivos de U170 em um PC.
Dois controladores USB são importantes se você estiver executando mais que 4 ou 5 usuários e quando
você deseja maximizar o desempenho de vídeo. Com 4 ou mais vídeos simultâneos a largura de banda
do barramento USB é toda utilizada e isso pode afetar o desempenho de vídeo. Se isso acontece, o
U170 suspenderá a apresentação dos quadros de vídeo.
Para saber quantos barramentos USB o seu PC possui, basta abrir o Gerenciador de Dispositivos e veja
em "Dispositivos por conexão ". O número de "Standard Enhanced PCI para Controlador host USB", este
é o número controladores USB. No exemplo abaixo, o computador tem dois barramentos USB.
Para tirar proveito dos vários controladores, basta conectar qualquer terminal a um controlador
ao invés de conectar todos os U170s ao mesmo controlador USB.
Adicionando um controlador USB em um slot PCI também é uma opção.
Dependendo de quantos dispositivos U170 estiverem conectados ao PC e quantos barramentos USB o
PC possuir, geralmente, não há gargalos entre as estações U170 e o PC.
Normal o desempenho das conexões USB do PC são muito maiores que a largura de banda de conexão
de Internet. No entanto, esta banda é um recurso compartilhado para todos os usuários, seja através de
PCs individuais ou usando um ambiente compartilhado.
Desempenho da aplicação:
Quando criar um ambiente multi-usuário, o testes de suas aplicações em um modelo de uso típico
deverá ser realizados para determinar que recursos do PC (CPU e memória) são suficientes para
satisfazer as expectativas de desempenho. Qualquer sistema dual core fabricado depois do ano de 2008
deverá atender a grande maioria das necessidades de desempenho de aplicativos utilizados em ensino
ou em ambientes empresariais.
Os dados a seguir mostram como 10 os usuários podem executar algumas aplicações em um PC
padrão.
.
Se o seu teste indicar que o processador de um sistema dual core não cumpre a sua necessidade de
desempenho, então a opção será a de melhorar os recursos do host, indo para um processador mais
rápido ou com mais núcleos de processamento.
Performance Internet:
Não há realmente nenhuma diferença entre 10 usuários em um único multi-PC e a de uma utilização de
PC como monousuário. Apenas certifique-se conectar o sistema à LAN com os espaços adequados para
vários usuários de seus serviços de banda larga.
Topologia
Como mencionado, a topologia de um ambiente U170 é muito importante e pode ser afetada pelos intens
mencionados anteriormente, portanto uma lista de verificação será bastante util:
Host
O poder de processamento suficiente para executar o número desejado de sessões com stream
de vídeo vai depender de dois controladores USB para 4 ou 5 usuários em execução simultânea
de vídeo
Barramento USB
Certifique-se que não existem mais de 5 saltos na topologia
A distância máxima é de 5 metros por hop
Portas USB Extra
Basta adicionar hubs USB para expandir o numero de dispositivos conectados a um PC com
somente um controlador USB.
Energia
Não pode haver mais de um dispositivo U170 por porta USB (e cada porta deve suportar
fornecer 500mA de energia). Use apenas Hubs USB com alimentação externa.
Cabos
Use cabos de qualidade que seguem o padrão USB 2.0.
Distância
O uso de cabos não deve exceder mais de 5 metros em uma única porta USB.
As seguintes topologias podem dar exemplos sobre como contar um salto USB hop e como não exceder
os limites máximos. Nós incluímos outras duas topologias validas no final deste documento.
Esta é uma topologia em cadeia, de 5 saltos. Note-se que os hubs USB tem o poder de adicionar a
capacidade de saltos.
Esta é uma topologia possui apenas 3 saltos. Note que o primeiro hub USB pode adicionar a capacidade
de atender até 5 metros de cabo e depois dividir os quatro dispositivos U170 com mais mais 5 metros. E
a segunda série de hubs com alimentação é opcionail, mas aparece aqui para adicionar mais portas
extras para pen drives, impressora ou outros dispositivos USB
.
Exemplo de Ambiente com 5 usuários
No nosso exemplo de configuração de 5 usuário, usamos uma máquina Lenovo da Serie 3000H vendida
por cerca de US$30 nos EUA. Quatro dispositivos foram conectados U170 e utilizados 5 monitores LCD.
O sistema operacional é o Windows Server 2003 Standard Edition. Muitos PCs hoje tem oito ou mais
portas USB, portanto não há necessidade de um hub USB para montar a solução. Os dispositivos U170
foram conectados diretamente a quatro portas USB na parte traseira, como mostrado na figura abaixo.
Para demonstrar o desempenho, um vídeo com resolução de 720x480 no modo de tela cheia foi iniciado
em cada terminal U170. A decodificação de vídeo é consome muito processador e o barramento USB
trabalha de forma intensiva, portanto é um bom teste para determinar se o sistema está bem
dimensionado para trabalhar bem com a solução U170. Uma vez lançados os quatro vídeos é importante
monitorar o consumo de CPU e memória do host com o Windows Task Manager. Um clipe de vídeo de
720 x 480 normalmente representa uma qualidade de DVD widescreen.
Durante a execução dos 4 vídeos em tela cheia ao mesmo tempo, o Gerenciador de Tarefas do
Windows nos mostra o uso da CPU a de cerca de 85% e a utilização da memória é menor do que
600MB. Este teste nos mostra que e uma máquina dual core não apresenta nenhum problema para fazer
parte deste cenário.
A topologia para um ambiente de cinco usuários foi a seguinte:
A utilização de banda do barramento USB não é uma funcionalidade do Windows Task Manager por isso
não é uma fácil medi-la. A largura de banda máxima especificada de USB 2.0 é de 480 Mb / s, mas na
realidade a largura de banda utilizável na prática é cerca de 400 Mb / sec. Um dispositivo U170 é
executado em cerca de 10MB/sec, em carga nominal. Apresentando um vídeo, a largura de banda
poderá ser de até 130 Mb/s suportando 30 frames por segundo (fps). Se a largura de banda do
barramento não for suportar a transmissao de 30 fps, então o sistema U170/vSpace começará suprimir
quadros no vídeo para compensar a falta de largura de banda. Nossos testes demonstraram que cerca
de quatro vídeos em tela cheia (dependendo do formato de vídeo, tamanho, decodificador, barramento
USB e implementação) permitem a execução do video sem supressão de frames. Se o ambiente
necessitar usar um 4 vídeos em tela cheia simultaneamente, sugerimos utilizar até 4 usuários por
Barramento USB 2.0, para garantir uma melhor qualidade de vídeo.
Portanto a melhor configuração ou topologia para nove usuários é a utilização de um PC com dois
controladores USB e dividir os usuários por grupos; quatro usuários em um hub e cinco
usuários no segundo hub
. A topologia sugerida é:
A imagem seguinte mostra um exemplo de instalação U170 configurado para 10 usuários:
É claro, que como em qualquer PC, o desempenho de cada usuário depende da configuração do host,
aplicação e da necessidades dos usuários. O desempenho dependente do hardware do host; memória e
CPU e dos aplicativos que estão sendo usados.
Não há quase nenhuma diferença perceptível entre os ambientes de desktop virtuais e o real. No
dimensionamento, os dois principais recursos de utilização, processador e memória, não devem ter seu
uso em 100%.
Ambiente com 10 usuário U170
Um exemplo de configuração de 10 usuário, uma máquina Gateway DX-4822-032 foi utilizada como
host. Nove dispositivos U170, dez monitores LCD, e Windows Server 2003 Standard Edition como o
sistema operacional, foram utilizados. Não há portas USB suficientes neste PC para 9 terminais U170.
Os aparelhos foram divididos em dois grupos. Cinco terminais U170 estão conectados a um hub D-Link
de 7 portas e quatro terminais U170 estão conectados a um hub D-Link quatro portas USB.
Uma vez que este PC tem dois barramentos USB, cada hub foi conectado a um deles. Este
procedimento serve para maximizar a largura de banda USB. Cada hub está ligado a um cabo USB de 5
metros de comprimento.
Neste exemplo, a solução NComputing atendeu 10 usuários simultâneos com uma variedade de
diferentes aplicativos para determinar o desempenho. As aplicações utilizadas neste exemplo estão
listadas abaixo:
Lista de Aplicações
Microsoft Paint
Microsoft Word
Microsoft Excel
Microsoft PowerPoint
Microsoft Internet Explorer
Microsoft Outlook Express
Roboworks
WordPad
VLC Media Player
Mozilla Firefox
Com todas as 10 estações (ou usuários) ativas, 10 aplicações de produtividade em execução, e um total
de três multi-media clips de vídeo com resolução nativa (~ 720 x 480) no modo de tela cheia e
um clip de vídeo no modo normal (430x370), o ambiente apresentou excelente performance com
nenhuma perceptível perda de frame de vídeo.
Como podemos observar na tela Task Manager, a utilização do processador foi bem abaixo dos 40%
e o consumo de memória era apenas um pouco mais de 1.5GB. Isto mostra claramente que este sistema
tinha capacidade de ser compartilhado.
O conjunto total das aplicações e clips de vídeo são descritos abaixo:
Ambiente de testes:
A criação destes testes é muito fácil. Basta simplesmente instalar o vSpace no host e em seguida,
conectar cada dispositivo U170 a um teclado, monitor, mouse e hospedar PC (via USB 2.0
cabo) e alto-falantes e microfone para cada ponto de acesso.