使用GPU虚拟化技术搭建支持3D设计的职校学生机房(云教室)

背景

学校为职业学校,计算机教室需要进行Maya、Adobe Illustrator、Adobe Dreamweaver、Adobe PhotoShop等软件的教学。每个教室为35用户。资源需求为4核、8G内存、80G硬盘。

基于桌面虚拟化VDI技术的机房在成本、可管理性方面,相对于传统胖终端的机房,具有独特的优势。不足之处是由于没有GPU,对于3D应用的支持较差。如果没有DirectX和OpenGL的支持,这些软件将无法运行,或者无法流畅运行。

GPU虚拟化技术使得多个虚拟机可以共享物理的GPU,提供了资源利用率,降低了GPU的成本。相对于每个胖终端配置显,GPU虚拟化技术,通过在服务器上集中部署高性能GPU,实现多用户共享资源,可以实现更优的成本,降低能耗。 还具有更大的灵活性,可以通过调整资源配置,为用户配置不同规格的vGPU。

方案

每个云教室配置35个云终端,1台服务器,一台PC做教师机。

服务器配置如下:

Dell R740  Xeon 金牌6226R 2.9Ghz * 2,64G * 6,960G 企业级SSD,2TB SATA, GE * 4,  TESLA P40-24G * 2, 1100W电源*2

选Dell R740服务器的原因是这款服务器销量的,兼容性好,对GPU的支持非常好。服务器提供idrac远程管理,远程装机,故障定位,都非常便捷。为了支持GPU,电源肯定选最高功能率。

上述配置中,TESLA P40卡带有24G显存,可以分配出24个1G显存的vGPU。两个P40卡,足够满足为35个用户分配vGPU。 服务器可以35用户,人均 8G 内存,1G 显存的资源分配。

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云终端采用 朵拉云 DC20

DC20 配置为 : ARM A55,1G/8G,VGA/HDMI,6*USB,千兆网卡。

DC20终端可以满足在 1920 x 1080分辨率下,流畅使用云桌面业务的需求。

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服务器、云终端、教师机器,通过交换机连接。

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部署过程

1、安装服务器、云终端硬件。

2、服务器部署 DoraCloud 虚拟化系统。

服务器安装好 Proxmox VE后,可以实现一键在线部署 DoraCloud 桌面云。

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 3、从在线仓库下载桌面模板。然后编辑模板,增加 Maya、PS、DW、AI等应用软件。

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 4、创建35用户的桌面池,创建班级群组、用户。 

桌面池创建的时候,选择P40显卡以及vGPU类型为 1Q

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 然后创建群组(班级)

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 再创建35个用户账号。

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 5、配置云终端的自动发现和自动配置,实现终端的即插即用。

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 6、将云终端顺序开机,实现云终端和云桌面账户的依次绑定。保证座位、终端、用户、桌面的编号,一一对应。

 7、为了启用vGPU,需要把Maya的ViewPort 渲染引擎修改为 DirectX 11

然后打开一个Maya教学用的模型,性能也是不错的,可以平滑的拖动,旋转。

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实施效果

成本分析

服务器采用R740,GPU选择P40,性价比非常高。低于使用核显胖终端,远低于使用独显的胖终端。 配置已经给了,不难自己核算成本。 如果想最求更好性能,可以把服务器、显卡再升级1-2代。

性能分析

每个桌面使用 鲁大师跑分,性能远高于核显的跑分,超过 1050Ti,接近GTX 1060的水平了。 

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管理便捷

VDI模式具有天然的管理优势。 创建35个桌面,可以在5-10分钟内完成。 桌面还原,可以在1-3分钟内完成。

桌面可以设置多种还原策略。比如断开时还原、定时还原,或者按照课表的时间,进行还原。

管理便捷

由于VDI是在服务器上分配资源,可以灵活的调整桌面的资源配置。

比如平时上课的桌面为:8G内存,1G显存。  如果暑假期间,做一个课题项目,可以调整桌面池,比如创建出 10个桌面,每个桌面16G内存,4G显存。 这个灵活性,是买PC不能比拟的。

另外,后续如果1G的显存不够用,可以选择增加服务器,人均分配2G,或者4G显存。不会出现像PC一样的报废式升级。

最后看看机房的效果。

 

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