Estudo de caso – Qumulo nativo do Azure para os serviços de perfil do Azure Virtual Desktop

Uma empresa líder no setor de serviços financeiros pretendia substituir sua plataforma de desktop remoto, que havia chegado ao fim de sua vida útil. Ao mesmo tempo, a empresa estava contratando novos funcionários para atender ao aumento na demanda causado pela pandemia. Com 8.000 usuários remotos prestando serviços essenciais aos clientes e distribuídos tanto na Costa Leste quanto na Costa Oeste, e com a expectativa de que esse número continuasse a crescer, o cliente optou por migrar seus serviços de desktop remoto para o Azure Virtual Desktop (AVD), utilizando o Nerdio Manager for Enterprise para gerenciar os recursos e serviços do AVD e o FSLogix para gerenciar os perfis de usuário remoto de todos os usuários em ambas as implantações.

Requisitos da solução

Tendo já gerenciado uma solução para usuários remotos em menor escala e aprendido quais arquiteturas e práticas de gerenciamento funcionavam ou não, o cliente definiu os seguintes requisitos para seu ambiente atualizado de desktop virtual:

Simplicidade escalável

A pilha de soluções anterior do cliente não era capaz de se expandir para suportar até 4.000 usuários por região dentro de um único volume ou namespace. À medida que o número de usuários remotos aumentava, o cliente precisava provisionar novos compartilhamentos em seu serviço de dados em arquivo existente para atender ao aumento da demanda tanto por capacidade quanto por IOPS.

O que o cliente constatou à medida que se expandia foi que cada novo compartilhamento aumentava sua carga operacional: primeiro, por exigir tempo administrativo para monitorar o status operacional, os níveis de utilização e o desempenho do compartilhamento; e, segundo, por exigir que um compartilhamento dedicado fosse provisionado na outra região do Azure para servir como volume de failover no caso de uma interrupção regional. O serviço de arquivos anterior não oferecia ferramentas nativas de replicação; portanto, espelhar cada compartilhamento na outra região envolvia um sistema complicado de ferramentas de terceiros, verificações manuais regulares e solução de problemas quando a replicação falhava por qualquer uma das diversas razões.

Com 4.000 usuários em cada região e com o potencial de adicionar novos funcionários remotos em resposta às demandas de negócios em constante mudança, o cliente precisava de uma solução que não apenas oferecesse escalabilidade muito além do número inicial de 4.000 usuários remotos por região, mas que também suportasse a replicação de dados de usuários em qualquer escala para a outra região do Azure. Idealmente, o cliente desejava uma solução que se escalasse de maneira integrada para qualquer tamanho dentro de um único namespace, a fim de minimizar a complexidade operacional da solução como um todo.

Otimizado para oferecer desempenho máximo a um custo mínimo

Em cada região, até 4.000 usuários remotos que se conectam à solução ao mesmo tempo geram uma carga pesada no sistema todas as manhãs e novamente todas as noites, quando se desconectam. Um sistema de armazenamento com capacidade insuficiente pode ter dificuldade para suportar tantas solicitações simultâneas, levando a tempos excessivos de login/logout para cada usuário – ou à impossibilidade total de conexão para alguns usuários, forçando-os a tentar se reconectar. Em ambos os casos, o resultado final é uma perda de produtividade dos usuários, um serviço prejudicado para os clientes da organização e uma carga excessiva sobre a equipe interna de TI para gerenciar os eventos de lentidão quando eles ocorrem.

Ao mesmo tempo, um serviço dimensionado para atender às demandas de capacidade de tráfego de um intervalo de 30 minutos para login pela manhã e de um intervalo de 30 minutos para desconectagem à noite pode significar que o cliente pague por largura de banda desnecessária nas outras 23 horas do dia.

Um requisito fundamental para o sistema de armazenamento de perfis era a capacidade de suportar os picos de demanda de largura de banda gerados por milhares de usuários conectados ao sistema ao mesmo tempo, sem, no entanto, incorrer em cobranças pela largura de banda que não estivesse sendo utilizada.

De alta disponibilidade

A solução precisava permanecer disponível não apenas em caso de uma interrupção local do serviço — como um problema de hardware ou de rede em uma determinada região —, mas também ser capaz de recuperar rapidamente todos os serviços e dados relacionados no caso de uma falha em nível regional no Azure.

Como parte de sua nova solução de AVD, o cliente desejava minimizar o risco de interrupção do serviço, garantindo que, no caso de uma falha que afetasse toda uma região, todos os usuários afetados pudessem se reconectar rapidamente aos serviços e dados de AVD na outra região para retomar a produtividade.

Requisitos de armazenamento

O serviço anterior de armazenamento de perfis AVD do cliente havia sujeitado sua equipe de TI a gargalos de desempenho que não podiam ser facilmente resolvidos, e a falta de facilidade de expansão do serviço havia levado a uma carga administrativa inaceitavelmente alta apenas para manter os níveis normais de serviço. Além disso, os altos custos de transação do serviço tornavam difícil justificar sua expansão, mesmo com o aumento da demanda por parte dos usuários.

Para fornecer serviços de armazenamento para os perfis de usuários remotos, o cliente levou em consideração vários fatores ao avaliar as opções disponíveis. Além dos requisitos mencionados acima relativos à escalabilidade contínua, à taxa de transferência elástica (tanto em IOPS quanto em largura de banda em todo o serviço) e ao suporte nativo à replicação para uma segunda região do Azure, o processo de seleção de armazenamento do cliente também levou em conta o seguinte:

• O custo por usuário, por GB, por mês, para o armazenamento básico do perfil do usuário

• O custo por usuário por mês para garantir que o perfil de cada usuário fosse replicado para a região secundária. O cliente precisava levar em consideração tanto o custo da capacidade no serviço remoto quanto o custo da replicação de dados entre as regiões do Azure.

• O custo para garantir que a largura de banda necessária estivesse disponível para atender a cada usuário durante os horários de pico.

Solução

O cliente já havia decidido complementar seu serviço AVD com o Nerdio Manager for Enterprise para gerenciamento de imagens, infraestrutura e recursos. Para garantir uma experiência consistente ao usuário em um ambiente de desktop efêmero, ele optou pelo FSLogix, um serviço da Microsoft que utiliza uma plataforma de armazenamento de arquivos de back-end para proporcionar portabilidade ao usuário tanto em desktops físicos quanto virtuais.

Ao avaliar os requisitos da solução, o cliente calculou que o sistema de armazenamento que suportaria o FSLogix precisaria ter capacidade para mais de 400 TB de capacidade total (o perfil exclusivo de cada usuário exigia, em média, 50 GB de espaço em disco), ser capaz de suportar 40.000 IOPS de uso sustentado por região, bem como acomodar picos de taxa de transferência de até 60.000 IOPS por região durante os horários de logon e logoff diários.

Após avaliar os serviços de dados do Azure disponíveis para perfis de armazenamento, o cliente optou pelo Azure Native Qumulo (ANQ), um serviço de armazenamento de arquivos nativo da nuvem, reconhecendo que, dentre os serviços de armazenamento analisados, apenas o ANQ era capaz de atender a todos os objetivos do cliente em termos de escalabilidade, desempenho e simplicidade.

As vantagens do Qumulo nativo do Azure

Tendo enfrentado várias interrupções e lentidões no serviço devido à solução de armazenamento anterior, e com o objetivo de evitar a complexidade de gerenciamento e os altos custos de transação associados a ela, o cliente concluiu que o Azure Native Qumulo ofereceria um serviço de armazenamento muito mais simples, a um custo menor, do que qualquer outra alternativa de armazenamento baseada no Azure.

Entre as opções de armazenamento consideradas, o Azure Native Qumulo apresentou uma série de vantagens, o que o tornou a escolha óbvia para a prestação de serviços de dados de perfil, incluindo:

• Somente o Qumulo nativo do Azure oferecia elasticidade nativa da nuvem que permitia ao serviço fornecer a taxa de transferência necessária — incluindo tanto IOPS quanto a largura de banda geral do serviço — de forma totalmente independente da capacidade. Todos os outros serviços vinculavam diretamente as IOPS disponíveis de seus serviços à capacidade provisionada, forçando o cliente, em algumas situações, a provisionar e pagar por mais capacidade do que realmente precisava, a fim de atingir os níveis-alvo de IOPS de pico por usuário.

• Somente o Qumulo nativo do Azure foi capaz de oferecer suporte a um único namespace para todos os usuários em cada região, independentemente da capacidade necessária. Embora os 4.000 usuários de AVD do cliente em cada região pudessem, em teoria, compartilhar um único volume em qualquer um dos outros serviços de armazenamento, o cliente teria que criar e gerenciar vários volumes/compartilhamentos por região para atender aos níveis de IOPS exigidos.

• O Azure Native Qumulo foi o único serviço a incluir a replicação entre regiões como um recurso essencial da mensalidade da assinatura. Dos outros serviços de armazenamento disponíveis, um não oferecia replicação como recurso essencial, e o outro exigia um custo adicional de licença, além de uma taxa de replicação por GB para todos os dados replicados em qualquer direção.

• Somente o Qumulo nativo do Azure oferecia uma economia de escala que reduzia o custo do serviço por usuário à medida que mais usuários eram adicionados. A taxa mensal por usuário dos demais serviços permanecia relativamente constante, independentemente do número de usuários que a solução suportasse.

Além da simplicidade de gerenciamento e licenciamento do ANQ, sua arquitetura nativa da nuvem permitiu que o cliente também aproveitasse sua escalabilidade de capacidade e taxa de transferência para acomodar novos usuários em praticamente qualquer escala e fornecer o IOPS necessário para sustentar a atividade dos usuários, minimizando as lentidões no serviço mesmo durante os horários de pico, tudo isso por uma fração do custo de qualquer outro serviço de armazenamento de arquivos na nuvem.

Arquitetura

A solução do Azure Virtual Desktop do cliente acabou sendo implantada com os seguintes componentes:

O Azure Native Qumulo Scalable File Service (ANQ) para hospedar os perfis individuais baseados em VHD de cada usuário de desktop. Uma instância separada do ANQ foi implantada em cada região.

Rede Virtual do Azure

Injeção de VNet para conectar a instância do ANQ de cada região aos recursos da própria assinatura do Azure do cliente

O Azure Virtual Desktop, implantado em duas regiões do Azure, com um grupo separado de usuários atribuídos aos recursos do AVD de cada região como seu local principal, e cada região configurada como local secundário para a outra região, no caso de uma interrupção regional do serviço.

O Nerdio Manager simplifica e agiliza o processo de gerenciamento de serviços relacionados a AVDs: pools de recursos, conectividade, segurança, imagens de desktop, aplicativos e monitoramento de serviços.

Contêineres de perfil da FSLogix para conectar cada usuário do AVD ao perfil designado a ele no armazenamento ANQ, como parte do processo de login

A Replicação Contínua do Qumulo, configurada para replicar os dados dos perfis de usuário do cluster ANQ local de cada região para a instância ANQ na outra região, garantindo que os serviços de perfis de usuário continuem disponíveis em caso de failover regional.

Topologia

A solução AVD do cliente foi implantada nas regiões Azure East US 2 e Azure West US 2, com os usuários divididos igualmente entre as duas. Cada usuário remoto se conecta à região mais próxima de sua localização física.

Para garantir que todo o serviço AVD permaneça online em caso de falha em uma das regiões do Azure que hospedam o serviço, cada região é configurada como um domínio de failover em relação à outra região do Azure. No caso de uma interrupção que afete toda a região, o conjunto completo de serviços AVD ficará online na região restante.

Os perfis de usuário são replicados bidirecionalmente da instância local do serviço Azure Native Qumulo em cada região para o destino ANQ remoto. Isso garante que os dados dos perfis de usuário também estejam disponíveis em qualquer uma das regiões, no caso de uma interrupção regional.

A arquitetura completa da solução, incluindo os serviços AVD de suporte, o Nerdio Manager for Enterprise, o FSLogix e os serviços de dados nativos do Qumulo no Azure, é apresentada no diagrama a seguir.

Benefícios da solução

Ao optar por uma solução multirregional para trabalho remoto baseada no Azure Virtual Desktop, com os serviços de perfil de usuário hospedados no Azure Native Qumulo, o cliente conseguiu obter os seguintes benefícios:

Maior produtividade do usuário

Em comparação com a implantação anterior de desktops virtuais do cliente, a nova configuração do serviço permitiu tempos de login mais rápidos para cada usuário todas as manhãs. O resultado foi uma base de usuários mais produtiva, menos chamadas para a equipe interna de suporte de TI e menos tempo gasto na resolução de problemas relacionados à disponibilidade e ao desempenho do serviço.

Elasticidade do serviço

Uma solução com capacidade insuficiente pode prejudicar a produtividade dos usuários durante os horários de pico — por exemplo, nos momentos de login e logoff, ou em períodos de alta demanda —, levando a tempos de espera mais longos, sobrecarga da equipe de TI, clientes frustrados e possível perda de receita. Uma solução superdimensionada pode acarretar custos operacionais significativos se for utilizada plenamente por apenas algumas horas ou menos por dia.

Conforme implantado, utilizando o Azure Native Qumulo para fornecer armazenamento de perfis de usuário, o serviço conseguiu aumentar a capacidade de IOPS e de taxa de transferência durante os períodos de pico de carga e, em seguida, retornar automaticamente ao funcionamento normal em todos os demais momentos. Isso significava que o cliente não estava pagando mais do que o necessário por uma solução superdimensionada, nem causando lentidões desnecessárias no serviço com uma solução subdimensionada.

Resiliência

Os perfis de usuário replicados são somente de leitura em circunstâncias normais. O RTO da solução deve incluir o tempo necessário para a transição para a instância secundária do ANQ (por exemplo, interromper a relação de replicação e tornar todos os perfis graváveis) antes de conectar os usuários da região remota às instâncias do AVD.

Custo

Na verdade, a escalabilidade e a elasticidade do Azure Native Qumulo resultaram diretamente no benefício mais significativo para o cliente: uma economia de escala que reduziu o custo total dos serviços a um valor mensal por usuário muito mais baixo do que o que ele teria pago com qualquer um dos outros serviços de armazenamento de perfis que o cliente considerou. Segundo os próprios cálculos do cliente, a escolha de utilizar o Azure Native Qumulo para os serviços de dados de perfil do AVD resultou em uma economia de US$ 325.000 por ano em relação ao ambiente de armazenamento da solução anterior!

Conclusão

Com base em sua solução anterior de desktop remoto, o cliente tinha bastante experiência com o que não funcionava: a solução anterior era muito complexa, muito lenta e pouco confiável. Ao avaliar outras soluções de armazenamento de arquivos em nuvem baseadas no Azure para armazenar perfis de usuário, eles concluíram que as alternativas ao Azure Native Qumulo apresentavam todos os problemas mencionados acima, além de serem muito caras.

O cliente percebeu que, dentre todas as opções de armazenamento de perfis do Azure Virtual Desktop, apenas o Azure Native Qumulo atendia aos seus requisitos de escalabilidade em um único namespace, desempenho — oferecendo IOPS sustentadas e de pico, conforme necessário — e simplicidade, mesmo em uma implantação multirregional que utilizasse os recursos de replicação nativos do Qumulo, tudo isso a um custo menor.

Recursos relacionados

Serviço de Arquivos Escalável Qumulo Nativo do Azure

Replicação Contínua do Qumulo

Serviço de Arquivos Escalável Qumulo Nativo do Azure (Azure Marketplace)

Serviço de arquivos escalável Qumulo nativo do Azure (Blog do Azure)

Guia do Serviço de Arquivos Escalável Qumulo Nativo do Azure (Documentação do produto do Azure)

Como usar o failover com replicação no Qumulo

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