使用GPU配置Horizon虛擬桌面

■ 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 王春海

普通的虛擬桌面適合一般辦公應(yīng)用，因?yàn)槠胀ǖ奶摂M桌面所用的服務(wù)器沒有安裝專業(yè)的顯卡。普通虛擬桌面沒有配置顯卡，其圖形圖像處理使用CPU來處理，這就導(dǎo)致普通虛擬桌面圖形圖像處理能力比較差。如果想獲得較好的圖形圖像處理效果，需要在服務(wù)器上安裝專業(yè)的適合于虛擬化的GPU顯卡，以虛擬化的方式將專業(yè)顯卡分配給虛擬桌面，為虛擬桌面提供圖形圖像處理能力。

本文針對(duì)需要處理圖形圖像視頻的虛擬桌面，以NVIDIA RTX8000為例，介紹在Horizon實(shí)現(xiàn)GPU的虛擬桌面的內(nèi)容。

NVIDIA GRID概述

NVIDIA GRID可提供圖形加速型虛擬桌面與應(yīng)用程序，讓企業(yè)用戶能夠?yàn)槿魏问褂脠?chǎng)合提供合適的性能水平，不論是想要全速運(yùn)行基本W(wǎng)indows應(yīng)用程序的辦公室職員還是想要在任何地點(diǎn)、任何設(shè)備上使用專業(yè)圖形應(yīng)用程序的建筑師、工程師或設(shè)計(jì)師等圖形用戶。這一解決方案讓企業(yè)用戶能夠享受到虛擬化的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在整個(gè)企業(yè)內(nèi)擴(kuò)大這些優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)應(yīng)用程序和桌面虛擬化工作原理如圖1所示。這是一個(gè)采用純CPU的傳統(tǒng)虛擬化環(huán)境。虛擬化層既可以是VMware vSphere，也可以是Hyper-V或Citrix，該層位于服務(wù)器上。Hypervisor會(huì)劃分底層郵件，虛擬桌面會(huì)在Hypervisor上運(yùn)行。當(dāng)用戶在虛擬機(jī)上開展工作時(shí)，由CPU來執(zhí)行、捕捉和渲染所有圖形命令。

圖1 傳統(tǒng)應(yīng)用程序和桌面虛擬化工作原理

圖2 NVIDIA GRID工作原理

NVIDIA發(fā)布的GRID解決方案可以讓用戶能夠?qū)?shù)據(jù)中心GPU進(jìn)行虛擬化并在多個(gè)虛擬機(jī)上共享這一GPU。此舉可以為現(xiàn)有應(yīng)用程序和桌面環(huán)境提升性能，還開辟了可利用GPU技術(shù)的全新使用場(chǎng)合。NVIDIA GRID的工作原理如圖2所示。

NVIDIA vGPU管理器會(huì)將GPU劃分為獨(dú)立的vGPU實(shí)例，這些實(shí)例會(huì)直接傳遞至安裝在虛擬機(jī)上的原生NVIDIA驅(qū)動(dòng)程序。

根據(jù)用戶計(jì)劃部署的任務(wù)類型的不同，有兩種不同的驅(qū)動(dòng)程序類型。針對(duì)PC應(yīng)用程序，GRID使用的是基本的圖形驅(qū)動(dòng)程序，而針對(duì)工作站應(yīng)用程序，GRID使用的是認(rèn)證的Quadro驅(qū)動(dòng)程序。Quadro驅(qū)動(dòng)程序可確保虛擬工作站能夠具備無異于物理工作站的特性。例如，抗鋸齒、逼真的模型、增強(qiáng)的應(yīng)用程序性能以及應(yīng)用程序認(rèn)證等。

當(dāng)用戶登錄到自己的虛擬機(jī)上并開始工作時(shí)，NVIDIA驅(qū)動(dòng)程序會(huì)通過Hypervisor將命令發(fā)送至vGPU引擎，該引擎會(huì)對(duì)物理GPU所要處理的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，然后將結(jié)果發(fā)回至虛擬機(jī)。

由于NVIDIA數(shù)據(jù)中心GPU的強(qiáng)勁性能，這一任務(wù)在幾納秒內(nèi)即可完成，這意味著，雖然用戶所使用的應(yīng)用程序是在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上運(yùn)行的，但是用戶會(huì)獲得本地級(jí)體驗(yàn)。

除了主機(jī)和虛擬機(jī)上的所有軟件組件以外，GRID軟件還包括多種管理工具，這些工具可幫助管理員調(diào)整環(huán)境以便提供最佳的性能，同時(shí)依然實(shí)現(xiàn)最高的密度。

NVIDIA vGPU是許可產(chǎn)品，如果沒有獲得許可，vGPU將以降低的能力運(yùn)行，直到獲得許可證為止。未經(jīng)許可的vGPU的性能受到以下限制：

（1）幀速率上限為每秒3幀。

（2）GPU資源分配受到限制，這將阻止某些應(yīng)用程序正確運(yùn)行。

（3）在支持CUDA的vGPU上，CUDA被禁用。

獲得許可證后，將取消這些限制。獲得NVIDIA vGPU許可后，設(shè)置為使用NVIDIA vGPU的VM可以運(yùn)行所有DirectX和OpenGL圖形應(yīng)用程序。

如果配置了許可，則在這些GPU上引導(dǎo)vGPU時(shí)，虛擬機(jī)（VM）從許可服務(wù)器獲取許可。VM保留許可證，直到將其關(guān)閉。然后，它將許可證釋放回許可證服務(wù)器。許可設(shè)置在重新啟動(dòng)后仍然存在，并且僅在許可服務(wù)器地址更改或VM切換到正在運(yùn)行的GPU直通時(shí)才需要修改。

【說明】一臺(tái)配置了NVIDIA vGPU的虛擬機(jī)，獲得與未獲得NVIDIA許可證時(shí)，其顯卡性能相差非常懸殊。以物理主機(jī)CPU為Intel Xeon E5-2603 v3、GPU顯卡為NVIDIA T4為例，為虛擬機(jī)分配T4-2Q配置文件，虛擬機(jī)安裝Windows 10操作系統(tǒng)，為虛擬機(jī)分配2個(gè)vCPU進(jìn)行測(cè)試。在未獲得NVIDIA許可證與獲得NVIDIA許可證時(shí)，使用魯大師測(cè)試虛擬機(jī)獲得的得分，顯卡性能得分分別為2071與35294。

為NVIDIA配置License Server

配置NVIDIA License Server的主要步驟如下。

（1）從NVIDIA網(wǎng)站，以公司郵箱申請(qǐng)License。通過之后，會(huì)有一封密碼重置郵件。

（2）通過密碼重置郵件，設(shè)置密碼，登錄許可證門戶網(wǎng)站。

（3）下載NVIDIA顯卡驅(qū)動(dòng)、License服務(wù)器軟件以及試用許可。許可是根據(jù)MAC地址與計(jì)算機(jī)名稱生成。

（4）安裝驅(qū)動(dòng)到ESXi主機(jī)，重啟ESXi主機(jī)。

（5）然后使用vSphere Client登錄到vCenter Server，修改ESXi主機(jī)圖形為直接共享，重新啟動(dòng)服務(wù)器。

（6）創(chuàng)建VM，添加共享PCI設(shè)備，選擇RTX8000配置文件，內(nèi)存預(yù)留。啟動(dòng)VM，如果能啟動(dòng)，表示正常，可以繼續(xù)后面的操作。

下面介紹主要內(nèi)容。

如果沒有從NVIDIA公司購(gòu)買正式的許可，可以從NVIDIA網(wǎng)站申請(qǐng)?jiān)囉玫腖icense。試用的流程如下：

（1）登錄NVIDIA企業(yè)網(wǎng)站，在瀏覽器中打開以下的鏈接：

根據(jù)需要填寫申請(qǐng)信息。申請(qǐng)?jiān)S可的時(shí)候，電子郵件應(yīng)該是公司或企業(yè)郵箱申請(qǐng)License，不能使用QQ等個(gè)人郵箱申請(qǐng)。

（2）在“NVIDIA GPUs”下拉列表中選擇一塊GPU顯卡即可，其他根據(jù)需要來填寫。然后單擊“Register”按鈕。

（3）在注冊(cè)之后，NVIDIA會(huì)提示15分鐘發(fā)送下一步的注冊(cè)信息。實(shí)際上一般情況下需要2～3天才能收到注冊(cè)郵件，因?yàn)檫@一步需要NVIDIA公司驗(yàn)證通過之后才能繼續(xù)。

（4）在NVIDIA驗(yàn)證通過你的申請(qǐng)之后，在你的郵箱中應(yīng)該收到2封郵件，其中一封郵件是密碼重置的鏈接，你應(yīng)該在24小時(shí)以內(nèi)（郵件發(fā)出的時(shí)間為準(zhǔn)，不是你收到郵件的時(shí)間）。設(shè)置登錄密碼。

（5）還會(huì)收到一封包含試用許可的郵件，下載郵件中的PDF附件。下載的PDF附件內(nèi)容如圖3所示。

關(guān)鍵是PAK ID后面的信息，需要復(fù)制此信息備用。

（6）注冊(cè)帳戶，填寫PAK ID、注冊(cè)郵箱及地址信息等。注冊(cè)鏈接為：

（7）等大約15到20分鐘之后，使用注冊(cè)的郵箱和重置的密碼登錄NVIDIA企業(yè)門戶網(wǎng)站。登錄之后，單擊“NVIDIA許可門戶網(wǎng)站”，在“DASHBOARD”中可以查看申請(qǐng)的許可信息，通常會(huì)提供128用戶及120天的測(cè)試許可。單擊右上角的“CREATE SERVER”創(chuàng)建License服務(wù)器。在創(chuàng)建的License Server對(duì)話框中，輸入許可證服務(wù)器的計(jì)算機(jī)名稱和MAC地址，在“Product”下拉列表中選擇許可并輸入License數(shù)量，本示例創(chuàng)建50個(gè)許可，如圖4所示。如果要配置2臺(tái)許可證服務(wù)器，在“Failover License Server”文本框中輸入冗余許可證服務(wù)器的名稱，在“Failover MAC Address”中輸入冗余許可證服務(wù)器的MAC地址。

圖3 試用許可信息

（8）在創(chuàng)建License Server之后，返回到許可證門戶網(wǎng)站，單擊“DOWNLOAD LICENSE FILE”按鈕下載許可證文件。下載的許可證文件是一個(gè)類似于License_005056123456_12-28-2019-21:54-19.bin的文件，包括了網(wǎng)站的MAC地址。

（9）在軟件下載中下載NVIDIA的顯卡驅(qū)動(dòng)。NVIDIA提示了用于vSphere、Hyper-V與Citrix等不同廠商或平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)，單擊“ADDITIONAL SOFTWARE”下載License Server服務(wù)器軟件，可以根據(jù)需要下載用于Windows、Linux等不同操作系統(tǒng)的32位或64位License Server軟件。

圖4 創(chuàng)建License Server

NVIDIA License服務(wù)器注意事項(xiàng)如下：

（1）可以配置單臺(tái)物理機(jī)或虛擬機(jī)用作License Server。為了避免單個(gè)許可證服務(wù)器出現(xiàn)故障影響License發(fā)放，可以配置2臺(tái)License服務(wù)器。

（2）許可證服務(wù)器分Windows版本與Linux版本?？梢愿鶕?jù)需要選擇其中一個(gè)版本，如果采用Windows版本，只能采用英文Windows操作系統(tǒng)，例如英文的Windows Server 2012 R2、Windows Server 2016、Windows Server 2019等。

（3）許可證服務(wù)器需要Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境和Apache Tomcat服務(wù)器。在安裝許可證服務(wù)器軟件之前，請(qǐng)確保在使用的每臺(tái)許可證服務(wù)器主機(jī)上已經(jīng)安裝了必需的軟件。

在Windows上，需要安裝.Net Framework 4.5或更高版本，還要安裝Java運(yùn)行環(huán)境。Windows的許可證服務(wù)器在安裝過程中會(huì)包含Apache Tomcat服務(wù)器。

在Linux上，需要同時(shí)安裝Java運(yùn)行環(huán)境和Apache Tomcat服務(wù)器。

（4）許可證服務(wù)器推薦的最低配置是2個(gè)CPU、4GB內(nèi)存，最小1GB的可用硬盤空間。配置有16GB內(nèi)存或更多CPU內(nèi)核的配置可以處理150000個(gè)許可的客戶端。

（5）許可證服務(wù)器必須具有固定的IP地址。許可證服務(wù)器需要一個(gè)固定不變的MAC地址。許可證服務(wù)器對(duì)MAC地址進(jìn)行記錄。

（6）許可證服務(wù)器的日期和時(shí)間必須正確配置。

在本示例中，在一臺(tái)英文Windows Server 2016的虛擬機(jī)中安裝許可證服務(wù)器。主要步驟如下。

（1）下載JAVA運(yùn)行環(huán)境，可以使用JAVA或Open JDK JRE，兩者只需要安裝其中一個(gè)就可以。其中java運(yùn)行環(huán)境可以從以下地址下載：

https://www.java.com/en/download/manual.jsp

OpenJDK JRE可以從下面地址下載：

（2）安裝英文版的Windows Server 2016，修改計(jì)算機(jī)名稱為L(zhǎng)icenser（其他名稱也可以）。在本示例中，為許可證服務(wù)器分配了2個(gè)CPU、4GB內(nèi)存。

（3）設(shè)置IP地址為192.168.6.21，DNS為192.168.6.31和192.168.6.32。

（4）安裝OpenJDK軟件或JAVA運(yùn)行環(huán)境，本示例中以JVAV運(yùn)行環(huán)境為例，采用默認(rèn)方式安裝。

（5）安裝完成后，在系統(tǒng)屬性中，編輯環(huán)境變量，添加JAVA_HOME的環(huán)境變量，值為JAVA的安裝位置。本示例中安裝位置為C:Program FilesJavajre1.8.0_231。

然后修改PATH路徑，分別將下列路徑添加到PATH路徑中。

（6）在配置好JAVA環(huán)境變量后，安裝License Server軟件，安裝完成后，單擊“Done”按鈕。

（7）安裝完成后，在瀏覽器中登錄License Server管理地址，本示例中為http://localhost:8080/licserver/，在“License Management”項(xiàng)中單擊“Browser”按鈕瀏覽選擇License文件。

（8）導(dǎo)入完成后，在“Licensed Feature usage”中可以看到導(dǎo)入的許可信息。在當(dāng)前示例中為50個(gè)DWS許可，如果是正式的許可則顯示“permanent”，如圖5所示。

圖5 正式許可

實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹

本次項(xiàng)目配置了2臺(tái)物理服務(wù)器,一臺(tái)物理服

務(wù)器用于基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)器（vCenter Server、Active Directory、Horizon連接服務(wù)器及Composer服務(wù)器等），另一臺(tái)配置了RTX 8000 GPU顯卡，用于承載虛擬桌面。兩臺(tái)服務(wù)器信息如下。

服務(wù)器1：

DELL R720，1個(gè)E5-2650 V2的CPU，64GB內(nèi)存，2端口10Gbit/s網(wǎng)卡，8塊4TB NL-SAS（RAID-5），安裝VMware ESXi 6.7.0-15160138版本，如圖6所示。

該服務(wù)器用于管理，在這臺(tái)主機(jī)上配置vCenter Server、Active Directory、NVIDIA License Server、Horizon View連接服務(wù)器和Horizon Composer服務(wù)器等虛擬機(jī)。

服務(wù)器2：

DELL R940xa，2個(gè)Intel Gold 6254的CPU、1024GB內(nèi)存以及1塊240GB SSD安裝ESXi 6.7.0 15160138，2塊3.2TB三星PM1725 A的PCIe SSD（分別放置24個(gè)配置了RTX8000-2Q vGPU的Windows 10虛擬機(jī)）。配置了2塊RTX 8000的顯卡，服務(wù)器配置有2個(gè)2000W電源，GPU顯卡安裝套件，服務(wù)器配置如圖7所示。

圖6 管理服務(wù)器

圖7 虛擬桌面服務(wù)器

圖8 配置好的ESXi主機(jī)

安裝好vCenter Server之后，創(chuàng)建1個(gè)數(shù)據(jù)中心，在數(shù)據(jù)中心中創(chuàng)建2個(gè)群集（HA），每個(gè)群集添加1臺(tái)主機(jī)。其中HA01這個(gè)群集添加DELL R720的服務(wù)器（承載Active Directory、vCenter Server、Horizon連接服務(wù)器和Composer服務(wù)器等信息），HA02這個(gè)群集添加DELL R940xa的服務(wù)器，只用來承載虛擬桌面，如圖8所示。

并且在配置好vCenter Server及ESXi主機(jī)之后，創(chuàng)建Windows Server 2016 Datacenter的模板虛擬機(jī)，從此模板虛擬機(jī)部署2臺(tái)Active Directory的虛擬機(jī)、1臺(tái)Horizon Composer虛擬機(jī)、1臺(tái)Horizon連接服務(wù)器。這些服務(wù)器的配置信息如表1所列，在配置虛擬機(jī)模板的時(shí)候，網(wǎng)卡選擇VMXNET3（10 Gbit/s網(wǎng)卡）。

Active Directory服務(wù)器、Horizon連接服務(wù)器與View Composer服務(wù)器的詳細(xì)安裝步驟的話本文不做過多介紹，只介紹一些注意事項(xiàng)。

（1）根據(jù)表1所列，準(zhǔn)備2臺(tái)Active Directory服務(wù)器。在“Active Directory用戶和計(jì)算機(jī)”中，創(chuàng)建名為Win10X-PC與設(shè)計(jì)院的組織單位，其中Win10X-PC用于放置虛擬桌面虛擬機(jī)對(duì)象，設(shè)計(jì)院組織單位用于創(chuàng)建用戶、用戶組。

（2）打開“組策略管理”，在Win10X-PC中創(chuàng)建組策略，編輯Win10X-PC的組策略，在“計(jì)算機(jī)配置→策略→Windows設(shè)置→安全設(shè)置→受限制的組”中，添加Administrator與Remote Desktop組，將Domain Users組添加到這兩個(gè)組中，如圖9所示。

表1 服務(wù)器與虛擬桌面IP地址規(guī)劃示例

圖9 受限制的組

（3）在DHCP服務(wù)器中創(chuàng)建作用域，為虛擬桌面網(wǎng)段（本示例規(guī)劃使用192.168.8.0/24）分配IP地址。DHCP作用域地址池范圍是192.168.8.1至192.168.8.200。子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)根據(jù)實(shí)際進(jìn)行配置，DNS地址為192.168.6.31與192.168.6.32。

準(zhǔn)備GPU的ESXi主機(jī)

在當(dāng)前的項(xiàng)目中，一臺(tái)DELL R940xa服務(wù)器，配置了2塊RTX 8000顯卡。將RTX 8000顯卡安裝在PCIe RISER卡中，并接好GPU供電線。每塊RISER卡上各裝一塊GPU顯卡，當(dāng)前機(jī)器還配置了2塊PCIe接口的三星PM 1725A的固態(tài)硬盤。

服務(wù)器安裝了1塊240GB的STAT接口的SSD、1塊1TB的NL-SAS接口的HDD。

DELL R940xa集成iDRAC的企業(yè)版，打開服務(wù)器電源進(jìn)入BIOS，為iDRAC設(shè)置一個(gè)管理地址，然后通過iDRAC配置服務(wù)器。

（1）使用iDRAC加載VMware ESXi 6.7.0 U3b的安裝文件（本示例加載DELL專用版安裝文件）。加載ESXi安裝程序之后，進(jìn)入VMware ESXi安裝程序，在選擇磁盤安裝界面，選擇240GB固態(tài)硬盤，如圖10所示。

（2）安裝完成后重新系統(tǒng)服務(wù)器，再次進(jìn)入系統(tǒng)后，設(shè)置ESXi的管理地址，本示例中管理地址為192.168.6.1。

圖10 選擇安裝磁盤

在下載了NVIDIA GRID 10.0 vSphere 6.7驅(qū)動(dòng)程序之后，解壓縮并展開，其中6個(gè)PDF文件是GRID軟件、VGPU、License Server等使用手冊(cè)或說明，441.66_grid_win7_ win8_server2008R2_server2012R2_64bit_international.exe是Windows 7、Windows 8、Windows Server 2008 R2、Windows Server 2012 R2的驅(qū)動(dòng)程序，以及441.66_grid_ win10_server2016_server2019_64bit_international.exe是Windows 10、Windows Server 2016、Windows Server 2019的驅(qū)動(dòng)程序，NVIDIA-VMware_ESXi_6.7_Host_Driver-440.43-1OEM.670.0.0.8169922.x86_64.vib是VMware ESXi 6.7的驅(qū)動(dòng)程序。需要將NVIDIA-VMware_ESXi_6.7_Host_Driver-440.43-1OEM.670.0.0.8169922.x86_64.vib上傳到ESXi存儲(chǔ)并安裝到ESXi主機(jī)。下面介紹安裝步驟。

（1）首先使用vSphere Client登錄到vCenter Server，將上節(jié)安裝的IP地址為192.168.6.1的主機(jī)添加到一個(gè)單獨(dú)的群集中，本示例將其添加到名為HA02的群集。然后啟用這臺(tái)主機(jī)的SSH服務(wù)。

（2）將NVIDIA GRID驅(qū)動(dòng)“NVIDIA-VMware_ESXi_6.7_Host_Driver-440.43-1OEM.670.0.0.8169922.x86_64.vib”上傳到ESXi存儲(chǔ)中。然后將ESXi主機(jī)置于維護(hù)模式。

（3）使用SSH工具登錄到ESXi，進(jìn)入NVIDIA驅(qū)動(dòng)所在目錄，使用ls查看驅(qū)動(dòng)程序文件名，然后使用esxcli命令安裝NVIDIA驅(qū)動(dòng)，在安裝驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候，應(yīng)該包括驅(qū)動(dòng)的絕對(duì)路徑，本示例為：

安裝驅(qū)動(dòng)程序之后，重新啟動(dòng)服務(wù)器。再次進(jìn)入系統(tǒng)后修改圖形設(shè)備屬性，主要步驟如下。

（1）在vSphere Client中選擇192.168.6.1的主機(jī)，在“配置→硬件→圖形→圖形設(shè)備”中可以看到當(dāng)前安裝的顯卡，如圖11所示。

圖11 查看圖形設(shè)備

圖12 直接共享

（2）默認(rèn)的圖形類型是“共享”，需要修改為“直接共享”。在“主機(jī)圖形”中單擊“編輯”，在“編輯主機(jī)圖形設(shè)置”對(duì)話框中選擇“直接共享”，共享直通GPU分配策略選擇“將虛擬機(jī)分散在多個(gè)GPU中（最佳性能）”，如圖12所示。

【說明】在服務(wù)器有多塊GPU顯卡時(shí)，選擇“將虛擬機(jī)分散在多個(gè)GPU中（最佳性能）”，當(dāng)有多臺(tái)分配了vGPU的虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)，會(huì)比較均勻地分散到每塊GPU顯卡上。如果選擇“將虛擬機(jī)組合到GPU中直到已滿為止（GPU整合）”，在這種情況下，將不同的配置文件放置在不同的GPU上，并且將相同的配置文件放置在同一GPU上，直到充滿為止。舉例來說，當(dāng)前安裝了2塊RTX8000顯卡，為虛擬機(jī)分配RTX 8000-2Q的配置文件。如果同時(shí)啟動(dòng)20臺(tái)虛擬機(jī)，在使用“將虛擬機(jī)分散在多個(gè)GPU中（最佳性能）”時(shí)，每塊顯卡分擔(dān)10臺(tái)虛擬機(jī)；如果使用“將虛擬機(jī)組合到GPU中直到已滿為止（GPU整合）”，這20臺(tái)虛擬機(jī)可能全部在一塊顯卡上運(yùn)行，而另一塊顯卡則空閑。

（3）將服務(wù)器退出維護(hù)模式，然后重啟，完成NVIDIA顯卡驅(qū)動(dòng)程序的安裝。

準(zhǔn)備模板虛擬機(jī)

在配置好ESXi主機(jī)后，為虛擬桌面準(zhǔn)備模板虛擬機(jī)。在本示例中，虛擬桌面虛擬機(jī)安裝64位Windows 10專業(yè)工作站版操作系統(tǒng)。首先介紹Windows 10模板虛擬機(jī)的配置。

（1）使用vSphere Client登錄到vCenter Server，新建虛擬機(jī)，設(shè)置虛擬機(jī)名稱為Win10X64-TP。為虛擬機(jī)暫時(shí)分配2個(gè)CPU、4GB內(nèi)存和100GB硬盤，使用VMXNET3虛擬網(wǎng)卡。在“虛擬機(jī)選項(xiàng)→引導(dǎo)選項(xiàng)→固件”中將EFI更改為BIOS。

（2）創(chuàng)建完虛擬機(jī)后，編輯虛擬機(jī)設(shè)置，在“虛擬機(jī)選項(xiàng)→高級(jí)→配置參數(shù)”中單擊“編輯配置”，在“配置參數(shù)”對(duì)話框中單擊“添加配置參數(shù)”，添加devices.hotplug=false的參數(shù)。添加該參數(shù)是禁止在虛擬機(jī)中移除可移動(dòng)設(shè)備，例如網(wǎng)卡、硬盤等設(shè)備。

圖13 安裝Horizon Agent

在創(chuàng)建好虛擬機(jī)后，在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)及VMware Tools，然后安裝需要的軟件以及Horizon Agent，主要步驟如下。

（1）在虛擬機(jī)中安裝64位Windows 10操作系統(tǒng)，本示例安裝Windows 10專業(yè)工作站版，安裝完成后通過KMS服務(wù)器激活。

（2）虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為自動(dòng)獲得IP地址和自動(dòng)獲得DNS服務(wù)器的地址。

（3）在虛擬機(jī)中安裝所需的軟件。

（4）安裝Horizon Agent和Horizon直連程序。本示例中安裝Horizon 7.10版本的代理程序和直連程序，安裝文件名分別為VMware-Horizon-Agentx86_64-7.10.0-14590940.exe和VMware-Horizon-Agent-Direct-Connection-x86_64-7.10.0-14590940.exe。

（5）首先安裝Horizon Agent程序，在“自定義安裝”中選擇安裝的組件。注意VMware Horizon View Composer組件（克隆鏈接）與VMware Horizon Instant Clone（即時(shí)克?。┎荒芡瑫r(shí)安裝，本示例選擇克隆鏈接組件，如圖13所示。其他組件應(yīng)根據(jù)需要安裝。

（6）然后根據(jù)向?qū)瓿蒆orizon Agent的安裝，安裝完成后重新啟動(dòng)虛擬機(jī)。

（7）再次進(jìn)入系統(tǒng)之后安裝Horizon Agent Direct Connection程序。安裝這個(gè)程序后，可以使用Horizon Client不經(jīng)過Horizon連接服務(wù)器直接登錄到虛擬機(jī)。在為虛擬機(jī)添加了vGPU之后，使用控制臺(tái)打開黑屏，需要使用此程序直接連接到虛擬機(jī)進(jìn)行后續(xù)配置。

（8）在配置信息對(duì)話框中指定偵聽端口信息，默認(rèn)是TCP 443端口，通常情況下選擇此默認(rèn)端口并選中“自動(dòng)配置Windows防火墻”。

（9）開始安裝，直到安裝完成，完成后關(guān)閉虛擬機(jī)。

圖14 添加vGPU

【說明】使用Horizon Agent Direct Connect直連程序的時(shí)候，需要使用帳戶和密碼。如果當(dāng)前帳戶沒有密碼，需要設(shè)置一個(gè)密碼。否則后續(xù)使用Horizon Client直接登錄虛擬機(jī)時(shí)，如果是空密碼則無法登錄。

等虛擬機(jī)關(guān)閉之后，修改虛擬機(jī)配置，為虛擬機(jī)添加vGPU?？梢詫⑸弦还?jié)配置的虛擬機(jī)克隆出一臺(tái)新的虛擬機(jī)來，在新的克隆的虛擬機(jī)中進(jìn)行操作。本示例中克隆出的虛擬機(jī)名稱為Win10X64-VM01。然后添加vGPU，主要步驟如下。

（1）修改虛擬機(jī)設(shè)置，在“編輯設(shè)置”中單擊“添加新設(shè)備”，在彈出的下拉列表中選擇“共享PCI設(shè)備”，展開“PCI設(shè)備0”，在“GPU配置文件”中選擇配置文件，本示例中選擇grid_rtx8000-8q，如圖14所示。

在配置文件中，后綴有Q（虛擬工作站版）、A（虛擬應(yīng)用版）、C、B（虛擬PC版），48GB顯存的配置文件有1、2、3、4、6、8、12、16、24、48。數(shù)字表示分配給虛擬機(jī)的顯存大小，例如grid_rtx8000-8q表示當(dāng)前主機(jī)配置的是RTX8000顯卡，為當(dāng)前虛擬機(jī)分配8GB顯存，該虛擬機(jī)應(yīng)用虛擬工作站的許可。

（2）為虛擬機(jī)分配了vGPU后，打開虛擬機(jī)的電源，進(jìn)入系統(tǒng)。在“計(jì)算機(jī)管理→系統(tǒng)工具→設(shè)備管理器→顯示適配器”中，可以看到當(dāng)前主機(jī)有3塊顯示設(shè)備。

（3）安裝NVIDIA顯卡驅(qū)動(dòng)程序，本示例中安裝程序文件名為“441.66_grid_win10_server2016_server2019_64bit_international.exe”。運(yùn)行安裝程序，安裝驅(qū)動(dòng)。安裝完成之后，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。

重新啟動(dòng)之后，使用vSphere Client控制臺(tái)打開虛擬機(jī)，或者用VMRC打開虛擬機(jī)黑屏，顯示NVIDIA驅(qū)動(dòng)生效。需要使用Horizon Client打開。

（4）在vSphere Client中查看虛擬機(jī)的“摘要”，及虛擬機(jī)的IP地址，本示例中IP地址為192.168.8.101，如圖15所示。其中“虛擬機(jī)內(nèi)存使用情況”報(bào)警是正常現(xiàn)象，在為虛擬機(jī)預(yù)留所有內(nèi)存后，虛擬機(jī)啟動(dòng)后即申請(qǐng)并占用所有內(nèi)存。

在網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝Horizon Client，然后連接到配置了vGPU的虛擬機(jī)。

（1）在Horizon Client中添加服務(wù)器，服務(wù)器地址為192.168.8.101。然后雙擊192.168.8.101，登錄到虛擬機(jī)。

圖15 查看虛擬機(jī)IP地址

圖16 查看許可證類型

（2）在“登錄”界面輸入用戶名和密碼登錄。

（3）登錄進(jìn)入系統(tǒng)之后，在“計(jì)算機(jī)管理→系統(tǒng)工具→設(shè)備管理器→顯示適配器”中，看到NVIDIA GRID RTX8000-8Q驅(qū)動(dòng)安裝正常。

配置好NVIDIA License Server后，可以為虛擬機(jī)分配NVIDIA許可證，主要步驟如下。

（1）在桌面空白處用鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的快捷菜單中選擇“NVIDIA控制面板”，在“NVIDIA控制面板”的“許可→管理許可證”中，輸入許可證服務(wù)器的IP地址和端口，本示例中許可證服務(wù)器IP地址為192.168.6.21，端口號(hào)為7070，然后單擊“應(yīng)用”按鈕。

（2）在指定了許可證服務(wù)器后，如果許可證服務(wù)器可用，在右下角會(huì)顯示“正在獲取NVIDIA許可證”的提示信息。在成功獲得許可證之后會(huì)顯示“已獲得NVIDIA許可證”。

（3）再次打開“NVIDIA控制面板”，在“管理許可證”中可以看到，當(dāng)前系統(tǒng)已經(jīng)獲得NVIDIA工作站許可證，如圖16所示。

在配置了許可證服務(wù)器之后，關(guān)閉虛擬機(jī)。

生成虛擬桌面

在準(zhǔn)備好模板虛擬機(jī)后，關(guān)閉虛擬機(jī)，為虛擬機(jī)創(chuàng)建快照，然后生成虛擬桌面。

將上文中配置好的虛擬機(jī)關(guān)機(jī)，克隆虛擬機(jī)，克隆的新虛擬機(jī)名稱為Win10X64-VM04，然后修改虛擬機(jī)的配置，創(chuàng)建虛擬機(jī)快照。主要內(nèi)容如下：

（1）為虛擬機(jī)分配6個(gè)vCPU、16GB內(nèi)存，在“內(nèi)存”配置中，選擇“預(yù)留所有客戶機(jī)內(nèi)存（全部鎖定）”，修改“GPU配置文件”為grid_rtx8000-2q。

（2）修改虛擬機(jī)配置后，保存退出，然后重啟虛擬機(jī)，使用Horizon Client連接到該虛擬機(jī)進(jìn)行最后驗(yàn)證。

（3）測(cè)試完畢后，關(guān)閉虛擬機(jī)，為虛擬機(jī)創(chuàng)建快照，在本示例中，設(shè)置快照名稱為fix03，描述信息為RTX8000-2Q。

登錄Horizon控制臺(tái)或Horizon Administrator管理界面，創(chuàng)建訪問組、桌面池，為桌面池分配用戶。本節(jié)以Horizon Administrator界面為例進(jìn)行介紹，主要步驟如下：

（1）在“View配置→管理員→訪問組”中，為桌面池創(chuàng)建訪問組，本示例中創(chuàng)建了Win10X-1Q、Win10X-2Q、Win10X-4Q、VDI1和VDI2共5個(gè)訪問組。

（2）在“目錄→桌面池”中單擊“添加”按鈕，在“添加桌面池”對(duì)話框，選擇“自動(dòng)桌面池”。在“用戶分配”對(duì)話框中，選擇“專用→啟用自動(dòng)分配”。

（3）在“vCenter Server”對(duì)話框選擇“View Composer鏈接克隆”單選按鈕。

（4）在“池標(biāo)識(shí)”對(duì)話框中，為要?jiǎng)?chuàng)建的虛擬機(jī)桌面池創(chuàng)建一個(gè)名稱，在本例中設(shè)置名稱為Win10X-2Q，設(shè)置顯示名稱為“Windows 10”，訪問組選擇“Win10X-2Q”。

（5）在“桌面池設(shè)置”對(duì)話框中，在“遠(yuǎn)程顯示協(xié)議→3D渲染器”下拉列表中選擇“NVIDIA GRID VGPU”。

（6）在“部署設(shè)置”對(duì)話框中，設(shè)置虛擬機(jī)池的大小，虛擬機(jī)的命名方式。在本例中，在“虛擬機(jī)命名”選項(xiàng)組，選擇“使用一種命名模式”，并設(shè)置名稱為“W10X2Q-{n:fixed=2}”，如圖17所示。

（7）在“View Composer磁盤”對(duì)話框中，設(shè)置每個(gè)虛擬機(jī)個(gè)人文件所用的空間，根據(jù)用戶需求，設(shè)置D盤為30720MB（30GB），一次性文件重定向?yàn)?6384MB（16GB），一次性文件重定向驅(qū)動(dòng)器盤符為E。

（8）在“vCenter設(shè)置”中選擇名稱為“Win10X64-VM04”，選擇快照名稱為fix03，其他根據(jù)情況選擇。

（9）在“客戶機(jī)自定義”對(duì)話框中，瀏覽選擇“OU＝Win10X-PC”組織單位。返回到“客戶機(jī)自定義”對(duì)話框后，選中“允許重新使用已存在的計(jì)算機(jī)賬戶”復(fù)選框。

（10）在“授權(quán)”對(duì)話框中單擊“添加”，添加允許使用虛擬桌面的用戶或用戶組。

（11）在“資源→計(jì)算機(jī)”中即可看到部署的Windows 10桌面。

圖17 設(shè)置虛擬機(jī)命名方式和池大小

客戶端測(cè)試

可以使用終端、瘦客戶機(jī)、安裝了Horizon Client的Windows、Linux與Mac操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)或筆記本，Android或iPAD的平板，或Android與iPhone的手機(jī)連接到虛擬桌面進(jìn)行測(cè)試。本示例使用Horizon Client進(jìn)行測(cè)試。使用Horizon Client登錄到Horizon連接服務(wù)器，輸入用戶名和密碼登錄，然后進(jìn)入虛擬桌面。

圖18 heaven benchmark測(cè)試

下面是分配了rtx-8000-2q配置文件的虛擬機(jī)的效果，圖18是使用heaven benchmark軟件測(cè)試的截圖，F(xiàn)PS可以到62。heaven benchmark 4.0基礎(chǔ)測(cè)試 FPS為85.1，Score為2143。