Uso de RFEM 6 y RSTAB 9 en entornos de VDI y Citrix: Guía de configuración óptima

Introducción

El mundo laboral está en constante cambio, donde la flexibilidad y el trabajo sin dependencia del lugar ganan cada vez más importancia. Para las empresas, la Infraestructura de Escritorio Virtual (VDI) y las soluciones Citrix constituyen una opción atractiva para permitir a los empleados acceder desde cualquier parte del mundo a su entorno laboral habitual. Estas tecnologías centralizan el procesamiento y la gestión de datos en un centro de datos seguro, lo que lleva a una administración más sencilla y a una mayor seguridad de los datos.

Sin embargo, los entornos VDI, originalmente diseñados para aplicaciones de oficina estandarizadas, no son fácilmente adecuados para las exigentes necesidades de programas de modelado y cálculo 3D como RFEM 6 y RSTAB 9. El uso intensivo de rendimiento gráfico, el alto número de accesos de lectura y escritura y la alta necesidad de procesamiento para cálculos pueden llevar a problemas significativos de rendimiento en entornos virtualizados.

Es importante entender que el uso de una VDI, en comparación con una instalación en una estación de trabajo física de gama alta, siempre está asociado con ciertas pérdidas de rendimiento. Si el objetivo principal es proporcionar un sistema con la máxima velocidad de cómputo absoluta para simulaciones extensas, la clásica computadora física es la mejor elección.

Este artículo se centra en mostrar los ajustes técnicos que permiten minimizar estas pérdidas de rendimiento inherentes al sistema, para permitir un trabajo eficiente incluso en entornos virtualizados.

Esta guía está dirigida a responsables de TI, profesionales de integración de sistemas y usuarios experimentados que enfrentan el desafío de implementar el software de Dlubal en infraestructuras VDI o Citrix. El objetivo es analizar los desafíos técnicos específicos, explicar las causas de los cuellos de botella en el rendimiento y presentar enfoques de solución concretos y probados en la práctica. Se hace especial hincapié en la deliberación estratégica entre costos, rendimiento y escalabilidad, para crear un entorno laboral fluido y productivo para los profesionales de la ingeniería.

Fundamentos: Infraestructura de Escritorio Virtual (VDI) y tecnologías Citrix

¿Qué es la Infraestructura de Escritorio Virtual (VDI)?

La Infraestructura de Escritorio Virtual, o VDI, es una tecnología que proporciona un entorno de escritorio virtualizado. A diferencia de los escritorios físicos convencionales, en los cuales el sistema operativo y las aplicaciones están instaladas localmente en la computadora de la persona usuaria, en VDI los entornos de escritorio están alojados y ejecutados en servidores centrales en un centro de datos o en la nube. Los usuarios finales acceden solo a través de un dispositivo final con acceso a internet (p. ej., cliente sencillo, portátil o tableta) a esta instancia virtual. El dispositivo final sirve únicamente como una "ventana" al entorno virtual, mientras que todo el procesamiento y la gestión de datos ocurren del lado del servidor.

Este modelo ofrece una serie de ventajas significativas para las empresas. Primero, la administración de TI se simplifica considerablemente mediante la centralización. En lugar de tener que aplicar parches y actualizaciones de software en miles de dispositivos individuales, los departamentos de TI pueden llevar a cabo estos procesos de manera centralizada y sincronizada para todos los escritorios virtuales. Esto no solo ahorra tiempo y recursos, sino que también asegura que todos los empleados trabajen con versiones de software idénticas, consistentes y actualizadas.

Otra ventaja clave es la mayor seguridad. Dado que los datos sensibles de la empresa no se almacenan en los dispositivos locales de los empleados, sino que permanecen en el centro de datos seguro, el riesgo de pérdida de datos en caso de pérdida o robo del dispositivo se reduce significativamente. Esto también facilita el cumplimiento de normativas estrictas de cumplimiento, como las establecidas en el Reglamento General de Protección de Datos de la Unión Europea (RGPD).

En la siguiente tabla se enumeran los proveedores líderes del mercado y las plataformas que ofrecen soluciones para entornos de escritorio virtuales:

Citrix: Una solución VDI líder

Citrix es un proveedor líder en el área de tecnologías de virtualización y acceso remoto. La solución Citrix Virtual Apps and Desktops es una pieza clave en el ecosistema VDI y se utiliza para proporcionar aplicaciones y escritorios virtuales en un entorno seguro y escalable. El funcionamiento básico de Citrix consiste en transmitir la interfaz gráfica de usuario renderizada y las interacciones de los usuarios al dispositivo final mediante un protocolo especial, como HDX.

Los sistemas Citrix ofrecen la posibilidad de que varios usuarios compartan una VM juntos. Esto ahorra recursos, especialmente memoria principal. Permiten una gestión centralizada, ofrecen una experiencia de usuario consistente y segura y utilizan los recursos de manera eficiente, lo que los hace relevantes para entornos de TI exigentes.

Sin embargo, la centralización del procesamiento y los datos, característica destacada de VDI y Citrix, es al mismo tiempo la raíz de los desafíos que enfrentan los usuarios de aplicaciones de alto rendimiento. La separación entre la computadora (servidor) y la pantalla (dispositivo final) a través de una red lleva inevitablemente a latencias que pueden ser especialmente molestas en aplicaciones gráficas interactivas y de cálculo. Además, la concentración de todos los datos en un sistema de almacenamiento central (en lugar de en dispositivos SSD individuales) lleva a potenciales cuellos de botella en las operaciones de entrada/salida (I/O), conocidas como el "VDI IOPS Problem". Este conflicto entre las ventajas de la centralización y los resultantes cuellos de botella en el rendimiento es el conflicto central que se analiza en detalle a continuación.

Fundamentos de la gestión de datos en RFEM 6 y RSTAB 9

El funcionamiento exitoso del software de Dlubal en un entorno virtualizado exige una comprensión básica de la gestión de datos interna. RFEM 6 y RSTAB 9 siguen un patrón específico, intensivo en I/O, que influye significativamente en la elección de la configuración VDI adecuada.

Archivos RFEM 6 y RSTAB 9 y la importancia de la carpeta de trabajo

Los archivos RFEM 6 y RSTAB 9 son, en esencia, nada más que archivos ZIP comprimidos. Esta estructura es esencial para comprender los problemas de rendimiento posteriores. Al abrir un archivo de modelo, su contenido no se carga simplemente en la memoria de trabajo (que en la mayoría de los casos sería demasiado pequeña para esto), sino que se descomprime en una carpeta de trabajo temporal. Por defecto, esta carpeta se encuentra en el perfil de usuario bajo el camino C:\Users\\AppData\Local\Dlubal, pero se puede mover a otra ubicación a través de las opciones del programa.

El proceso de descompresión tiene como resultado que un solo archivo de modelo, que puede ser relativamente pequeño como archivo ZIP comprimido, se descomponga en una multitud de archivos más pequeños. Esto genera una gran cantidad de accesos de escritura iniciales en la carpeta de trabajo.

Descripción de las operaciones I/O

Las particularidades en la gestión de archivos de RFEM 6 y RSTAB 9 no se limitan a la descompresión única. Todo el flujo de trabajo dentro de la interfaz gráfica de usuario (GUI) y del solucionador se caracteriza por un intercambio de datos continuo e intensivo con esta carpeta de trabajo temporal.

• Interacción GUI: Los cuadros de diálogo cargan datos directamente de la carpeta de trabajo cada vez que se abren. Una vez que se cierra el cuadro de diálogo, los cambios realizados se vuelven a escribir en la carpeta. Este proceso se repite constantemente y conduce a un flujo constante de accesos de lectura y escritura pequeños. Además, el trabajo en la ventana gráfica, el cambio de visibilidades y numerosas otras acciones generan una carga I/O continua.
• El proceso de cálculo: El cálculo en RFEM 6 es el proceso más intensivo en I/O. Al comenzar el cálculo, la línea del solucionador analiza las tareas de cálculo y luego inicia varios procesos de solucionador. Idealmente, el número de estos procesos corresponde al número de hilos de CPU disponibles, para aprovechar de manera óptima el rendimiento de cálculo. Todos estos procesos de solucionador leen simultáneamente datos de la carpeta de trabajo y escriben grandes volúmenes de datos de vuelta. Este acceso simultáneo de varios procesos al mismo lugar de almacenamiento puede llevar a una "tormenta I/O", que sobrecarga el sistema de almacenamiento.

El tipo de procesamiento de datos en RFEM 6 se caracteriza por un gran número de archivos pequeños, así como por accesos de lectura y escritura intensivos y simultáneos. Debido a estas características, el programa es particularmente sensible a los cuellos de botella I/O típicos en entornos VDI. Este específico perfil de problemas requiere estrategias de optimización dirigidas, que se tratarán en detalle más adelante.

Desafíos respecto a OpenGL

RFEM 6 y RSTAB 9 dependen imperativamente de OpenGL 4.2 para la representación gráfica. En muchos entornos VDI y Citrix, esto representa un desafío técnico significativo. Las soluciones de virtualización convencionales utilizan por defecto renderizadores de software simples, que manejan los cálculos gráficos exclusivamente a través de la CPU.

Estos renderizadores de software estándar a menudo no cuentan con las funciones OpenGL necesarias. Si RFEM 6 o RSTAB 9 encuentran tal renderizador de software simple al iniciar el programa, se emite una advertencia correspondiente.

Es importante señalar que al omitir esta advertencia puede llevar a un bloqueo inmediato de RFEM 6 o RSTAB 9. Incluso si se logra una representación gráfica, el procesamiento de escenas 3D complejas en la CPU lleva a retrasos perceptibles en la interfaz de usuario. Los usuarios experimentan entonces una respuesta ralentizada del modelo durante operaciones de giro o zoom, lo que dificulta el trabajo eficiente. El desafío, por tanto, consiste en crear un entorno que no solo proporcione la versión de OpenGL requerida, sino que también la procese de manera eficiente.

Enfoques de solución para optimización del rendimiento

Para garantizar una operación estable y eficiente, se deben abordar tanto los cuellos de botella I/O como las necesidades gráficas.

Soluciones para el problema de I/O

El rendimiento de la gestión de archivos puede mejorarse considerablemente mediante cambios de configuración dirigidos y la elección de la infraestructura de hardware adecuada.

• Definir excepciones de antivirus: Una de las formas más efectivas para acelerar consiste en desactivar la supervisión en tiempo real del software de seguridad para rutas críticas. Dado que RFEM 6 y RSTAB 9 procesan miles de archivos pequeños en milisegundos durante el cálculo, cada escaneo frena el sistema. Los siguientes directorios deben excluirse de la supervisión:
  • La carpeta del programa (por defecto: C:\Program Files\Dlubal).
  • La carpeta de trabajo temporal (por defecto: C:\Users\\AppData\Local\Dlubal).
• Optimizar la configuración de almacenamiento: La carpeta de trabajo debe idealmente ubicarse en un sistema de almacenamiento conectado localmente al servidor host. Si es inevitable el uso de un sistema de almacenamiento centralizado (NAS/SAN), la red de conexión del almacenamiento debe tener un alto ancho de banda y, sobre todo, estar diseñada para ser extremadamente baja en latencia. Una alta latencia entre la VM y el sistema de almacenamiento puede frenar incluso el hardware más rápido. Si es necesario, la ruta para la carpeta de trabajo temporal puede cambiarse. La ruta se almacena en el registro en Computer\HKEY_CURRENT_USER\Software\Dlubal\RFEM6 bajo la clave WorkingDirectoryPath.

Soluciones para el problema de OpenGL

Para una representación 3D fluida, el uso de aceleración por hardware mediante virtualización de GPU es la solución recomendada.

• Paso directo de GPU: Aquí, una tarjeta gráfica física se asigna exclusivamente a una VM. Esto ofrece el mayor rendimiento, pero es costoso y menos escalable. Esta solución solo se recomienda en casos excepcionales.
• GPU virtual (vGPU): Una tarjeta gráfica física se divide en varias unidades virtuales y se pone a disposición de varios usuarios simultáneamente.A beginner's guide to workstation virtualisation - DEVELOP3D Esta es la solución más económica para la mayoría de lugares de trabajo de ingeniería, ya que ofrece un buen equilibrio entre rendimiento y densidad de usuarios.
• Renderizador de software MESA como alternativa: Si no es posible la virtualización de GPU, se puede activar el renderizador MESA. Este emula las funciones de OpenGL en la CPU. Aunque esto previene bloqueos, el rendimiento es significativamente inferior comparado con la aceleración por hardware. El renderizador MESA se activa mediante el script Enable Software Renderer.cmd en la carpeta del programa.

Conclusión y recomendaciones completas

La operación exitosa de RFEM 6 y RSTAB 9 en entornos VDI y Citrix requiere una planificación estratégica. RFEM 6 y RSTAB 9 presentan demandas considerables en cuanto al rendimiento del hardware, tanto para la entrada interactiva como para el cálculo. En particular, para el manejo de modelos grandes, una solución VDI no siempre es la opción óptima desde la perspectiva del rendimiento.

En resumen, pueden extraerse las siguientes conclusiones:

• El tipo específico de gestión de datos hace que el programa sea susceptible a cuellos de botella I/O.
• La desactivación de la supervisión antivirus en tiempo real para directorios específicos puede resultar en un aumento masivo del rendimiento.
• La separación entre procesamiento y gráficos requiere una virtualización eficiente de GPU.

La implementación es un problema que requiere una cuidadosa planificación y pruebas. El hardware costoso puede perder su utilidad si los errores de configuración frenan el rendimiento.

Lista de verificación para la planificación:

• Dimensionamiento del hardware: Proporcione servidores host con suficientes recursos (CPU, RAM, GPU, I/O).
• Configuración de red: La latencia entre el dispositivo final y el servidor debe ser mínima.
• Ajuste de software: Configure excepciones de antivirus y optimice las VMs.
• Monitoreo: Supervise la carga regularmente para detectar cuellos de botella a tiempo.

Con la planificación correcta, se pueden aprovechar las ventajas de VDI también para RFEM 6 y RSTAB 9.

La siguiente tabla ayuda a localizar y resolver problemas que pueden surgir en relación con VDI.