Fonctionnement de RFEM 6 et RSTAB 9 dans les environnements VDI et Citrix : Guide pour une configuration optimale

Introduction

Le monde du travail est en constante évolution, et la flexibilité ainsi que le travail indépendant du lieu prennent de plus en plus d'importance. Pour les entreprises, les solutions d'infrastructure de bureau virtuel (VDI) et Citrix représentent une opportunité séduisante pour permettre aux employés d'accéder à leur environnement de travail habituel depuis n'importe quel endroit du monde. Ces technologies centralisent la puissance de calcul et la gestion des données dans un centre de données sécurisé, ce qui simplifie l'administration et améliore la sécurité des données.

Cependant, les environnements VDI, initialement conçus pour des applications de bureau standardisées, ne sont pas aisément adaptés aux exigences exigeantes des programmes de modélisation 3D et de calcul comme RFEM 6 et RSTAB 9. L'utilisation intensive de la puissance graphique, le nombre élevé d'accès en lecture et écriture, et le besoin élevé de puissance de calcul pour les calculs peuvent entraîner des problèmes de performances significatifs dans des environnements virtualisés.

Il est important de comprendre que l'utilisation d'une VDI, par rapport à une installation sur une station de travail physique haute performance, est toujours associée à certaines pertes de performance. Si l'objectif principal est de fournir un système avec une vitesse de calcul maximale absolue pour des simulations étendues, l'ordinateur physique classique est le meilleur choix.

Cet article se concentre donc sur le fait de montrer les leviers techniques permettant de minimiser ces pertes de performances inhérentes au système, afin de permettre un travail efficace même dans des environnements virtualisés.

Ce guide s'adresse aux responsables informatiques, aux spécialistes de l'intégration système ainsi qu'aux utilisateurs expérimentés confrontés au défi d'implémenter le logiciel Dlubal dans des infrastructures VDI ou Citrix. L'objectif est d'analyser les défis techniques spécifiques, d'expliquer les causes des goulots d'étranglement de performance et de présenter des solutions concrètes et éprouvées. Un accent particulier est mis sur l'équilibre stratégique entre coûts, performance et évolutivité, afin de créer un environnement de travail fluide et productif pour les professionnels de l'ingénierie.

Fondamentaux : Infrastructure de bureau virtuel (VDI) et technologies Citrix

Qu'est-ce que l'infrastructure de bureau virtuel (VDI) ?

L'infrastructure de bureau virtuel, ou VDI, est une technologie qui fournit un environnement de bureau virtualisé. Contrairement aux bureaux physiques traditionnels, où le système d'exploitation et les applications sont installés localement sur l'ordinateur de l'utilisateur, les environnements de bureau VDI sont hébergés et exécutés sur des serveurs centraux dans un centre de données ou dans le cloud. Les utilisateurs finaux accèdent simplement à cette instance virtuelle via un appareil compatible Internet (par exemple, Thin Client, ordinateur portable ou tablette). L'appareil final sert exclusivement de « fenêtre » vers l'environnement virtuel, tandis que toute la puissance de calcul et le traitement des données ont lieu côté serveur.

Ce modèle offre une série d'avantages décisifs pour les entreprises. Tout d'abord, la gestion informatique est considérablement simplifiée grâce à la centralisation. Au lieu de devoir appliquer des correctifs et des mises à jour logicielles sur des milliers d'appareils individuels, les départements informatiques peuvent effectuer ces processus de manière centralisée et synchrone pour tous les bureaux virtuels. Non seulement cela permet d'économiser du temps et des ressources, mais cela garantit également que tous les employés travaillent avec des versions identiques, cohérentes et à jour du logiciel.

Un autre avantage essentiel est la sécurité accrue. Comme les données sensibles de l'entreprise ne sont pas stockées sur les appareils locaux des employés mais restent dans le centre de données sécurisé, le risque de perte de données en cas de perte ou de vol de l'appareil est considérablement réduit. Cela facilite également le respect de réglementations strictes en matière de conformité, comme celles définies par le Règlement général sur la protection des données (RGPD) européen.

Dans le tableau ci-dessous, les principaux fournisseurs et plateformes offrant des solutions pour des environnements de bureau virtuel sont répertoriés :

Citrix : Une solution VDI de premier plan

Citrix est un fournisseur de premier plan dans le domaine des technologies de virtualisation et d'accès à distance. La solution Citrix Virtual Apps and Desktops est une pièce maîtresse de l'écosystème VDI et sert à fournir des applications et des bureaux virtuels dans un environnement sécurisé et évolutif. Le fonctionnement fondamental de Citrix consiste à diffuser l'interface utilisateur graphique rendue et les interactions des utilisateurs vers l'appareil final via un protocole spécifique, comme par exemple HDX.

Les systèmes Citrix offrent la possibilité que plusieurs utilisateurs partagent une VM. Cela économise des ressources, notamment la mémoire principale. Ils permettent une gestion centralisée, offrent une expérience utilisateur cohérente et sécurisée, et utilisent les ressources de manière efficiente, ce qui les rend pertinents pour des environnements informatiques exigeants.

La centralisation de la puissance de calcul et des données, qui distingue VDI et Citrix, est cependant aussi la source des défis auxquels sont confrontés les utilisateurs d'applications hautes performances exigeantes. La séparation entre calculateur (serveur) et écran (appareil final) par un réseau entraîne inévitablement des latences, qui peuvent être particulièrement perturbantes dans les applications interactives de graphisme et de calcul. De plus, la centralisation de toutes les données sur un système de stockage central (plutôt que sur des SSD individuels) peut entraîner des goulots d'étranglement potentiels dans le domaine des opérations d'entrée/sortie (I/O), connu sous le nom de « problème du VDI IOPS ». Ce champ de tension entre les avantages de la centralisation et les goulots d'étranglement résultant de la performance constitue le conflit central qui sera examiné en détail ci-après.

Fondamentaux de la gestion des données dans RFEM 6 et RSTAB 9

Le fonctionnement réussi du logiciel Dlubal dans un environnement virtualisé nécessite une compréhension fondamentale de la gestion interne des données. RFEM 6 et RSTAB 9 suivent un schéma spécifique et intensif en I/O qui influence de manière significative le choix de la bonne configuration VDI.

Fichiers RFEM 6 et RSTAB 9 et l'importance du dossier de travail

Les fichiers RFEM 6 et RSTAB 9 sont en réalité rien d'autre que des archives ZIP compressées. Cette structure est essentielle pour comprendre les problèmes de performance ultérieurs. Lorsqu'un fichier de modèle est ouvert, le contenu n'est pas simplement chargé en mémoire de travail (qui serait dans la plupart des cas beaucoup trop petite pour cela), mais décompressé dans un dossier de travail temporaire. Par défaut, ce dossier se trouve dans le profil utilisateur sous le chemin C:\Users\\AppData\Local\Dlubal, mais peut être déplacé vers un autre emplacement via les options du programme.

Le processus de décompression a pour effet qu'un fichier de modèle unique, qui peut être relativement petit en tant qu'archive ZIP compressée, est divisé en une multitude de fichiers plus petits. Cela génère un grand nombre d'écritures initiales sur le dossier de travail.

Description des opérations d'I/O

Les particularités de la gestion des fichiers dans RFEM 6 et RSTAB 9 ne se limitent pas à la décompression unique. Le flux de travail entier au sein de l'interface graphique (GUI) et du solveur est marqué par un échange de données continu et intensif avec ce dossier de travail temporaire.

• Interaction GUI : Les dialogues chargent à chaque ouverture des données directement à partir du dossier de travail. Une fois le dialogue fermé, les modifications apportées sont à nouveau écrites dans le dossier. Ce processus se répète constamment et conduit à un flux continu de petites opérations de lecture et d'écriture. De plus, travailler dans la fenêtre graphique, basculer les visibilités, ainsi que de nombreuses autres actions génèrent une charge I/O continue.
• Le processus de calcul : Le calcul dans RFEM 6 est de loin le processus le plus intensif en I/O. Au démarrage du calcul, le gestionnaire de solveur analyse les tâches de calcul et démarre ensuite plusieurs processus de solveur. Idéalement, le nombre de ces processus correspond au nombre de threads CPU disponibles pour tirer pleinement parti de la puissance de calcul. Tous ces processus de solveur lisent simultanément des données du dossier de travail et écrivent de grandes quantités de données. Cet accès simultané de plusieurs processus au même emplacement de stockage peut entraîner ce qu'on appelle une « tempête I/O », qui sollicite extrêmement le système de stockage.

La nature du traitement des données dans RFEM 6 est marquée par un nombre élevé de petits fichiers ainsi que des lectures et écritures simultanées intensives. En raison de ces caractéristiques, le programme est particulièrement sensible aux goulots d'étranglement typiques des I/O dans les environnements VDI. Ce profil de problème spécifique nécessite des stratégies d'optimisation ciblées, qui seront traitées plus en détail par la suite.

Défis en rapport avec OpenGL

RFEM 6 et RSTAB 9 dépendent impérativement dOpenGL 4.2 pour l'affichage graphique. Dans de nombreux environnements VDI et Citrix, cela représente un obstacle technique majeur. Les solutions de virtualisation standards utilisent généralement de simples moteurs de rendu logiciels, qui traitent les calculs graphiques uniquement via le CPU.

Ces moteurs de rendu logiciel standard n'ont souvent pas les fonctionnalités OpenGL nécessaires. Si RFEM 6 ou RSTAB 9 trouve un tel simple moteur de rendu logiciel au démarrage du programme, un avertissement correspondant est émis.

Il est important de noter que passer outre cet avertissement peut entraîner un crash immédiat de RFEM 6 ou RSTAB 9. Même si un affichage graphique se réalise, le traitement de scènes 3D complexes sur le CPU entraîne des délais perceptibles dans l'interface utilisateur. Les utilisateurs constatent alors un ralentissement de la réponse du modèle lors des opérations de rotation ou de zoom, ce qui rend le travail efficace beaucoup plus difficile. Le défi consiste donc à créer un environnement qui fournit non seulement la version OpenGL requise, mais qui la traite également de manière performante.

Solutions pour améliorer les performances

Pour garantir un fonctionnement stable et efficace, il est nécessaire de résoudre à la fois les goulots d'étranglement des I/O et les exigences graphiques.

Solutions pour le problème I/O

Les performances de la gestion des fichiers peuvent être considérablement améliorées par des modifications de configuration ciblées et le choix de l'infrastructure matérielle adéquate.

• Définir des exceptions antivirus : Un des moyens les plus efficaces pour accélérer consiste à désactiver la surveillance en temps réel des logiciels de sécurité pour les chemins critiques. Comme RFEM 6 et RSTAB 9 traitent des milliers de petits fichiers en millisecondes pendant le calcul, chaque opération de scan ralentit le système. Les répertoires suivants doivent être exclus de la surveillance :
  • Le répertoire du programme (par défaut : C:\Program Files\Dlubal).
  • Le dossier de travail temporaire (par défaut : C:\Users\\AppData\Local\Dlubal).
• Optimiser la configuration de stockage : Idéalement, le dossier de travail devrait se trouver sur un système de stockage local, rapidement connecté au serveur hôte. Si l'utilisation d'un système de stockage central (NAS/SAN) est inévitable, le réseau de connexion du stockage doit offrir une bande passante élevée et être conçu avec des latences extrêmement faibles. Une latence élevée entre la VM et le système de stockage peut ralentir même le matériel le plus rapide. Si nécessaire, le chemin du dossier de travail temporaire peut être modifié. Le chemin est enregistré dans le registre à l'adresse Computer\HKEY_CURRENT_USER\Software\Dlubal\RFEM6 sous la clé WorkingDirectoryPath.

Solutions pour le problème OpenGL

Pour un affichage 3D fluide, l'utilisation de l'accélération matérielle par virtualisation GPU est la solution recommandée.

• Passage GPU : Ici, une carte graphique physique est attribuée de manière exclusive à une VM. Cela offre la meilleure performance, mais est coûteux et moins évolutif. Cette solution n'est appropriée qu'à titre exceptionnel.
• GPU virtuel (vGPU) : Une carte graphique physique est divisée en plusieurs unités virtuelles et mise à disposition de plusieurs utilisateurs simultanément.A beginner's guide to workstation virtualisation - DEVELOP3D Cela est la solution la plus économique pour la plupart des postes de travail d'ingénierie car elle offre un bon équilibre entre performance et densité d'utilisateurs.
• Moteur de rendu logiciel MESA comme solution de secours : Si aucune virtualisation GPU n'est possible, le moteur MESA peut être activé. Cela émule les fonctionnalités OpenGL sur le CPU. Bien que cela empêche les plantages, les performances sont considérablement inférieures par rapport à l'accélération matérielle. Le moteur MESA est activé via le script Enable Software Renderer.cmd dans le répertoire du programme.

Conclusion et recommandations globales

Le succès du fonctionnement de RFEM 6 et RSTAB 9 dans des environnements VDI et Citrix nécessite une planification stratégique. RFEM 6 et RSTAB 9 imposent des exigences considérables sur les capacités de performance du matériel, ce qui concerne aussi bien la saisie interactive que le calcul. En particulier, pour le traitement de grands modèles, une solution VDI n'est pas toujours le choix optimal du point de vue de la performance.

En résumé, les points principaux suivants peuvent être retenus :

• La nature spécifique de la gestion des données rend le programme sensible aux goulots d'étranglement I/O.
• La désactivation de la surveillance antivirus en temps réel pour certains dossiers peut entraîner une augmentation massive des performances.
• La séparation de la puissance de calcul et du graphisme nécessite une virtualisation GPU efficaces.

L'implémentation est un problème qui nécessite une planification et des tests soigneux. Du matériel coûteux peut perdre son utilité si des erreurs de configuration ralentissent la performance.

Liste de contrôle pour la planification :

• Dimensionnement matériel : Fournir des serveurs hôtes avec suffisamment de ressources (CPU, RAM, GPU, I/O).
• Configuration réseau : La latence entre l'appareil final et le serveur doit être minimale.
• Optimisation logicielle : Configurer les exceptions antivirus et optimiser les VMs.
• Surveillance : Surveiller régulièrement la charge pour détecter les goulots d'étranglement dès le début.

Avec la bonne planification, les avantages de la VDI peuvent également être utilisés pour RFEM 6 et RSTAB 9.

Le tableau suivant aide à localiser et résoudre les problèmes pouvant survenir en rapport avec la VDI.