Esecuzione di RFEM 6 e RSTAB 9 in ambienti VDI e Citrix: guida alla configurazione ottimale

Introduzione

Il mondo del lavoro è in continua evoluzione, dove la flessibilità e il lavoro indipendente dalla posizione assumono sempre più importanza. Per le aziende, le soluzioni Virtual Desktop Infrastructure (VDI) e Citrix rappresentano una possibilità attraente per consentire ai dipendenti di accedere al loro ambiente di lavoro familiare da qualsiasi parte del mondo. Queste tecnologie centralizzano la capacità di calcolo e la gestione dei dati in un centro dati sicuro, ciò che porta a un'amministrazione più semplice e a una maggiore sicurezza dei dati.

Tuttavia, gli ambienti VDI, originariamente progettati per applicazioni d'ufficio standardizzate, non sono facilmente adatti per le complesse esigenze dei programmi di modellazione e calcolo 3D come RFEM 6 e RSTAB 9. L'uso intensivo delle capacità grafiche, un alto numero di operazioni di lettura e scrittura e un grande bisogno di potenza di calcolo per i calcoli possono portare a significativi problemi di prestazioni in ambienti virtualizzati.

È importante capire che l'uso di una VDI comporta sempre una perdita di prestazioni rispetto a un'installazione su una workstation fisica di fascia alta. Se l'obiettivo principale è quello di fornire un sistema con la massima velocità di calcolo assoluta per simulazioni complete, il computer fisico classico è la scelta migliore.

Questo articolo si concentra quindi sul mostrare le leve tecniche disponibili per minimizzare queste perdite di prestazioni sistemiche, rendendo così possibile un lavoro efficiente anche in ambienti virtualizzati.

Questa guida è rivolta ai responsabili IT, ai professionisti dell’integrazione di sistemi e agli utenti esperti che devono affrontare la sfida di implementare il software Dlubal in infrastrutture VDI o Citrix. L'obiettivo è analizzare le specifiche sfide tecniche, spiegare le cause dei colli di bottiglia nelle prestazioni e presentare soluzioni pratiche e collaudate. Un'attenzione particolare è rivolta al bilanciamento strategico tra costi, prestazioni e scalabilità per creare un ambiente di lavoro fluido e produttivo per i professionisti dell'ingegneria.

Fondamenti: Virtual Desktop Infrastructure (VDI) e tecnologie Citrix

Che cosa è Virtual Desktop Infrastructure (VDI)?

La Virtual Desktop Infrastructure, brevemente VDI, è una tecnologia che fornisce un ambiente desktop virtualizzato. A differenza dei desktop fisici tradizionali, in cui il sistema operativo e le applicazioni sono installati localmente sul computer dell'utente, con la VDI gli ambienti desktop sono ospitati ed eseguiti su server centrali in un centro dati o nel cloud. Gli utenti finali accedono a questa istanza virtuale solo tramite un dispositivo finale abilitato a Internet (ad esempio, thin client, laptop o tablet). Il dispositivo finale serve esclusivamente come "finestra" verso l'ambiente virtuale, mentre tutta la capacità di calcolo e l'elaborazione dei dati avvengono lato server.

Questo modello offre una serie di vantaggi cruciali per le aziende. Prima di tutto, l'amministrazione IT è notevolmente semplificata attraverso la centralizzazione. Invece di dover applicare patch e aggiornamenti software su migliaia di dispositivi individuali, i dipartimenti IT possono eseguire questi processi centralmente e sincronizzati per tutti i desktop virtuali. Questo non solo risparmia tempo e risorse, ma garantisce anche che tutti i dipendenti lavorino con versioni software identiche, coerenti e aggiornate.

Un altro vantaggio fondamentale è la sicurezza aumentata. Poiché i dati sensibili dell'azienda non sono archiviati sui dispositivi locali dei dipendenti, ma rimangono nel centro dati sicuro, il rischio di perdita di dati in caso di perdita o furto del dispositivo è significativamente ridotto. Questo facilita anche il rispetto delle normative sulla conformità rigorose, come quelle stabilite nel Regolamento Generale sulla Protezione dei Dati dell'Unione Europea (GDPR).

Nella tabella seguente sono elencati i principali fornitori e piattaforme che offrono soluzioni per ambienti desktop virtuali:

Citrix: Una soluzione VDI leader

Citrix è un fornitore leader nel campo delle tecnologie di virtualizzazione e accesso remoto. La soluzione Citrix Virtual Apps and Desktops è un elemento centrale nell'ecosistema VDI e serve alla fornitura di applicazioni e desktop virtuali in un ambiente sicuro e scalabile. Il funzionamento di base di Citrix consiste nello streaming dell'interfaccia grafica renderizzata e delle interazioni degli utenti tramite un protocollo speciale, come HDX, sul dispositivo finale.

I sistemi Citrix offrono la possibilità che più utenti condividano una VM, risparmiando risorse, in particolare memoria principale. Consentono una gestione centralizzata, offrono un'esperienza utente coerente e sicura e utilizzano risorse efficientemente, rendendoli rilevanti per ambienti IT sofisticati.

La centralizzazione della capacità di calcolo e dei dati, che caratterizza VDI e Citrix, è tuttavia anche la radice delle sfide affrontate dagli utenti di applicazioni ad alte prestazioni esigenti. La separazione tra computer (server) e schermo (dispositivo finale) tramite una rete porta inevitabilmente a latenze, che possono essere particolarmente fastidiose nelle applicazioni grafiche e di calcolo interattive. Inoltre, l'aggregazione di tutti i dati su un sistema di archiviazione centrale (anziché su singoli SSD) può portare a potenziali colli di bottiglia nel campo delle operazioni di input/output (I/O), conosciuto come il cosiddetto "problema di VDI IOPS". Questo campo di tensione tra i vantaggi della centralizzazione e i colli di bottiglia nelle prestazioni risultanti costituisce il conflitto centrale che sarà esaminato di seguito in dettaglio.

Fondamenti della gestione dei dati in RFEM 6 e RSTAB 9

Il funzionamento di successo del software Dlubal in un ambiente virtualizzato richiede una comprensione di base della gestione interna dei dati. RFEM 6 e RSTAB 9 seguono un modello specifico e intenso di I/O che influenza notevolmente la scelta della configurazione VDI corretta.

File RFEM 6 e RSTAB 9 e l'importanza della cartella di lavoro

I file RFEM 6 e RSTAB 9 non sono altro che archivi ZIP compressi. Questa struttura è cruciale per comprendere i successivi problemi di prestazioni. Quando si apre un file di modello, il contenuto non viene semplicemente caricato in memoria (che sarebbe troppo piccolo nella maggior parte dei casi), ma viene estratto in una cartella di lavoro temporanea. Di default, questa cartella si trova nel profilo dell'utente sotto il percorso C:\Users\\AppData\Local\Dlubal, ma può essere spostata in un'altra posizione attraverso le opzioni del programma.

Il processo di estrazione comporta che un singolo file di modello, relativamente piccolo come archivio ZIP compresso, venga suddiviso in una moltitudine di file più piccoli. Questo genera un grande numero di accessi di scrittura iniziali sulla cartella di lavoro.

Descrizione delle operazioni di I/O

Le caratteristiche della gestione dei file in RFEM 6 e RSTAB 9 non si limitano all'estrazione unica. L'intero flusso di lavoro all'interno dell'interfaccia grafica (GUI) e del solver è caratterizzato da uno scambio continuo e intenso di dati con questa cartella di lavoro temporanea.

• Interazione GUI: I dialoghi caricano dati direttamente dalla cartella di lavoro ogni volta che vengono aperti. Dopo la chiusura del dialogo, le modifiche apportate vengono nuovamente scritte nella cartella. Questo processo si ripete costantemente, portando a un flusso continuo di piccoli accessi di lettura e scrittura. Inoltre, anche lavorare nella finestra grafica, cambiare visibilità e numerose altre azioni genera carico I/O continuo.
• Il processo di calcolo: Il calcolo in RFEM 6 è di gran lunga il processo più intensivo di I/O. Durante l'avvio del calcolo, la gestione del solver analizza i compiti di calcolo e avvia più processi di solver. Idealmente, il numero corrisponde al numero di thread CPU disponibili per sfruttare al meglio la potenza di calcolo. Tutti questi processi di solver leggono contemporaneamente i dati dalla cartella di lavoro e scrivono grandi quantità di dati. Questo accesso simultaneo di più processi allo stesso punto di memoria può portare a una cosiddetta "tempesta di I/O", che sovraccarica il sistema di archiviazione.

Il tipo di elaborazione dei dati in RFEM 6 è caratterizzato da un alto numero di piccoli file e da accessi di lettura e scrittura simultanei intensivi. A causa di queste caratteristiche, il programma reagisce in modo particolarmente sensibile ai tipici colli di bottiglia di I/O in ambienti VDI. Questo profilo di problemi specifico richiede strategie di ottimizzazione mirate che verranno trattate in dettaglio più avanti.

Sfide relative a OpenGL

RFEM 6 e RSTAB 9 dipendono necessariamente da OpenGL 4.2 per la rappresentazione grafica. In molte ambienti VDI e Citrix, questo rappresenta una considerevole sfida tecnica. Le soluzioni di virtualizzazione convenzionali utilizzano di default semplici renderer software che gestiscono i calcoli grafici esclusivamente tramite la CPU.

Questi renderer software standard spesso non dispongono delle necessarie funzioni OpenGL. Se RFEM 6 o RSTAB 9 trova un tale semplice renderer software all'avvio del programma, viene visualizzato un avviso corrispondente.

È importante notare che ignorare questo avviso può portare a un crash immediato di RFEM 6 o RSTAB 9. Anche se si ottiene una rappresentazione grafica, la gestione di scene 3D complesse sulla CPU porta a ritardi notevoli nell'interfaccia utente. Gli utenti sperimentano una risposta rallentata del modello durante le operazioni di rotazione o zoom, rendendo il lavoro efficiente molto difficile. La sfida consiste quindi nel creare un ambiente che non solo fornisca la versione OpenGL richiesta, ma la gestisca anche in modo performante.

Approcci alla risoluzione per l'ottimizzazione delle prestazioni

Per garantire un funzionamento stabile ed efficiente, è necessario affrontare sia i colli di bottiglia di I/O che le esigenze grafiche.

Soluzioni per il problema di I/O

Le prestazioni della gestione dei file possono essere notevolmente migliorate tramite modifiche mirate alla configurazione e la scelta dell'infrastruttura hardware corretta.

• Definire eccezioni antivirus: Uno dei modi più efficaci per accelerare consiste nel disattivare il monitoraggio in tempo reale del software di sicurezza per i percorsi critici. Poiché RFEM 6 e RSTAB 9 elaborano migliaia di piccoli file in millisecondi durante il calcolo, ogni scansione rallenta il sistema. Le seguenti cartelle dovrebbero essere escluse dal monitoraggio:
  • La cartella del programma (default: C:\Program Files\Dlubal).
  • La cartella di lavoro temporanea (default: C:\Users\\AppData\Local\Dlubal).
• Ottimizzare la configurazione della memoria: La cartella di lavoro dovrebbe idealmente essere situata su un sistema di archiviazione locale connesso rapidamente al server host. Se è inevitabile l'uso di un sistema di archiviazione centralizzato (NAS/SAN), la rete di connessione deve avere un'ampia larghezza di banda ed essere soprattutto a bassa latenza. Un'alta latenza tra la VM e il sistema di archiviazione può rallentare anche l'hardware più veloce. Se necessario, il percorso della cartella di lavoro temporanea può essere cambiato. Il percorso è memorizzato nel registro al percorso Computer\HKEY_CURRENT_USER\Software\Dlubal\RFEM6 nella chiave WorkingDirectoryPath.

Soluzioni per il problema OpenGL

Per una rappresentazione 3D fluida è raccomandato l'uso dell'accelerazione hardware tramite virtualizzazione GPU.

• GPU Passthrough: In questo caso, una scheda grafica fisica viene assegnata esclusivamente a una VM. Offre la massima prestazione, ma è costosa e meno scalabile. Questa soluzione è adatta solo in casi eccezionali.
• Virtual GPU (vGPU): Una scheda grafica fisica viene suddivisa in più unità virtuali e condivisa da più utenti contemporaneamente.A beginner's guide to workstation virtualisation - DEVELOP3D Questa è la soluzione più economica per la maggior parte dei posti di lavoro ingegneristici, poiché offre un buon equilibrio tra prestazioni e densità di utenti.
• MESA Software-Renderer come fallback: Se la virtualizzazione GPU non è possibile, può essere attivato il renderer MESA. Questo emula le funzioni OpenGL sulla CPU. Sebbene prevenga crash, le prestazioni sono significativamente peggiori rispetto all'accelerazione hardware. Il renderer MESA si attiva tramite lo script Enable Software Renderer.cmd nella cartella del programma.

Conclusione e raccomandazioni complete

Il funzionamento di successo di RFEM 6 e RSTAB 9 in ambienti VDI e Citrix richiede una pianificazione strategica. RFEM 6 e RSTAB 9 pongono significative richieste sulle prestazioni dell'hardware, sia per l'input interattivo sia per il calcolo. In particolare, per la manipolazione di modelli di grandi dimensioni, una soluzione VDI non è sempre la scelta ottimale da un punto di vista delle prestazioni.

In sintesi, possono essere tratte le seguenti conclusioni:

• La particolare modalità di gestione dei dati rende il programma suscettibile ai colli di bottiglia di I/O.
• Disattivare il monitoraggio antivirus in tempo reale per cartelle specifiche può comportare un notevole aumento delle prestazioni.
• La separazione della potenza di calcolo e grafica richiede una efficiente virtualizzazione GPU.

L'implementazione è un problema che richiede una pianificazione e test accurati. Anche hardware costoso può perdere di utilità se errori di configurazione rallentano le prestazioni.

Lista di controllo per la pianificazione:

• Dimensionamento hardware: Fornire server host con sufficienti risorse (CPU, RAM, GPU, I/O).
• Configurazione di rete: La latenza tra il dispositivo finale e il server deve essere minima.
• Ottimizzazione del software: Configurare eccezioni antivirus e ottimizzare le VM.
• Monitoraggio: Monitorare regolarmente il carico per riconoscere tempestivamente i colli di bottiglia.

Con la giusta pianificazione, anche i vantaggi di VDI possono essere sfruttati per RFEM 6 e RSTAB 9.

La tabella seguente aiuta a localizzare e risolvere problemi che possono sorgere in relazione a VDI.