Citrix Xenapp und Xendesktop sind seit vielen Jahren in den meisten Unternehmen der Standard zur Anwendungszentralisierung. War früher die reibungslose Anzeige statischer Inhalte eine der Hauptaufgaben von Citrix-Umgebungen, so besteht heute die Kunst darin, Multimedia und die Anforderungen an einen digitalen Arbeitsplatz optimal zu integrieren.

Heute besteht Bedarf, von überall über jedes Endgerät zusammenzuarbeiten. Die Zugriffe auf Anwendungen müssen performant und verzögerungsfrei erfolgen, über LANs wie auch über WANs, die in der Regel geringere Bandbreiten und größere Latenzen haben und vor allem auch Datenverluste beim Transfer aufweisen können. Citrix hat seit Jahren bewiesen, dass man virtuelle Anwendungen und Desktops unter diesen verschiedenen Bedingungen zuverlässig bereitstellen kann.

Einhergehend mit der großflächigen Verbreitung neuer Kommunikationsformen wie Videokonferenzen, Livestreams, E-Learning/Web-based Trainings oder kollaborativem Arbeiten mit UC-Clients (Unified Communications) haben sich neue Anforderungen ergeben, die eine entsprechende Performance bei Servern, Netzwerk und Clients voraussetzen. Die Performance-Optimierung der Web-Zugriffe und generell der Kommunikation mit Endgeräten ist daher immer wichtiger geworden – ein Thema, das mit dem zunehmenden Mobilgeräte-Traffic an Bedeutung gewinnt.

Web-Browser benötigen für die Nutzung der aktuellen und kommenden Technik Unterstützung für HTML5 und CSS3. Durch diesen Trend in Richtung HTML5 statt Adobe Flash musste nun auch Citrix nachlegen: Die aktuellen Xenapp- und Xendesktop-Versionen können mit dem HDX-Protokoll HTML5-basierte Videos auf speziellen Web-Seiten ohne Performance-Einbrüche und mit hoher Bildqualität am lokalen Client bereitstellen. Diese sogenannte HTML5 Redirection verbessert die Gesamt-Performance und Skalierbarkeit der Server. Denn die Clients rendern den Datenstrom nun direkt, während er bisher in der Benutzersitzung auf Server-Seite aufbereitet und dann Bild für Bild zum Client übertragen wurde. Für optimale Ergebnisse sollte daher auch an den Clients die neueste Version des Citrix-Receivers installiert sein.

Bild 1. Varianten des Video-Renderings in Citrix-Umgebungen. Bild: Appsphere

Durch die „HDX 3D Pro“-Erweiterung lässt sich für spezielle Remote-CAD-Szenarien auch die Performance extrem grafikintensiver 3D-Anwendungen auf virtuellen Desktops optimieren. Citrix ist in diesen Szenarien führend und hat in Zusammenarbeit mit Nvidia und Intel Lösungen entwickelt, um aus der virtuellen Sitzung heraus direkt auf den im Server eingebauten Grafikprozessor (GPU) zuzugreifen. Dieses sogenannte „GPU Pass-Through“-Verfahren maximiert die Grafik-Performance für die Anwendungen. In weniger Performance-intensiven Szenarien können mehrere virtuelle Sitzungen den Grafikprozessor per GPU-Sharing-Funktion gemeinsam nutzen.

Multimedia über WAN

Mit Version 7.13 von Xenapp und Xendesktop hat Citrix die HDX-Datenübertragung durch das neu hinzugekommene EDT-Protokoll (Enlightened Data Transport) weiter verbessert. EDT beschleunigt speziell das Arbeiten über WAN-Strecken mit hoher Latenz. Es verwendet das UDP-Protokoll für den Datenaustausch zwischen Citrix-Server und -Client. Nutzer spüren bei großen Entfernungen sofort das bessere Zeitverhalten UDP-basierter Verbindungen. Lässt sich keine UDP-Verbindung herstellen, erfolgt ein automatischer Fallback auf eine TCP-Verbindung, sodass für den Benutzer stets die bestmögliche Variante gewählt wird.

Mit Blick auf diese vielen Verbesserungen wurde der Einsatz virtueller Anwendungen und Desktops sowohl im Labor als auch unter realen Bedingungen ausgiebig getestet. Der Schwerpunkt lag auf der Ermittlung von Stärken und Schwächen einer Bereitstellung von Multimedia-Inhalten über Citrix-Verbindungen, da dies heutzutage die anspruchsvollsten Anforderungen sind.

Neben den Browser-basierten Multimedia-Inhalten spielen Anwender immer wieder Audio- und Videodateien in den Citrix-Sitzungen ab. Leider erzeugt Citrix bei der Wahl des „falschen“ Media-Players immer einen Fallback auf das Server-seitige Rendern der Audio- oder Videodateien. Zum Abspielen der Dateien sollte man daher idealerweise den Windows Media Player oder den Citrix HTML5 Player auf den Citrix-Servern als Standard wählen. Mit ihnen reicht Citrix bei entsprechenden Einstellungen in den Citrix-Richtlinien die Datei zum Client durch, der sie dann mit seinem eigenen Player direkt abspielt. Wichtig ist hier, dass auf Server- und Client-Seite die entsprechenden Audio- und Video-Codecs eingespielt sind, um die Inhalte der Dateien anzeigen zu können.

Bild 2. Gepulste Lieferung eines Youtube-1080p-Full-HD-Video-Streams mit Peaks von mehr als 10MBit/s. Bild: Appsphere

Eine der wichtigsten Kundenanforderungen für Multimedia ist die Bereitstellung von Video-Conferencing über Microsoft Skype for Business oder andere Unified-Communications-Clients. Des Weiteren sind Lehr- und Informationsvideos via Enterprise-Mediatheken aus dem Anforderungskatalog heutiger Projekte nicht mehr wegzudenken. Eine der wichtigsten Aufgaben eines Unternehmens ist es daher, die für alle multimedialen Inhalte erforderliche Performance und Bandbreite zur Verfügung zu stellen. Denn mit zu langen Ladezeiten fällt die Akzeptanz der Mitarbeiter, die Lösungen einzusetzen.

Streamt man die Videos in einer Citrix-Umgebung direkt von der Web-Seite zum Client, entfällt der Umweg über den Host-Server. Dies spart Bandbreite und Rechenzeit, denn der Server ist vom Laden und Weiterleiten sowie vor allem vom Rendern des Videos befreit. Zudem ist das sicht- und hörbare Ergebnis am Client deutlich besser, denn der Client setzt beim Rendern den Videostream in der gewünschten Qualität direkt um, statt das auf Server-Seite gerenderte Video als Citrix-Bilddifferenzfolge in meist nur reduzierter Qualität zu empfangen.

Hier profitieren die Nutzer am meisten von der „Original-Audioqualität“, denn fast alle Benutzer empfinden einen schlechten Skype-Ton als noch ärgerlicher als ein Video in etwas reduzierter Bildqualität. Der Client benötigt in beiden Fällen eine ähnliche Bandbreite. Der HDX-Datenstrom des Server-seitig gerenderten Videos ist lediglich gleichmäßiger als der gepulste Original-Video-Stream.

Unified Communications (UC)

Die oben beschriebenen Anforderungen sind insbesondere innerhalb der Einsatzszenarien von UC-Clients zu sehen, zum Beispiel von Microsoft Skype for Business. Als Teil der Office 365 Suite findet Skype for Business eine immer größere Verbreitung auch auf zentralen Citrix-Plattformen und ist aufgrund der von Citrix und Microsoft ausgerufenen „Better Together“-Strategie einen Blick unter die Haube wert. Mehrere Millionen Nutzer arbeiten täglich mit UC-Clients und haben die Features in ihren täglichen Arbeitsablauf integriert: Sie führen Unterhaltungen mit Chat, Sprach- oder Videoanrufen, prüfen Statusinformationen der Kontakte, stellen Informationen für eine Gruppe mit Präsentation des eigenen Bildschirms samt Übergabe der Steuerung an einen anderen Teilnehmer bereit etc.

Um die Akzeptanz der Nutzer nicht zu gefährden, sollten die UC-Clients in einer Citrix-Umgebung idealerweise in der gleichen Qualität wie bei einer lokalen Installation zur Verfügung stehen. Dafür hat Citrix das HDX Real-Time Optimization Pack (RTOP) entwickelt, das auch Microsoft für den Einsatz von Skype for Business in Citrix-Umgebungen empfiehlt.

Sofern UC-Hersteller die RTOP-Schnittstellen nutzen, optimiert Citrix die Bereitstellung von Softphone- und Desktop-Videokonferenzanwendungen, indem der Verarbeitungsprozess der Multimedia-Workloads zum Endgerät übertragen und direkt dort ausgeführt wird. Zusammen mit Skype for Business bietet das aktuelle RTOP 2.2 eine Reihe neuer Funktionen wie Response-Gruppen, Team-Call-Gruppen, Voicemail-Integration, automatische Verknüpfung von Audio-, Emoticons-, Web-Proxy-Unterstützung, Status-Icons und vieles mehr. Auch für Thin-Client-Hersteller stellt Citrix diese Version mit den entsprechenden Linux-Plug-ins zur Verfügung.

Vorteile von HDX RTOP

Die Installation des Skype-for-Business-Clients erfolgt nur auf den Xenapp/Xendesktop-Servern im Rechenzentrum. RTOP sorgt auf Server- und Client-Seite durch intelligente Steuerung der Signalwege dafür, dass zwei Clients ihre Videotelefonie direkt (Peer-to-Peer) durchführen können, obwohl keiner der Clients Skype for Business installiert hat. Die einzigen Informationen, die über die virtuellen Citrix-Kanäle laufen, sind Befehle wie: „Anruf tätigen“, „Anruf auflegen“ usw. Die Audio/Video-Dateien überträgt Citrix sicher mittels RTP (Real-Time Transport Protocol) und UDP von Client zu Client.

Dies vermeidet Latenzen, die aufgrund des „Hairpinning“-Effekts auftreten würden. Denn die Audio- und Videodaten können direkt zwischen Endgeräten übertragen werden, ohne den Umweg über den zentralen Host im RZ zu gehen. Dies ermöglicht neben der deutlichen Performance-Steigerung durch den Peer-to-Peer-Transfer dank Entlastung des Host-Servers auch eine höhere Anwenderdichte.

Ein typisches Testszenario für die Skype-for-Business-Nutzung ist ein Audioanruf mit zirka einer Minute Dauer. Ein reiner Audioanruf dürfte bei intensiver Nutzung der Telefoniefunktion von Skype for Business auch in Zukunft einer der häufigsten Einsatzzwecke sein. Daher ist der hohe Anspruch der Nutzer an die Audioqualität der Anrufe für den Einsatz von Skype for Business auf einer Citrix-Plattform die Herausforderung schlechthin. Bei Vorhandensein von Kameras an den Endgeräten sind inzwischen jedoch auch Videoanrufe durchaus üblich, speziell für die Teilnahme an Online-Meetings. Daher dürfen diese Audio- und Videoverbindungen die zentralen Host-Server nicht übermäßig belasten, um die anderen Nutzer auf demselben Citrix-Host nicht zu beeinträchtigen.

Bild 3. CPU-Last durch Skype for Business mit und ohne Citrix HDX Real-Time Optimization Pack. Bild: Appsphere

Zwei Tests zeigen den Unterschied der CPU-Last beim Arbeiten mit und ohne installiertem RTOP (Bild 3): Die CPU-Belastung ist bei der virtuellen Citrix-Sitzung (VDA) ohne HDX RTOP etwa doppelt so hoch wie mit RTOP. Unterschiede auf dem Client sind zwar ebenfalls vorhanden, aber weniger wichtig, da hier der Nutzer alleine auf seiner Client-Maschine ist.

Dies bedeutet, dass die häufige Nutzung von Skype for Business durch die Anwender ohne spezielle Optimierungen zu einer deutlichen Mehrbelastung auf den zentralen Host-Servern führen wird. Abgesehen davon ist die Akzeptanz der Nutzer bei nicht optimaler Audioqualität nicht gegeben. Somit hilft der Einsatz des HDX Real-Time Optimization Packs sowohl auf der Administrationsseite durch bessere Skalierung der Host-Server als auch auf der Anwenderseite durch bessere Qualität der Audio- und Videosignale. Die Performance und die Qualität am Client-Arbeitsplatz entsprechen einer lokalen Skype-for-Business-Installation.

Fazit

Das Thema Multimedia ist aus der heutigen zentralen Anwendungsbereitstellung nicht mehr wegzudenken, sofern sich die Nutzung nicht nur auf wenige Fachanwendungen mit statischer Fensteroberfläche beschränkt. Zur optimalen Bereitstellung multimedialer Inhalte ist eine sorgfältige Planung und Optimierung aller beteiligten Komponenten auf Server-, LAN/WAN- und Client-Seite zwingend notwendig. Die optimale Unterstützung wichtiger Multimedia-Lösungen wie Microsoft Skype for Business oder diverser anderer Browser-basierter Inhalte über Citrix Xenapp und Xendesktop erfordert zusätzlich die aktuellste „HDX Real-Time Optimization Pack 2.2“-Erweiterung, damit die Lösung Server-seitig optimal skaliert und gleichzeitig auf Client-Seite optimale Qualität für den Anwender liefert.

Die Ansprüche an die Grafikleistung der Client-Geräte sind bei verstärkter Multimedia-Nutzung ebenfalls gestiegen, sodass das alte Motto „der 6 Jahre alte Uralt-Client taugt noch für Citrix“ heute nicht mehr gültig ist. Denn der Client sollte lokal in der Lage sein, ein Full-HD-Video ruckelfrei darzustellen, ohne mit der CPU fast an den 100-Prozent-Anschlag zu laufen.

Frank Seibert ist Vorstand und CTO von Appsphere, www.appsphere.com.