Exchange 规划.docx
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Exchange规划
Exchange2007规划
现在越来越多的公司将邮件系统视为关键任务系统。
因此,公司对电子邮件系统的可靠性和可用性制定了非常严格的要求。
同样也对新的邮件系统功能提出了更高的要求。
员工移动性的日益增加和公司地理位置的日益分散意味着用户要求在不断发展。
对于负责设计满足用户需要的、高度可靠且持续可用的邮件系统的信息技术(IT)管理人员和系统体系结构设计师而言,这些因素也对他们提出了要求。
要设计出基于MicrosoftExchangeServer2007的成功邮件系统,必须了解在其上构建邮件系统的软硬件的功能和限制。
无论是开发新的Exchange2007邮件系统,还是从以前的Exchange实现进行升级,都必须在目录服务和网络基础结构的局限性与邮件系统、操作系统和用户软件的功能之间进行权衡。
组织将邮件传递和协作视为实现雇员、合作伙伴和客户间通信的关键IT服务。
这些组织的一个共同目标就是提供高性能的电子邮件服务,使之持续可用、安全、可扩展、可管理和可支持。
企业邮件系统的规划过程通常分为以下几个不同阶段:
∙收集在本阶段中,您将对业务需求和当前计算环境进行评估。
通过会见重要的业务风险承担者可以了解业务需求。
为了评估计算环境,基础结构组应收集说明当前计算环境的IT文档。
使用这些信息,小组可以编写分析文档,通常包括有关IT体系结构、所部署的硬件和软件、现有的操作步骤以及环境的逻辑与物理映射的信息。
将现有的Exchange组织转换到Exchange2007时,收集阶段尤为重要。
∙分析在本阶段中,您将开发服务设计选项。
在开发设计选项时,应考虑以下方面:
o逻辑拓扑将实现哪类ActiveDirectory林拓扑?
您的组织是否拥有或需要多个ActiveDirectory林?
o物理拓扑将使用多少台运行Exchange的服务器?
您的组织是否拥有或需要多个ActiveDirectory站点或者多个物理位置?
组织拓扑什么样的Exchange组织拓扑最适合您的组织的规模和需求?
您的组织拥有单个Exchange服务器还是多个Exchange服务器?
您是否拥有多个ActiveDirectory站点或林?
o管理模式您的组织的管理模式都需要什么?
您的组织拥有或需要集中式的管理模式还是分布式的管理模式?
∙确定在本阶段中,您将分析和选择要实现的服务设计选项。
需要与实现相结合,对每个设计选项的优缺点进行权衡,并对其进行评估和记录。
基于这些记录,并鉴于它们与其他设计选项之间的相互作用和依赖关系,选择最合适的设计选项。
大多数组织接下来通常会将这些选项提交给决策人和风险承担者进行审批。
∙审批在本阶段中,决策人和风险承担者将在实验室环境下对邮件服务设计进行验证,然后才会批准将部署用于生产环境。
审批阶段完成后,便开始规划生产部署途径。
与所有服务器应用程序一样,需要正确地部署运行MicrosoftExchangeServer2007的计算机,使其具有充足的存储容量和优异的性能。
选择存储解决方案时,建议您选择由用于存储的MicrosoftExchange解决方案评估计划(ESRP)(称为ESRP-存储)评估过的解决方案。
ESRP-存储是一项特定于Exchange的测试、一个最佳实践发布框架、一个评估过程,可加速创建已知的良好Exchange存储解决方案。
ESRP-存储的目标是:
∙为存储供应商提供有关Exchange存储测试和最佳实践发布的说明性指导。
∙开发一种可以评估存储解决方案的机制,以确保这些解决方案符合Exchange最佳实践。
∙针对Exchange部署为客户提供经过充分测试且高质量的存储解决方案。
在许多情况下,操作系统识别的物理磁盘或逻辑单元号(LUN)是从用于向操作系统提供磁盘的硬件上提取的。
出于提高性能和恢复能力的原因,在LUN和物理磁盘这两个级别上都将事务日志文件与数据库文件分开总是至关重要的。
在同一物理磁盘上既执行随机磁盘I/O又执行顺序磁盘I/O会显著降低性能,从恢复角度看,将存储组的日志文件和数据库文件分开可确保一组物理磁盘的灾难性故障不会导致数据库文件和日志文件都丢失。
在Exchange2007中,最好将一个存储组中的所有数据库置于同一物理LUN中。
每个存储组最多放置一个数据库也是一种最佳实践。
Exchange数据库I/O是随机的,在物理磁盘执行相同的工作量时,对大多数存储子系统有利。
系统设计了许多存储阵列以便多个物理磁盘首先集中到一个磁盘组中,然后在该磁盘组中的可用空间之外创建LUN并将其均匀分配给每一个物理磁盘。
备份某个存储组的数据库LUN的目标物理磁盘也备份其他LUN(这些LUN存储其他存储组和服务器的数据库),这是可以接受的。
同样,将每个存储组的事务日志LUN隔离到单独的物理心轴上并不重要,即使丢失顺序I/O会对性能造成轻微影响。
如果在单个服务器上配置了多达50个存储组,则每个存储组将要求拥有其自己的事务日志LUN和数据库LUN。
这超过了可用的驱动器号数目,因而必须使用NTFS文件系统卷装入点。
配置为连续复制的50个存储组需要200个LUN,这将超过某些存储阵列的最大值,在进行本地连续复制(LCR)时尤其如此,因为在本地连续复制时这200个LUN都需要提供给一个服务器。
随着LUN数目的增长,监控变得更加重要,因为磁盘空间不足会导致卸除存储组。
Exchange2007中的服务器角色是:
统称为传输服务器的中心传输服务器和边缘传输服务器、客户端访问服务器、统一消息服务器和邮箱服务器。
每个服务器角色都具有不同的存储要求以及不同的备份和还原要求,在某种程度上是由于这些服务器角色执行不同的功能:
∙中心传输服务器和边缘传输服务器是可执行以下任务的服务器角色:
o将邮件传入和传出组织。
o将邮件传入和传出邮箱服务器。
o传递统一消息服务器提交的语音邮件。
∙客户端访问服务器是Exchange的客户端协议服务器,提供MicrosoftOutlookWebAccess、MicrosoftExchangeActiveSync、OutlookAnywhere(以前称为通过超文本传输协议(HTTP)的远程过程调用(RPC))和其他Internet协议。
∙统一消息服务器提供OutlookVoiceAccess以及传入传真支持。
∙邮箱服务器是ExchangeServer的核心,在此存储用户邮箱和公用文件夹。
∙邮箱群集或单一副本群集(SCC)在共享磁盘主动/被动配置中使用群集服务。
∙连续复制将日志文件传送到备用位置,该位置可以在使用本地连续复制(LCR)的独立服务器上,也可以在使用群集连续复制(CCR)的群集中。
邮箱服务器角色
Exchange2007邮箱服务器角色是核心服务器角色,所有其他服务器角色均基于该角色构建。
确定邮箱配置文件(包含每秒的用户I/O以及容量)之后,就可以开始规划部署了。
Exchange服务器上承载的用户数通常取决于防止出现硬件瓶颈和提供在服务级别协议(SLA)内备份和还原数据的能力之间的平衡。
必须使三个存储要求达到平衡才能实现成功的Exchange2007部署。
第一个要求是事务I/O,或以存储需要满足的每个I/O的延迟时间评估的性能。
第二个要求是备份/还原吞吐量,即将数据移动到备份媒体和从备份媒体中移出的速度。
第三个要求是容量,即确保在为生产LUN选择的独立磁盘冗余阵列(RAID)配置中或目标备份媒体中拥有足够的空间。
在Exchange2000Server中,最佳实践是使用五个数据库填满一个存储组后再创建另一个存储组,但该做法受虚拟内存限制的影响。
在ExchangeServer2003中,上述限制明显减少,最佳实践是为每个新数据库添加额外的存储组,直到创建最大存储组数。
使用Exchange2007时,I/O占用将减少,因为增强了ExchangeServer使用的基础数据库引擎"可扩展存储引擎(ESE)"。
Exchange2007因为在ESE中进行了多项关键的设计更改,所以减少了ExchangeServer的总体I/O占用。
∙64位操作系统和64位ExchangeServer应用程序支持的数据库缓存要大得多,从900MB增大到数十GB,具体取决于总系统内存。
∙许多新的缓存优化也有利于数据库读取操作。
I/O接合从64KB增大到1MB,通过增大读取和写入更大I/O的机率来进一步减少磁盘I/O。
∙没有任何流式数据库文件,可安装文件系统已删除。
作为64位应用程序,Exchange2007没有其早期32位应用程序的虚拟内存限制。
Exchange2007邮箱服务器最多支持50个数据库和50个存储组,并且最多可以在一个存储组中放置5个数据库。
但是,每台Exchange2007邮箱服务器最多可以承载50个数据库。
每个存储组都会创建自己的独立事务日志,存储组是备份和还原的基本单元。
在缺少缓存压力的情况下,ESE在写入数据库之前写入事务日志的最大数据量为一个称作检查点深度的缓存。
在存储组中使用一个数据库时,会将整个检查点深度分配给该数据库,从而增加了在缓存中多次更新数据库页面的可能性,只有最新的更新会写入数据库,因此减少了I/O。
Exchange邮箱数据组件
表1介绍邮箱服务器角色的活动以及每项活动对磁盘I/O的影响。
表1Exchange2007中的邮箱服务器角色活动
活动
活动对磁盘I/O的影响
ESE数据库(.edb文件)
邮箱服务器将所有邮件均存储在ESE数据库中。
随机访问ESE数据库,尽管I/O接合可能产生更大的I/O,但是该数据库仍使用8KB的页面大小。
为了确保可靠性,并且在某些情况下由于性能原因,数据库应位于不包含事务日志的磁盘上。
事务日志文件(.log文件)
对数据库所做的所有更改都将首先提交给事务日志,该日志是按顺序写入到磁盘的内容。
写入的大小各不相同-从512字节到日志缓冲区大小。
内容索引
内容索引是一种随机工作量,与数据库位于同一个LUN上,通常大约是数据库大小的5%。
因为内容索引在后台运行,在邮件到达时为邮件编制索引,所以对磁盘I/O的影响最小。
分页
如果某个进程请求内存中的某个页面,但是系统在所请求的位置中未找到该页面,则会发生页面错误。
如果该页面位于内存的其他位置,则该错误为软页面错误。
如果必须从磁盘中检索该页面,则该错误为硬页面错误。
大多数处理器都可以处理大量的软页面错误,不会有任何后果。
但是,硬页面错误可能会造成明显的延迟。
连续的高磁盘分页率表明内存不足。
内容转换
大多数内容转换都在客户端访问服务器和中心传输服务器上完成。
旧版OutlookWebAccess客户端的旧版Web分布式创作和版本管理(WebDAV)内容转换在Exchange2003邮箱服务器上进行。
当客户端请求必须在客户端访问服务器上转换的数据时,将从Exchange2003邮箱服务器访问此数据,在邮箱服务器的TMP文件夹中转换数据,并将此数据发送到客户端访问服务器。
为了提高性能,TMP文件夹与页面文件和操作系统不应在相同的LUN上。
数据库维护
Exchange2007信息存储要求对每个数据库定期运行联机维护。
影响磁盘I/O的两项任务,一是硬删除早于配置的保留策略的邮件和邮箱,二是对数据库进行联机碎片整理。
因为备份数据库将暂停可能正在进行的数据库的联机碎片整理,所以必须考虑为备份和数据库维护提供独占的时间范围来完成其任务。
备份和还原
数据备份过程要求从数据库和事务日志文件卷读取数据。
这种额外的I/O可能会影响用户响应时间,在工作时间应避免这种操作。
软恢复过程要求ESE回放所有事务日志文件。
这会导致I/O配置文件成为顺序读取流。
因此,如果事务日志文件位于具有快速按顺序访问磁盘能力的磁盘上,恢复性能将会有所改善。
避免此情况的一种方法是使用连续复制,连续复制使您能够从数据库的主动副本卸载基于卷影复制服务(VSS)的备份,使其转移到数据库的被动副本。
备份
备份邮箱时需要进行认真的规划。
以下各节提供了一些有关VSS和流式联机备份的注意事项。
每个解决方案都进行了调整,以在成本、时间和可靠性等方面达到平衡。
大多数管理员都会为联机数据库维护、碎片整理以及操作系统维护定义时间。
这些活动会争用备份时间。
平衡备份、维护和生产负载时需要特别小心。
较大的邮箱可能会导致无法在SLA内完成每日完整备份策略。
减小完整夜间备份的影响的常用策略是执行每周完整备份和每日差异备份。
使用此策略时,需要恢复完整备份,然后恢复最新的差异备份。
卷影复制服务
在Exchange2007中还必须要考虑两个与VSS有关的重要事项:
∙较大的邮箱
∙备份CCR和LCR副本的能力
尽管可以对生产数据或副本数据执行VSS备份,但是建议您备份副本并避免影响生产物理磁盘。
使用LCR时,Exchange2007将事务日志复制到同一服务器上的独立磁盘中。
对副本使用VSS克隆时,应在不同的物理磁盘上配置副本存储,以便克隆操作和校验与完整性检查不会影响生产物理磁盘。
对副本使用VSS快照时,应在不同的物理磁盘上配置副本存储,以便校验和完整性检查及后续的磁带流式传输不会影响生产物理磁盘。
使用CCR时,Exchange2007将事务日志复制到独立的服务器上。
此服务器是群集中的节点,但是目标副本不会保留在共享存储上。
使用VSS克隆时,可以使用不同的物理磁盘对被动节点上的副本运行校验和完整性检查,从而隔离备份过程。
使用VSS快照时,校验和完整性检查及后续的磁带流式传输不会影响生产服务器或物理磁盘。
流式联机备份
与数据通常在存储设备内部移动的基于硬件的VSS备份不同,使用流式备份时,服务器将负责移动数据。
校验和完整性检查过程对性能的影响不会成为问题,因为在备份期间会检查每个页面。
在并行备份情况下,多个数据流可能会使备份媒体的限制更加重要,无论是千兆比特的以太网连接的磁带还是光纤通道连接的磁带都是如此。
对于许多客户而言,备份SLA窗除以其流式备份媒体每分钟的吞吐量,可以限制允许的存储组大小。
例如,如果存储组的SLA为1小时,并且每秒可以备份100MB的数据,则最大存储组大小将为360GB。
客户端访问服务器
客户端访问服务器使邮箱服务器不必再处理许多无状态的任务(假定角色安装在不同的物理服务器上),并提供一个统一命名空间,无论位于哪个邮箱服务器上,用户只需要指向一个名称即可。
Internet邮件访问协议版本4(IMAP4)、邮局协议版本3(POP3)和HTTP等Internet协议由客户端访问服务器提供。
OutlookAnywhere(以前称为通过HTTP的RPC)、ActiveSync、自动发现、可用性服务和Web服务是由客户端访问服务器提供的功能的其他示例。
客户端访问服务器受CPU、内存和网络瓶颈影响,但它占用的磁盘I/O非常少。
简单邮件传输协议(SMTP)通信是运行ExchangeServer2003和Exchange2000Server的前端服务器中一个潜在的磁盘I/O考虑事项,现在为中心传输服务器和边缘传输服务器独有。
表2介绍客户端访问服务器角色的活动以及每项活动对磁盘I/O的影响。
表2Exchange2007中的客户端访问服务器角色活动
活动
活动对磁盘I/O的影响
协议日志记录
协议日志记录是按顺序写入的内容,如果被启用,会导致性能问题并占用磁盘空间来存储日志。
保留您选择记录的协议的历史记录时,可以验证该协议是执行预期的工作还是将遇到通信问题,并确定来自Internet的攻击。
内容转换
所有Exchange2007协议的内容转换均在客户端访问服务器上进行。
旧版OutlookWebAccess客户端的旧版WebDAV内容转换在ExchangeServer2003邮箱服务器上进行。
客户端请求必须在客户端访问服务器上转换的数据时,将从ExchangeServer2003邮箱服务器访问此数据,在邮箱服务器的TMP文件夹中转换数据,并将此数据发送到客户端访问服务器。
为了提高性能,TMP文件夹与页面文件和操作系统不应在相同的LUN上。
分页
如果某个进程请求内存中的某个页面,但是系统在所请求的位置中未找到该页面,则会发生页面错误。
如果该页面位于内存的其他位置,则该错误为软页面错误。
如果必须从磁盘中检索该页面,则该错误为硬页面错误。
大多数处理器都可以处理大量的软页面错误,不会有任何后果。
但是,硬页面错误可能会造成明显的延迟。
连续的高磁盘分页率表明内存不足。
传输服务器
中心传输服务器和边缘传输服务器是Exchange2007的桥头和网关。
其主要任务是发送和接收邮件。
许多公司将传输服务器部署成两个组:
反垃圾邮件和防病毒保护(边缘传输服务器)和路由(中心传输服务器)。
边缘传输服务器的主要职责是避免Exchange基础结构收到包含垃圾邮件或病毒的传入邮件。
而中心传输服务器分类干净的邮件并将其传递到正确的邮箱服务器。
对这些服务器的存储的影响会有所不同,这取决于每秒处理的邮件数以及这些邮件的平均大小。
表3介绍边缘传输服务器和中心传输服务器的活动以及每项活动对磁盘I/O的影响。
表3Exchange2007中边缘传输服务器角色和中心传输服务器角色的活动
活动
活动对磁盘I/O的影响
ESE数据库(mail.que文件)
Exchange2007边缘传输服务器和中心传输服务器将所有邮件均存储在ESE数据库中。
随机访问ESE数据库,并使用8KB的页面大小。
为了确保可靠性,并且在某些情况下由于性能原因,数据库应与事务日志位于不同的磁盘上。
事务日志文件(.log文件)
对数据库所做的所有更改都将首先提交给事务日志,该日志是按顺序写入到磁盘的内容。
写入的大小各不相同-从512字节到日志缓冲区大小。
协议日志记录和邮件跟踪日志
邮件跟踪日志记录和协议日志记录是按顺序写入的内容,如果被启用,则会导致性能问题并占用磁盘空间来存储日志。
保留您选择记录的协议的历史记录时,可以验证该协议是执行预期的工作还是将遇到通信问题,并确定来自Internet的攻击。
内容转换
在中心传输服务器上,来自Internet的传入邮件在传递前转换为MAPI。
此内容转换过程在TMP文件夹中进行。
为了提高性能,TMP文件夹与分页文件和操作系统不应在相同的LUN上。
分页
如果某个进程请求内存中的某个页面,但是系统在所请求的位置中未找到该页面,则会发生页面错误。
如果该页面位于内存的其他位置,则该错误为软页面错误。
如果必须从磁盘中检索该页面,则该错误为硬页面错误。
大多数处理器都可以处理大量的软页面错误,不会有任何后果。
但是,硬页面错误可能会造成明显的延迟。
连续的高磁盘分页率表明内存不足。
代理
传输服务器的自定义通过代码(称为代理)完成,代码在公共语言运行时环境中运行并由事件触发。
某些代理记录数据,这样将影响磁盘性能并占用磁盘空间来存储日志。
从Exchange2003或Exchange2000转换到Exchange2007的组织将经历一段时间的共存。
拥有许多路由组的大型组织必须规划其路由拓扑,以维护共存期间的邮件流。
Exchange2007与ExchangeServer2003或Exchange2000Server的成功共存取决于Exchange2007集线器传输服务器与ExchangeServer2003或Exchange2000Server桥头服务器之间的路由组连接器的正确配置。
在包含现有Exchange组织的林中安装Exchange2007时,选择将Exchange2007加入该组织。
安装期间,系统还会提示您在要为其创建初始路由组连接器的路由组中指定Exchange2003或Exchange2000桥头服务器。
由于存在服务器间通信方式的差异,必须配置路由组连接器,以使两个Exchange版本可以进行通信并互发邮件。
在共存期间Exchange组织中的客户端可以使用的Exchange2007服务器角色功能取决于存储用户邮箱的Exchange服务器的版本,以及用于访问Exchange的电子邮件客户端应用程序的版本。
ExchangeServer2003和Exchange2000Server使用简单邮件传输协议(SMTP)作为Exchange服务器之间的主通信协议。
在Exchange2007中,服务器角色使用RPC进行服务器间通信,并依靠集线器传输服务器执行SMTP传输。
管理差异
ExchangeServer2003和Exchange2000Server使用管理组来组织Exchange对象,以便委派管理这些对象的权限。
Exchange2007不使用管理组作为管理委派的逻辑管理单元。
但是,为了支持ExchangeServer2003或Exchange2000Server与Exchange2007的共存,在安装Exchange2007时,会将所有Exchange2007服务器自动放入一个管理组。
必须使用ExchangeServer2003或Exchange2000Server的Exchange系统管理器和实用程序来管理ExchangeServer2003或Exchange2000Server服务器。
还可以在ActiveDirectory用户和计算机中使用Exchange任务来管理ExchangeServer2003邮箱或Exchange2000Server邮箱。
在Exchange2007中,必须使用Exchange管理控制台或Exchange命令行管理程序来管理Exchange2007服务器和邮箱。
为ExchangeServer2003组织或Exchange2000Server组织配置的全局设置存储在ActiveDirectory目录服务中。
Exchange2007也应用这些设置。
将Exchange2007引入Exchange组织之后,必须使用Exchange2007管理工具来维护所有组织级别的设置。
路由差异
在规划Exchange2007与ExchangeServer2003或Exchange2000Server的共存期时,必须了解每个版本的路由拓扑确定方式的差异。
ExchangeServer2003和Exchange2000Server使用路由组来定义特定于Exchange的路由拓扑。
通常,使用路由组指定一组连接良好的Exchange服务器。
同一个路由组
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