Exchange 2007 系統部署 -- 儲存預測與測試

1. Exchange 2007系統部署 -- 儲存預測與測試 謝合宜 微軟特約技術顧問 MCSE : Security/Messaging MVP/MCT BS7799/ISO27001 Lead Auditor

2. Exchange 2007 WebCast系列課程

3. 預備知識 • 熟悉Exchange 2000/2003或 5.5的系統管理與使用 Level 200

4. Agenda • 資料儲存目標 • Exchange儲存的特性 • 不同角色的 I/O 考量 • 儲存的設計 • 備份的指南 • 解決方案指南：驗證與監控

5. Exchange 2007的資料儲存目標 管理系統的花費與複雜度 • 大而低花費的信箱 • 更豐富的媒體資訊透過郵件來共享 • 信件的平均大小持續增加 • 透過各種裝置來存取郵件資訊 • 更多儲存選項、更低的花費與複雜性 • 共享儲存設備是高複雜與高費用 • 增加可信賴度 • 郵件系統是任務導向的！

6. Agenda • 資料儲存目標 • Exchange儲存的特性 • 不同角色的 I/O 考量 • 儲存的設計 • 備份的指南 • 解決方案指南：驗證與監控

7. Exchange 2007的儲存特性 • 大而低花費的信箱 • 透過大幅降低的磁碟 I/O • I/O 的使用會變動的 • 讓你可使用大信箱的功能特性 • 內容的全文檢索 • 透過複寫來進行備份 • Email Life Cycle (ELC) • 快速系統回復 • VSS • LCR\CCR

8. 降低 I/O 需求(x64) 兩個最大的 64 位元儲存特性 • 資料庫暫存大小 “unlimited” • 記憶體的使用規則： 2 GB+5 MB per user • 增加暫存的大小即減少資料庫的讀取 • 50 DBs in 50 SGs • 可提供1 GB & 2 GB 的信箱使用 • 資料庫是平行個別掛載

9. 降低I/O 需求減少隨機 I/O • Increased checkpoint depth • 更多的 SGs = 更詳細的每個使用者的檢查點 • 增加分頁大小到 8 KB • I/O 最大量可到 1 MB • 較大而較少的 I/O • 讀寫比率可達 1:1 • 更多的記憶體可減少資料讀取的需求

10. 減少的I/O 需求Exchange 2003 vs. Exchange 2007 • 在資料庫的 IOPS 上大概比 Exchange 2003減少 70% • 相同的設定與負載 • 以 Microsoft 內部最大負載的伺服器為例

11. 儲存的彈性連續複寫 (LCR/CCR) • Replication service負責資料的更新 • 拷貝和重新依交易記錄檔案寫入資料庫 • CCR與叢集服務配合，提供CCR failover • LCR failover則必須手動 • 使用Restore-StorageGroupCopy 指令 • 進行原有資料的複製，隨時維持最新的資料 (Log) • 原有資料被修改，資料的副本也被修改 • 不直接複製資料庫，只複製記錄檔來提昇效能

12. 連續複寫的運作 Private Network Active Node Public Network \ExchData \ExchCopy C: Passive Node Disk1 Disk2 File Share Witness # Exchange Server 2007 高安全性與高可用性部署系列 # 12.05 如何部署高可用性的 Exchange Server 2007 訊息平台

13. Agenda • 資料儲存目標 • Exchange儲存的特性 • 不同角色的 I/O 考量 • 儲存的設計 • 備份的指南 • 解決方案指南：驗證與監控

14. Exchange 2007 伺服器角色

15. UM – 整合通訊伺服器 • 提供的服務 • 使用者的電話存取 • 語音信箱、郵件、行事曆、聯絡人 • 接收傳真 • 語音應答 – 讀取語音訊息 • 會造成的磁碟 I/O • 協定紀錄 • 記憶體分頁 • 可以不需要備份

16. UM 的建議 大致的設定 • 2 GB RAM • 2 core x 2-GHz CPU

17. 用戶端存取伺服器(CAS) • 提供的服務 • Internet protocols - IMAP4, POP3, HTTP • Outlook Anywhere (RPC/HTTP) & ActiveSync • Web services & AutoDiscover • 會造成的磁碟 I/O • 內容格式轉換(單一 EDB 檔)(暫存的) • 協定紀錄 • 記憶體分頁 • 可以不需要備份

18. CAS的建議 大致的設定 • 2 GB RAM • 2 core x 2-GHz CPU

19. Hub與Edge伺服器 • 會造成的磁碟 I/O • 存放在 ESE 資料庫的信件佇列(mail.que) • 交易記錄檔 – 循環的 • 內容格式轉換 • 如果訊息大於 64KB 時(else in memory) • 協定與訊息追蹤紀錄 • 記憶體分頁 • 代理器(處理原則時) • 可以不需要備份

20. Hub與Edge伺服器的建議 大致的設定 • 2 GB RAM • 2 core x 2-GHz CPU

21. Mailbox伺服器 會造成的磁碟 I/O • ESE資料庫 (.edb) • 交易記錄檔 • 備份與還原 • 資料庫維護 • 持續複寫 • 全文檢索 • 記憶體分頁

22. Mailbox伺服器的建議 大致的設定 • 以 2000 個使用者為佈署單位 • 每個使用者 .3-.5 IO/sec • 1 GB 信箱配額 • 12 GB RAM ((2000*5 MB)+2 GB) • 20 SGs, 1 DB per SG • 200-GB Databases • 4 core x 2-GHz CPU ** 300GB SAS

23. Mailbox伺服器單一複本叢集 –Single Copy Cluster (SCC) Private Network Active Node Shared Storage Public Network Active Node Passive Node

24. 叢集連續複寫(CCR)

25. 叢集連續複寫的使用 • OS與Exchange都必須是企業版 • 可以多 SG ，每個SG一個資料庫 • 提供雙資料中心，資料庫兩份拷貝 • 災難發生能自動 Failover，伺服器必須確認HCL • 利用紀錄的重新寫入，達到資料的同步 • 資料檢驗不馬虎，確保資料的完整 • 災難發生信件遺失，Dumpster有保全

26. Agenda • 資料儲存目標 • Exchange儲存的特性 • 不同角色的 I/O 考量 • 儲存的設計 • 備份的指南 • 解決方案指南：驗證與監控

27. 基本的儲存設計 • 除了光纖之外還有更多選項 • 請先了解不同儲存解決方案的效能變數 • CCR 不需要使用共享儲存設備 • 請平衡容量、 I/O 效能與線上維護或備份的需求 • 透過 Exchange 2007的功能(如CCR與VSS)能達到快速的系統還原

28. 信箱大小的儲存設計 • Outlook 暫存模式(Cached Mode) • 由用戶端來進行排序與搜尋 • Outlook 線上模式(Online Mode) • 排序與搜尋由伺服端來進行 • 初始的索引建立非常耗效能 • 資料夾中最好不要存放超過 5000 筆資料 • 記錄檔大小 • 移動信箱與建立備份措施來調整紀錄檔的容量需求

29. 一般儲存建置 SAN Exchange 2007 DAS Exchange 2007 iSCSI NAS Not supported in Exchange 2007 Exchange 2007

30. 儲存設計 ---iSCSI 的使用 • 隔絕 iSCSI 網路 • 使用 Gigabit • 使用 Jumbo Frames 來增加備份的容量 • MPIO (v2 initiator) 提供更高的使用容量與可靠性 • 使用固定的 iSCSI LUNs • MPIO 可提供高傳輸來備份與一致性檢查 • 1 Server NIC, 1 Storage NIC 92 MB/second • 2 Server NICs, 2 Storage NICs 185 MB/second • 3 Server NICs, 3 Storage NICs 241 MB/second

31. 儲存設計 --- 磁碟陣列的使用 平衡效能與容量的需求 • RAID10 提供最好的可靠性 • 有能力提供陣列中兩顆磁碟毀損資料依然不會有問題 • 磁碟毀損時造成效能影響較小(僅部分讀取受影響)，而 RAID5 效能可能差異超過 30% • 磁碟重建的效能影響亦小(相對，RAID5 可能影響達70% 的效能使用) • RAID5 提供較佳的容量使用 • RAID6 提供比 RAID 5 更好保護，可是效能較差

32. 在Exchange的儲存測試

33. 儲存設計 --- 最佳化容量 磁區大小的指定(配置單位大小) 預設為 4 KB 使用廠商的建議值，或者64 KB

34. Agenda • 資料儲存目標 • Exchange儲存的特性 • 不同角色的 I/O 考量 • 儲存的設計 • 備份的指南 • 解決方案指南：驗證與監控

35. 備份的設計 • LCR/CCR – 第一線的防護 • 資料的複本使用，提供方便的還原能力 • 不能取代備份 • 主要資料庫 • 傳統備份到另一顆磁碟或磁帶 • 透過 VSS 快照(snapshot)來提供較佳效率 • 複寫的資料庫 • 透過 VSS 快照備份到磁碟或磁帶 • 離線備份

36. 備份的設計–大信箱需要新方法 • 有CCR/LCR時，使用VSS來備份副本資料庫 • 不會影響到主資料庫 • 一致性檢查在複本上操作 (eseutil) • 建議每天完整備份 • 要了解：2GB/user@2000 user 是4TB資料量 • @175 GB/hr = ~23 hours • 或者每周完整、每日漸增備份 • 勤檢查資料庫的成長情形 • 例如 14 DBs, 2 Full per night, 12 Incremental • 2GB/user@2000 user 大概每天資料量 650 GB • @175 GB/hr = 3.7hrs

37. Agenda • 資料儲存目標 • Exchange儲存的特性 • 不同角色的 I/O 考量 • 儲存的設計 • 備份的指南 • 解決方案指南：驗證與監控

38. 儲存測試的解決指南 • 請確實瞭解企業的需求(怎樣的量化數字？) • 以實際環境的伺服器數量情形來測試 • 以大的資料庫環境來測試 • 決定符合容量的儲存需求情形並決定最大容量情形

39. 決定你的 IOPS • IOPS 是 SG 的資料庫 I/O 量除以 SG 中的使用者數量 • 請參考Exchange 2003儲存最佳化的技術文件 • http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/guides/StoragePerformance • 以 Exchange 2003 為基準，然後套用 Exchange 2007 的變數 • ~70% IOPS 的減少量 • 可透過增加的資料庫暫存來取得大幅減少的資料讀取 I/O(意指增加記憶體量)

40. Exchange的儲存測試 • Jetstress – 模擬 Exchange 的I/O特性，可協助正確模擬 I/O • 以24小時燒機來測試儲存的可靠性 • 驗證儲存解決方案是否符合效能的需求 • 新的工具來進行模擬測試 • http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/2007/downloads/tools.mspx

41. Jetstress Jetstress的圖形化介面 • 使用來測試系統容量是否在可接受的程度 • 透過報告來進行微調 • 模擬 Exchange disk I/O • 測試磁碟子系統 • 測試Exchange Mailbox Profile的情形 • 效能測試預設兩小時來確認效能 • 可透過24hr壓力測試儲存的可靠度

42. 監控 Exchange 的資料儲存 • 獲取可能造成系統毀損的硬體失敗或警告狀態訊息 • 獲取可能造成使用者問題的儲存效能問題 • 儲存容量的計畫可能不足，I/O可能因各種情形而有改變(例如使用者的變動或其他應用程式的安裝) • I/O 的變動瞬息萬變

43. 監控儲存控制卡 • 盡早了解可能的效能問題 • 與 MOM 整合：有些儲存設備商有提供 MOM management pack • 如無法與 MOM 整合，可能可以透過 SNMP 介面 • 不同的儲存方案通常有特定的監控方式 • General metrics: • Disk/Spindle % utilization • Read cache hit ratio • Write pending requests • Storage processor % utilization

44. 監控工具 • 效能監視器 • 即時、紀錄檔與警示的使用 • MOM -Microsoft Operations Manager • http://www.microsoft.com/mom/default.mspx • Exchange Mgmt Pack for MOM • http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?familyid=EFDEA5C6-6835-47CB-AF4F-43F3A3E30279&displaylang=en • ExBPA- Best Practice Analyzer Tool • ExBPA management pack for MOM 2005. • http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?familyid=DBAB201F-4BEE-4943-AC22-E2DDBD258DF3&displaylang=en • Event Viewer [大小>5mb 並且可依需要覆寫] • Network Monitor • Exchange Optimizing Storage Whitepaper • http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/2003/library/optimizestorage.mspx • ExPTA – Performance Troubleshooting Analyzer效能疑難排解員 • http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=4bdc1d6b-de34-4f1c-aeba-fed1256caf9a&DisplayLang=en

45. 監控 Exchange 主機的儲存狀態 • RPC Average Latency: avg 50ms, max 100ms • Disk latency: avg 20ms, max 40ms Log writes - <10ms Database reads - <20ms Database writes - <20ms Use Advanced Performance Counters Database page faults should be <1

46. 總結 • 在大信箱的使用環境，盡量減少費用與複雜度 • 盡可能減少 I\O 需求 • CCR 提供不須共享儲存的叢集方式 • 全文檢索與信件生命週期(ELC)可以協助大信箱的使用與管理 • Exchange 2007 的儲存解決與以前不同 • 不過驗證與監控是一樣的

47. For More Information… • TechNet • www.microsoft.com/taiwan/technet • Exchange Server 2007 • www.microsoft.com/exchange • TechNet 技術論壇 • www.microsoft.com/taiwan/technet/forum • MVP Community社群網站 • www.microsoft.com/taiwan/community • MS Exchange Team Blog • http://msexchangeteam.com/ • Exchange 2007 online Help • http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/E2k7/ZH-TW/Help/ExchHelp/cb24ddb7-0659-4d9d-9057-52843f861ba8.mspx?mfr=true