Транзакционные операции ввода-вывода обычно определяются как операции ввода-вывода, генерируемые действиями пользователей. К таким действиям пользователей можно отнести получение, отправку и удаление элементов, синхронизацию клиента Windows Mobile или вход в систему с помощью приложения Microsoft Office Outlook Web App.

Транзакционные операции ввода-вывода являются важной частью процесса конструирования хранилища Exchange 2010, так как задержка ввода-вывода (время выполнения операции ввода-вывода) может напрямую влиять на работу пользователя с интернет-клиентами, такими как Microsoft Outlook в оперативном режиме и Outlook Web App. Большая задержка ввода-вывода также может влиять на режим кэширования Exchange в приложении Outlook, когда он используется для таких задач, как делегирование доступа и настройка правил. Большая задержка ввода-вывода может вызывать задержки доставки электронной почты во всех клиентах. Транзакционные операции ввода-вывода можно разделить на операции ввода-вывода для тома базы данных и операции ввода-вывода для тома журнала.

Требования к транзакционным операциям ввода-вывода в системе Exchange 2010 сократились по сравнению с версией Exchange Server 2007. Не все операции ввода-вывода, выполняемые в томах базы данных почтовых ящиков и журнала, считаются транзакционными. Дополнительные сведения см. в разделе Общие сведения о хранилище Exchange 2010.

#RTT

Использование 64-разрядной операционной системы Windows Server с 64-разрядной версией сервера Exchange 2010 значительно увеличивает виртуальное адресное пространство и позволяет серверу Exchange увеличить кэш базы данных, уменьшить количество операций ввода-вывода для чтения базы данных, а также разместить на одном сервере до 100 баз данных.

Снижение количества операций чтения базы данных зависит от объема кэша базы данных, доступного серверу, и профиля сообщений пользователей. Дополнительные сведения о памяти и базах данных см. в разделе Общие сведения о кэше базы данных почтовых ящиков. При соблюдении рекомендаций, приведенных в этом разделе, можно добиться снижения количества транзакционных операций ввода-вывода на 90% по сравнению с сервером Exchange Server 2003. Объем кэша базы данных на одного пользователя является основным фактором реального снижения количества операций ввода-вывода.

В следующей таблице показано увеличение реального объема кэша базы данных на один почтовый ящик при сравнении стандартного значения 900 мегабайт (МБ) на сервере Exchange 2003 со значением 6 МБ на сервере Exchange 2010 из расчета, что на одного пользователя в день обрабатывается 100 сообщений. В версии Exchange 2010 это дополнительный кэш базы данных, обеспечивающий большее количество операций чтения из кэша, благодаря чему снижается количество операций чтения базы данных на уровне диска.

Размеры кэша базы данных с учетом количества почтовых ящиков

Определение профиля количества операций ввода-вывода в секунду для почтовых ящиков в Exchange 2010

Операции ввода-вывода для тома базы данных — это операции ввода-вывода, связанные с операциями чтения и записи в файл базы данных (EDB), операциями чтения и записи при индексации содержимого, а также операциями чтения и записи метаданных NTFS.

В системе Exchange 2003 отношение количества операций чтения к количеству операций записи обычно составляло 2:1 (66% приходилось на долю операций чтения). В системе Exchange 2010 кэш базы данных большего объема уменьшает количество операций чтения данных из базы данных на диске, что приводит к снижению доли операций чтения от общего количества операций ввода-вывода.

Если следовать рекомендациям по объему памяти, можно ожидать следующее соотношение операций ввода-вывода для активных копий базы данных. Дополнительные сведения о рекомендациях по объему памяти см. в разделе Общие сведения о конфигурациях памяти и производительности Exchange. В эти значения включены все операции ввода-вывода для тома базы данных (относящиеся к базе данных, индексации содержимого и метаданным NTFS); сюда не включены операции ввода-вывода для тома журнала.

Соотношение операций чтения и записи для базы данных почтовых ящиков

Например, если на серверах почтовых ящиков группы обеспечения доступности баз данных (DAG), обслуживающей три копии базы данных, развернуто 24 000 почтовых ящиков, для каждой базы данных соотношение количества операций чтения и записи будет составлять 3:2. Другими словами, 60% всех операций ввода-вывода логического номера устройства (LUN), размещающего базу данных, приходится на операции чтения.

Большее количество операций записи создает некоторые сложности при выборе типа массива RAID, характеризуемого значительным затратам на операции записи, например RAID5 или RAID6. Дополнительные сведения о том, как выбрать подходящее решение RAID для серверов, см. в разделе Общие сведения о конфигурации хранения.

В системе Exchange 2010 для расчета количества операций ввода-вывода в секунду для одного сервера почтовых ящиков требуется выполнение большего количества шагов, чем в предыдущих версиях Exchange, по следующим причинам.

• Теперь базы данных и журналы можно объединить на одном томе.
  
  
• Активные и пассивные копии базы данных можно размещать на одном сервере.
  
  
• Можно добавлять фоновые задачи для последовательного ввода-вывода (например, фоновое обслуживание базы данных).
  
  

Сами по себе операции последовательного ввода-вывода не влияют на расчет количества операций ввода-вывода в секунду для одного сервера почтовых ящиков, так как подсистемы хранения могут обрабатывать операции последовательного ввода-вывода намного эффективнее, чем операции случайного ввода-вывода. К таким операциям относятся фоновое обслуживание базы данных, транзакционные операции ввода-вывода для журнала и операции ввода-вывода для репликации журнала.

Формула расчета количества операций ввода-вывода в секунду для одного сервера почтовых ящиков зависит от конструкции хранилища.

• Файлы базы данных и журналов хранятся на одном томе.
  
  
• Файлы базы данных и журнала транзакций хранятся на различных томах диска.
  
  

Тем не менее, в обоих случаях необходимо использовать системный монитор (perfmon.exe) для измерения двухчасового периода максимальной нагрузки (с 5-секундным интервалом). Это время суток, когда система испытывает наибольшую нагрузку в результате действий клиентов (например, с 10 до 00 часов). В это время нагрузка часто превышает среднюю 10-часовую нагрузку в два раза (соотношение пиковой и средней нагрузки = 2:1).

Количество операций ввода-вывода в секунду для одного сервера почтовых ящиков: файлы базы данных и журналов хранятся на одном томе

Количество операций ввода-вывода в секунду для одного почтового ящика: выделенный том с файлами базы данных

При использовании предыдущей версии сервера Exchange и расчете базового количества операций ввода-вывода в секунду необходимо иметь в виду, что сервер Exchange 2010 влияет на этот показатель следующим образом.

• Количество пользователей на сервере влияет на общий кэш базы данных для одного пользователя.
  
  
• Объем ОЗУ влияет на возможность роста кэша базы данных. Кэш большего размера обеспечивает большее количество операций чтения из кэша, что уменьшает количество операций ввода-вывода для чтения из базы данных.
  
  

Смысл в том, что знание количества операций ввода-вывода в секунду для одного сервера не дает возможности планирования для компании в целом, так как объем ОЗУ, количество пользователей и баз данных будут различаться от сервера к серверу. После получения количества операций ввода-вывода в секунду обязательно прибавьте 20% на накладные расходы ввода-вывода, чтобы обеспечить некоторый запас. Без этого пользователи могут испытывать неудобства при работе из-за сниженной производительности.

В отличие от клиентов, работающих в режиме кэширования Exchange, все операции, выполняемые клиентами в оперативном режиме, выполняются с базой данных. В результате изменения схемы хранилища и расширенного обработчика хранилищ (ESE) клиенты Outlook в оперативном режиме могут теперь создавать такой же профиль ввода-вывода, как и клиенты Outlook в кэшированном режиме Exchange.

В том, что касается возможностей поиска в почтовом ящике, конечные пользователи имеют два варианта действий.

• Использовать встроенный индекс содержимого, доступный на сервере почтовых ящиков.
  
  
• Установить клиент модуля панели поиска и создавать локальный индекс данных почтового ящика для выполнения локального поиска.
  
  

Конечные пользователи, работающие с клиентом модуля панели поиска в Outlook в оперативном режиме, могут вызвать дополнительные операции чтения в базе данных. В настоящее время единственной панелью поиска, которая не требует дополнительных операций чтения, является панель поиска Windows 4.0. В панели поиска Windows 4.0 используются протоколы синхронизации, подобные протоколам синхронизации Outlook в режиме кэширования Exchange, которые индексируют содержимое почтовых ящиков.

Поэтому для развертывания клиентов Outlook в оперативном режиме с модулями панели поиска, отличными от панели поиска Windows 4.0, необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

• Клиенты с почтовым ящиком размером 256 МБ, работающие в оперативном режиме, увеличивают количество операций чтения базы данных в 1,5 раза по сравнению с клиентами, работающими в режиме кэширования Exchange. Для почтовых ящиков размером менее 256 МБ влияние незначительно.
  
  
• При удвоении размера почтового ящика количество операций чтения базы данных также удваивается (при условии сохранения равномерного распределения элементов по ключевым папкам).
  
  

В результате анализа этих данных можно дать две следующие рекомендации.

• Следует по возможности развертывать клиенты, работающие в режиме кэширования Exchange. Дополнительные сведения см. в подразделе «Количество элементов в папке» этого раздела. В противном случае замените модуль панели поиска на панель поиска Windows 4.0.
  
  
• Учитывайте требования к количеству операций ввода-вывода при конструировании хранилища базы данных.
  
  

Сведения о дополнительных факторах, влияющих на скорость операций ввода-вывода, например о сторонних клиентах, см. в статье Оптимизация хранилища для сервера Exchange Server 2003 (на английском языке).

Операции ввода-вывода для тома журнала — это операции ввода-вывода, связанные с операциями чтения и записи в журнал базы данных и операциями чтения и записи метаданных NTFS. Операции ввода-вывода для тома журнала носят последовательный характер и при использовании контроллера массива с кэшированием записи и резервным питанием от батареи превышение операций ввода-вывода для тома журнала является минимальным и не оказывает большого влияния на размер хранилища Exchange.

С учетом снижения количества операций чтения базы данных в системе Exchange 2010 в сочетании с меньшим размером файла журнала и возможностью использовать больше баз данных, количество операций записи из журнала в базу данных составляет 40% для автономных баз данных и 50% для баз данных, входящих в группу обеспечения устойчивости почтового ящика. Например, если база данных, входящая в группу обеспечения устойчивости почтового ящика, использует 12 операций записи, номер логического устройства журнала будет использовать приблизительно 6 операций записи.

На серверах почтовых ящиков, размещающих базы данных, входящие в группу обеспечения устойчивости почтового ящика, существует превышение количества операций, связанное с использованием непрерывной репликации. Закрытые журналы транзакций должны быть прочитаны и отправлены в копии целевой базы данных. Это превышение составляет 10% операций чтения журнала для каждой активной копии базы данных, размещенной на сервере почтовых ящиков. Например, если на сервере почтовых ящиков размещено 10 активных копий базы данных и каждым потоком журналов транзакции создается 6 операций записи, можно ожидать 0,6 дополнительных операций записи для каждой из 10 активных копий базы данных (или всего 6 операций чтения).

После измерения или расчета количества операций ввода-вывода журнала транзакций необходимо прибавить 20% на превышение операций ввода-вывода, чтобы иметь адекватный запас на периоды более интенсивного использования.

Одним из способов снизить количество операций ввода-вывода для сервера является использование Outlook в режиме кэширования Exchange. Первоначальная синхронизация почтового ящика представляет собой операцию, интенсивно использующую диск, но по мере роста почтового ящика нагрузка на дисковую подсистему переносится с сервера Exchange на клиент Outlook. При использовании режима кэширования Exchange наличие большого количества элементов в папке «Входящие» или поиск в почтовом ящике, выполняемый пользователем, практически не будут влиять на работу сервера. Это также значит, что пользователям с большими почтовыми ящиками в режиме кэширования Exchange могут потребоваться более быстрые компьютеры, чем пользователям с небольшими почтовыми ящиками (в зависимости от приемлемой для каждого пользователя производительности).

При развертывании клиентских компьютеров с приложением Outlook 2007 в режиме кэширования Exchange рекомендуется учитывать следующие рекомендации в отношении размеров файлов OST и почтовых ящиков.

• До 5 гигабайт (ГБ)   Этот размер должен обеспечить хорошее взаимодействие с пользователем на большей части оборудования.
  
  
• От 5 ГБ до 10 ГБ   Обычно этот размер зависит от оборудования. Поэтому при наличии быстрого жесткого диска и большого объема ОЗУ будет обеспечиваться лучшее взаимодействие. Однако медленные жесткие диски (например, диски, которые обычно устанавливаются на ноутбуки, или твердотельные накопители первых поколений) создают задержки в работе приложений из-за замедленной реакции.
  
  
• Более 10 ГБ   Это размер, при котором на большей части оборудования начинают возникать небольшие задержки.
  
  
• Очень большой, 25 ГБ и больше   Этот размер повышает частоту коротких пауз, особенно при загрузке новых сообщений электронной почты. Для синхронизации почты вручную также можно использовать группы отправки и получения.
  
  

В этом руководстве предполагается, что установлено накопительное обновление для Outlook 2007 с пакетом обновления 1 (SP1) или более поздней версии, как описано в статье 961752 базы знаний Майкрософт Описание пакета исправлений для Outlook 2007 (Outlook.msp): 24 февраля 2009.

При возникновении проблем с производительностью в случае использования приложения Outlook 2007 в режиме кэширования Exchange см. статью 940226 базы знаний Устранение проблем с производительностью в приложении Outlook 2007. Дополнительные сведения о доступных усовершенствованиях см. в статье 968009 базы знаний Усовершенствования приложения Outlook 2007 в накопительном пакете обновлений февраля 2009 г.

Как Outlook Web App, так и Outlook в оперативном режиме хранят индексы и выполняют поиск по копии данных сервера. Для почтовых ящиков среднего размера это приводит к удвоению количества операций ввода-вывода в секунду для каждого почтового ящика, сравнимого с размером клиента в режиме кэширования Exchange. Количество операций ввода-вывода в секунду для больших почтовых ящиков будет еще больше. При первой сортировке представления новым способом создается индекс, для чего используется большое количество операций чтения номера логического устройства базы данных. Последующие сортировки по активному индексу почти не требуют ресурсов.

Сложности возникают, когда пользователь превышает количество индексов, которое может храниться на сервере Exchange (для сервера Exchange 2010 это значение равно 11). При выполнении новой сортировки и создании двенадцатого индекса выполняются дополнительные дисковые операции ввода-вывода. Так как индекс не сохраняется, дополнительные дисковые операции ввода-вывода выполняются при каждой сортировке. Поскольку в таком сценарии выполняется большое количество операций ввода-вывода, рекомендуется хранить не более 100 000 элементов в основных папках, таких как «Входящие» и «Отправленные». Создание большего количества папок верхнего уровня или подпапок в папках «Входящие» и «Отправленные» значительно снижает затраты, связанные с созданием индекса, если количество элементов в одной папке не превышает 100 000.

В системе Exchange 2010 сообщения индексируются по мере их получения, что не приводит к значительному превышению количества операций ввода-вывода для диска базы данных (потому что сообщение по-прежнему находится в кэше базы данных при его извлечении для индексации). Тем не менее, операции записи связаны с обновлением хранилища каталога поиска. Благодаря общему уменьшению количества операций ввода-вывода для базы данных в Exchange 2010 количество операций ввода-вывода для каталога поиска составляет 10–15 процентов от количества операций для файлов базы данных (в зависимости от профиля). Операции чтения в каталоге поиска выполняются при отправке клиентами запросов на поиск, которые в редких случаях могут не соответствовать архитектуре хранилища Exchange 2010.

#RTT

Операции ввода-вывода при фоновом обслуживании базы данных — это последовательные операции ввода-вывода в файле базы данных, связанные с проверкой контрольных сумм активных и пассивных копий базы данных. Фоновое обслуживание базы данных имеет следующие характеристики.

• Для активных баз данных оно может выполняться в режиме 24 ? 7 или в период обслуживания. Фоновое обслуживание базы данных (контрольная сумма) выполняется для пассивных копий базы данных в режиме 24 ? 7. Дополнительные сведения см. в подразделе «Проверка базы данных в оперативном режиме» раздела Новые возможности ядра хранилища Exchange.
  
  
• Скорость операций чтения для каждой проверяемой базы данных (активных и пассивных копий) составляет приблизительно 5 МБ в секунду. Операции ввода-вывода являются 100-процентно последовательными, поэтому подсистема хранения может эффективно обрабатывать операции ввода-вывода.
  
  
• Проверка базы данных прекращается, если проверка контрольных сумм завершается менее чем за 24 часа.
  
  
• Если проверка не завершается в течение трех дней (не настраивается), отображается предупреждение.
  
  

Управление записями сообщений (MRM) — это технология управления записями в Exchange 2010, которая позволяет организациям снизить юридические риски, связанные с электронной почтой. Эта технология упрощает хранение сообщений, необходимых для выполнения требований политики компании, правительственных постановлений или юридических норм, а также удаление содержимого, не имеющего юридического или коммерческого значения.

Для этих действий можно использовать политики хранения или управляемые папки. Помощник для управляемых папок — это помощник по обслуживанию почтовых ящиков Microsoft Exchange, применяющий параметры хранения сообщений, которые настроены в политиках хранения или в политиках почтовых ящиков управляемых папок. Требуемые помощнику операции ввода-вывода на диске зависят от количества обрабатываемых элементов почтовых ящиков. Рекомендуется не запускать помощник одновременно с резервным копированием или оперативным обслуживанием. Дополнительные сведения см. в разделе Расписание работы помощника по работе с управляемыми папками.

С помощью средств управления Exchange можно настроить расписание обслуживания базы данных или установить для него режим 24 ? 7. Оперативная дефрагментация в системе Exchange 2010 больше не поддерживается, как это было в предыдущих версиях Exchange. Оперативная дефрагментация выполняется непрерывно во время операций чтения из базы данных и записи в нее. Дополнительные сведения см. в подразделе «Проверка базы данных в оперативном режиме» раздела Новые возможности ядра хранилища Exchange.

#RTT