При выборе технологии хранения следует учитывать следующие основные аспекты: надежность, емкость, производительность, сложность, управляемость и стоимость. Сервер Microsoft Exchange Server 2007 предоставляет большую свободу выбора технологий хранения, включая Serial ATA (SATA), Serial Attached SCSI (SAS), Internet SCSI (iSCSI) и Fibre Channel. В этом разделе описывается использование каждой из этих технологий в Exchange 2007. Кроме того, представлены сведения о достижении избыточности хранилища через использование RAID.

Exchange 2007, в отличие от предыдущих версий Exchange Server, не поддерживает работу с сетевыми хранилищами данных. Единственное сетевое решение по хранению данных, которое поддерживает Exchange 2007, – это iSCSI.

Независимо от выбранного решения, все решения по организации хранилища, используемые в сервере Exchange 2007, должны быть перечислены в каталоге прошедших испытания продуктов Windows Server. Кроме того, все решения с использованием кластера с единым хранилищем должны быть перечислены в категории кластерных решений каталога прошедших испытания продуктов Windows Server, а решения с использованием географически распределенных кластеров с единым хранилищем должны быть целиком перечислены в категории географически распределенных кластерных решений каталога прошедших испытания продуктов Windows Server.

Serial ATA

SATA — это новый последовательный интерфейс для жестких дисков ATA и IDE, обычно использующихся в настольных компьютерах. Обычно диски SATA работают медленнее, чем диски SCSI и Fibre Channel, но бывают больших объемов. При выборе дисков SATA желательно ознакомиться с рекомендациями производителя по поводу вращательных вибраций и тепловой устойчивости. Некоторые диски SATA не предназначены для дисковых массивов, поэтому при их близком размещении могут возникать ошибки на дисках и снижение производительности из-за нагрева и вибрации. Кроме того, следует убедиться, что используемый контроллер является контроллером массива с кэшированием записи, так как это улучшит транзактную пропускную способность в расчете на каждый шпиндель.

Serial Attached SCSI

В хранилище SAS используются высокопроизводительные жесткие диски корпоративного класса. Пропускная способность многих массивов SAS намного превышает как возможности SATA, так и возможности обычных дисков SCSI (до 3 гигабит в секунду) и способна удовлетворить требования соглашения об условиях обслуживания для технического обслуживания или резервного копирования (потоковая производительность). Многие массивы SAS можно с легкостью подключать непосредственно к серверу. Диски SAS меньших размеров обладают меньшей емкостью, но при этом обладают высокой скоростью и являются идеальным решением для развертывания серверов Exchange Server, где необходима большая скорость при небольших почтовых ящиках. Важно соблюдать баланс между скоростью диска и требованиями к вводу-выводу. При соблюдении баланса между емкостью диска и требованиям к вводу-выводу при развертывании больших почтовых ящиков может быть достаточно дисков SAS со скоростью 10 000 об/мин.

Internet SCSI

iSCSI — единственное сетевое хранилище, поддерживаемое сервером Exchange 2007. Хотя при использовании iSCSI сервер подключается к хранилищу по сети Ethernet, важно рассматривать его как подключение хранилища и полностью изолировать сеть хранения iSCSI от остального сетевого трафика. Если доступны такие параметры как управление потоком, качество обслуживания (QoS) и кадры крупных размеров, их использование может повысить производительность. Microsoft iSCSI Initiator 2.0 поддерживает многопутевой ввод-вывод (MPIO). В тестовых лабораториях корпорации Майкрософт была достигнута скорость передачи данных в 250 мегабайт в секунду через три сетевых адаптера. Это свидетельствует о возможности использования iSCSI в качестве транспорта системы хранения в ситуациях, требующих высокой пропускной способности.

При выборе технологии хранения iSCSI очень важно настроить инициатор iSCSI таким образом, чтобы подключенные диски автоматически переподключались после перезапуска сервера. Это осуществляется с помощью настройки инициатора iSCSI на использование постоянного входа и постоянных томов. Если после перезапуска диски iSCSI не сохраняются, Exchange Server теряет к ним доступ.

Настройка устойчивости особенно важна при использовании iSCSI с кластером с непрерывной репликацией и пассивной непрерывной репликацией. Кроме того, при использовании резервной непрерывной репликации или кластера с непрерывной репликацией рекомендуется сделать службу сервера зависимой от службы Microsoft iSCSI Initiator на источнике непрерывной репликации. (В кластере с непрерывной репликацией это необходимо выполнить на обоих узлах, так как во время жизни кластера меняются узлы, назначенные пассивными и активными.) Это обеспечивает наличие дисковых томов и правильное создание общих файловых ресурсов, необходимых для непрерывной репликации.

Также можно использовать средство командной строки iSCSI (iSCSICLI) для настройки целевого объекта входа или панель управления инициатора iSCSI для создания постоянных томов. Кроме того, можно использовать команду iSCSICLI для привязки постоянных томов или панель управления инициатора iSCSI для разрешения службе iSCSI настраивать список постоянных томов.

Дополнительные сведения о средстве iSCSICLI см. в статье Руководство пользователя Microsoft iSCSI Software Initiator (на английском языке). Дополнительные сведения о настройке целей и томов iSCSI для постоянного входа и томов и по настройке службы сервера, при которой она зависит от службы Microsoft iSCSI Initiator, см. в статье 870964 базы знаний Майкрософт Общие папки на устройствах iSCSI могут не создаваться заново при перезапуске компьютера (на английском языке).

Fibre Channel

Технология Fibre Channel — это сетевая технология, в рамках которой в сетях хранения часто используется оптоволоконный кабель. Это высокопроизводительная гигабитная сеть, прекрасно подходящая для консолидации хранилища и управления им. Если используется оптоволоконное хранилище, рекомендуется проконсультироваться с поставщиком относительно оптимальных параметров его настройки. Каждый поставщик дает рекомендации по установке параметров длины очереди, назначения очереди или частоты выполнения.

Выбор RAID-массива

Избыточность хранилища играет важную роль в достижении высокого уровня доступности. Настоятельно рекомендуется использовать хранилище RAID с системой резервного питания для всех серверов Exchange. Существует множество типов RAID, а также множество специальных модификаций известных типов RAID. Однако в средах серверов чаще всего используются RAID-1/0, RAID-5, RAID-6 и RAID-DP.

В таблице ниже приведено сравнение решений RAID-1/0, RAID-5 и RAID-6 по параметрам скорости, использования места на жестком диске и производительности во время перестроек и сбоев.

Сравнение решений RAID

Тип RAID Скорость Использование емкости Производительность при перестройке Производительность при отказе диска Производительность транзакционных операций ввода-вывода

RAID-1/0

Лучший

Плохое

Лучший

Лучший

Лучший

RAID-5

Хорошее

Лучший

Плохое

Плохое

Плохое

RAID-6*

Плохое

Хорошее

Плохое

Плохое

Плохое

Примечание.
* Производительность RAID-6 зависит от структуры диска, контроллера хранилища и настройки хранилища. Детальные сведения о производительности решений RAID-6 следует получать от поставщика хранилища.

RAID-1/0

В типе RAID-1/0 данные расслаиваются (RAID-0) на зеркальных наборах носителей (RAID-1). RAID-0-1 отличается от RAID-1/0 и его не рекомендуется использовать для данных Exchange. Показатели производительности транзакций для RAID-1/0 очень хороши, поскольку любой из дисков зеркального тома может ответить на запрос чтения. Отсутствие необходимости расчета данных четности обеспечивает эффективность обработки операций записи на диск. Каждый диск в зеркальном наборе носителей должен выполнять одни и те же операции записи.

При сбое диска типе RAID-1/0 производительность операций записи не изменяется, поскольку в зеркальном томе все равно имеются диски, которые могут принять операцию записи. Операции чтения умеренно влияют на производительность, поскольку только один физический диск может отвечать на запросы чтения. После замены неисправного диска зеркальный том восстанавливается, и данные необходимо скопировать или перестроить.

RAID-5

RAID-5 использует вычисление данных четности, которые можно использовать вместе с данными исправного диска для воссоздания данных неисправного диска. Для выполнения одной операции записи в типе RAID-5 необходимо выполнить до 4 операций ввода-вывода. Кроме того, при расчете данных четности используются дополнительные ресурсы контроллера или сервера. Показатели производительности транзакций в RAID-5 все равно могут быть достаточно высоки, особенно при использовании контроллера хранилища для вычисления четности.

При отказе диска в RAID-5 его работоспособность снижается, производительность становится ниже, а задержки увеличиваются. Эта ситуация возникает из-за того, что большинство массивов распределяют данные четности равномерно по всем дискам массива, чтобы их можно было собрать с исправными блоками данных и сразу же восстановить данные. Для восстановления данных неисправного диска необходимо выполнять операции чтения и записи для нескольких физических дисков. Поэтому при сбое повышается задержка и снижается производительность RAID-5. После замены неисправного диска контрольные данные и исправные блоки используются для восстановления потерянных данных. Это длительный процесс, который может занять несколько часов или дней. Если произойдет отказ второго диска RAID-5 во время промежуточного восстановления данных или перестройки, массив будет потерян. Из-за этой уязвимости и был создан тип RAID-6.

RAID-6

RAID-6 добавляет дополнительный блок четности и обеспечивает защиту данных, примерно в два раза более надежную, чем RAID-5, но ценой еще более низкой производительности операций записи. По мере роста объема физических дисков и соответствующего увеличения времени перестройки RAID, возникает необходимость в RAID-6 для предотвращения сбоя LUN в случае возникновения неисправимой ошибки во время перестройки или при сбое второго диска в группе массива во время перестройки. Из-за емкости диска, некоторые поставщики поддерживают RAID-6 вместо RAID-5.

Примечание.
Дополнительные сведения об определении RAID-6 Storage Network Industry Association см. в статье Словарные ссылки SNIA (на английском языке). Сведения о веб-узлах сторонних компаний в этом разделе предоставлены для упрощения поиска необходимых технических данных. URL-адреса могут быть изменены без предварительного уведомления.

RAID-DP

RAID-DP является запатентованной реализацией RAID двойной четности для защиты данных, предложенной компанией NetApp. RAID-DP входит в определение RAID-6, данное организацией Storage Network Industry Association. RAID-DP также является товарным знаком компании NetApp.

В отличие от обычного RAID-6, в RAID-DP используются два выделенных диска четности в группе RAID для обеспечения диагональной четности. RAID-DP также схож с RAID-6 в плане показателей надежности и способности переносить сбои любого из двух дисков. Однако сбой третьего диска приведет к потере данных. Тогда как RAID-6 имеет сниженную производительность операций ввода-вывода из-за введения дополнительного блока четности, RAID-DP оптимизирован на основе сокращения операций чтения благодаря тому, что контроллер NetApp обрабатывает операции записи четности. В отличие от большинства стандартных контроллеров хранилищ, записывающих изменения в исходное местоположение, контроллер NetApp всегда записывает данные в новые блоки, при этом случайная запись представляется последовательной. Для обеспечения оптимального уровня производительности при внедрении Exchange важно следовать рекомендациям NetApp относительно размера массива.

Примечание.
Дополнительные сведения о RAID-DP см. в статьях: «RAID-DP: Реализация компанией Network Appliance RAID двойной четности для защиты данных" по адресу http://www.netapp.com/library/tr/3298.pdf (на английском языке) и "Использование NETAPP RAID-DP в хранилищах Exchange Server 2007" по адресу http://www.netapp.com/library/tr/3574.pdf (на английском языке). Можно также связаться для получения сведений напрямую с NetApp. Сведения о веб-узлах сторонних компаний в этом разделе предоставлены для упрощения поиска необходимых технических данных. URL-адреса могут быть изменены без предварительного уведомления.

Выбор типа массива RAID

Выбора типа RAID — это достижение баланса между характеристиками емкости, ввода-вывода при транзакциях и производительности при отказе или перестройке. Например, размер почтового ящика оказывает значительное влияние на емкость, а использование дисков с меньшими физическими размерами влияет на производительность. Выбор типа RAID также зависит используемого контроллера и данных, которые нужно хранить. Журналы транзакций являются наиболее важными данным. Кроме того, на производительность сервера значительно влияет задержка записи. При использовании независимого от RAID контроллера журналы транзакций следует размещать на массивах RAID-1 или RAID-1/0 с кэшем записи с источником резервного питания. Дополнительные сведения о важности организации для журналов транзакций хранилища с высоким быстродействием и низкой задержкой см. в статье Оптимизация хранилища для сервера Exchange Server 2003 (на английском языке). Также при использовании независимого от RAID контроллера хранилища конфигурация RAID-1/0 идеально подходит для баз данных и отлично работает с дисками большой емкости.

На сервере Exchange Server 2003 RAID-5 обеспечивал наибольшую емкость, хотя его более низкая производительность редко позволяла использовать дополнительное пространство. В результате во многих развертываниях с сервером Exchange 2003 нужно было использовать дополнительные физические диски для удовлетворения требований к производительности транзакций с помощью RAID-5, а не с помощью RAID-1/0.

В сервере Exchange 2007 увеличение доли операций записи в базу данных по отношению к другим операциям ввода-вывода с базой данных приводит к тому, что LUN в RAID-5 работают хуже, чем в сервере Exchange 2003. Однако, если выполнять рекомендации по снижению количества транзактных операций ввода-вывода, RAID-5 может быть хорошим решением. RAID-5 полезен при использовании высокоскоростных дисков небольшой емкости. В решениях с большим почтовым ящиком RAID-5 может обеспечить более высокую производительность транзакций, чем необходимо, и позволяет удовлетворить требования к емкости с использованием меньшего количества физических дисков, чем в случае с RAID-1/0.

Производительность при перестройке существенно влияет на пропускную способность хранилища как для RAID-5, так и для RAID-6. В зависимости от массива и конфигурации хранилища это воздействие может снижать пропускную способность хранилища на половину. Планирование перестроек на нерабочие часы может снизить падение производительности, но при этом может пострадать надежность. В среде кластера с непрерывной репликацией можно предотвратить влияющее на пользователей снижение пропускной способности посредством перемещения сервера почтовых ящиков на пассивный узел, что, в свою очередь, делает этот узел активным. Если ни один из приведенных выше вариантов невозможен, следует при проектировании архитектуры предусмотреть возможность дополнительной пропускной способности для операций ввода-вывода, соответствующей условиям перестройки RAID-5 и RAID-6 в течение рабочего времени. Эта дополнительная пропускная способность для операций ввода-вывода может в два раза превышать требования к операциям ввода-вывода в исправном состоянии.