В Microsoft Exchange Server 2007 имеются следующие роли серверов: транспортные серверы-концентраторы и пограничные транспортные серверы (совместно называемые транспортными серверами), серверы клиентского доступа, серверы единой системы обмена сообщениями и серверы почтовых ящиков. Каждая роль сервера предъявляет свои требования к хранилищу, к резервному копированию и восстановлению, отчасти по причине выполнения каждой их них различных функций:

Транспортные серверы-концентраторы и пограничные транспортные серверы доставляют:
- почту в организацию и из нее;
- почту на серверы почтовых ящиков и из них;
- сообщения голосовой почты, отправленные серверами единой системы обмена сообщениями.
Серверы клиентского доступа являются серверами клиентского протокола для Exchange, предоставляя Microsoft Outlook Web Access, Exchange ActiveSync, мобильный Outlook и другие протоколы Интернета.
Серверы единой системы обмена сообщениями обеспечивают голосовой доступ Outlook, а также поддержку входящих факсов.
Серверы почтовых ящиков, сердце Exchange Server — это место хранения почтовых ящиков пользователей и общих папок.
Кластеризация почтовых ящиков, или кластер с единым хранилищем, использует службу кластера в активной или пассивной конфигурации с общим диском.
Непрерывная репликация доставляет файлы журнала в место альтернативного расположения, которое может находиться на автономном сервере, использующем локальную непрерывную репликацию, или на удаленном сервере, использующем резервную непрерывную репликацию.

Роль сервера почтовых ящиков

Роль сервера почтовых ящиков Exchange 2007 — это основная роль сервера, на которую опираются все остальные роли сервера. После определения профиля почтового ящика, включая интенсивность пользовательского ввода-вывода и емкость, можно начать планирование развертывания. Количество пользователей, размещаемых на сервере Exchange, обычно зависит от баланса между предотвращением аппаратных узких мест и от предоставления возможности резервного копирования и восстановления данных в рамках существующего соглашения об уровне обслуживания (SLA).

Существует три требования к хранилищу, которые должны быть сбалансированы для выполнения успешного развертывания Exchange 2007. Первое — это транзакционная операция ввода-вывода, или производительность, измеренная как задержка каждой операции ввода-вывода, обеспечиваемая хранилищем. Вторым требованием является производительность резервного копирования/восстановления, по-другому – скорость обмена данными с носителем резервной копии. Третье требование — это емкость, или гарантия наличия достаточного пространства в выбранной конфигурации RAID-массива для рабочих номеров LUN, а также на целевом носителе резервной копии.

Дополнительные сведения об изменении размера требований дисковых операций ввода/вывода, с помощью профилирования почтовых ящиков приведены в разделе Проектирование хранилища для сервера почтовых ящиков. Например, может потребоваться разметить 3 000 пользователей на сервере с профилем 0,4 операции ввода-вывода в секунду (IOPS), включающем почтовые ящики размером 2 ГБ. Требование к производительности составит 1 200 IOPS. В данном случае необходимо обеспечить возможность проводить резервное копирование и восстановление 6 терабайтов данных. Если SLA для резервного копирования составляет 4 часа, понадобится выполнять резервное копирование 1,5 терабайтов данных в час, или 417 мегабайтов (МБ) в секунду. Если решение для резервного копирования позволяет выполнять резервное копирование только 300 МБ в секунду, тогда размер почтового ящика, или число пользователей, понадобится сократить на 28 процентов.

В Exchange 2000 Server, в соответствии с рекомендацией, обусловленной ограничениями по виртуальной памяти, в каждой группе хранения требовалось размещать пять баз данных и только потом создавать новую группу хранения. В Exchange Server 2003 эти ограничения заметно снижены, и рекомендация заключается в добавлении дополнительной группы хранения для каждой новой базы данных до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное число групп хранения. В Exchange 2007 дисковое пространство ввода/вывода уменьшается благодаря улучшениям в модуле расширяемого хранилища (ESE – Extensible Storage Engine) и в ядре баз данных, используемом Exchange Server.

Базовые улучшения в модуле расширяемого хранилища

Exchange 2007 уменьшает суммарное дисковое пространство ввода-вывода для Exchange Server благодаря нескольким ключевым изменениям в механизме расширяемого хранилища (ESE):

64-разрядная операционная система и 64-разрядное приложение Exchange Server обеспечивают намного больший кэш базы данных, который вырос с 900 МБ до десятков гигабайтов (потенциально, зависит от общего объема системной памяти).
Операции чтения базы данных также получают преимущества от многочисленных новых оптимизаций кэша. Укрупнение блоков ввода/вывода с 64 КБ до 1 МБ позволяет уменьшить дисковый ввод/вывод, увеличивая возможность чтения и записи блоков большего размера.
Файл потоковой базы данных отсутствует, а устанавливаемая файловая система (IFS) удалена.

У Exchange 2007, являющегося 64-разрядным приложением, в отличие от его 32-разрядных предшественников отсутствуют ограничения на виртуальную память. Серверы почтовых ящиков Exchange 2007 поддерживают до 50 баз данных и до 50 групп хранения, и в каждой группе хранения можно разместить до 5 баз данных. Но на каждом сервере почтовых ящиков Exchange 2007 можно разместить не более 50 баз данных.

Каждая группа хранения создает свой собственный отдельный журнал транзакций и является основной единицей резервного копирования и восстановления. При отсутствии ограничений по кэшу максимальное количество данных, которые ESE может записать в журнал транзакций, прежде чем эти данные будут записаны в базу данных, является кэшем, который называется глубиной контрольной точки. В случае использования одной базы данных вся глубина контрольной точки, имеющаяся в данной группе хранения, будет выделена этой базе данных, тем самым увеличивается вероятность того, что в кэше будут выполняться несколько обновлений страницы базы данных. При этом в базу данных записывается только последнее обновление, а ввод/вывод, следовательно, уменьшается.

Компоненты данных почтовых ящиков Exchange

В следующей таблице описаны действия роли сервера почтовых ящиков и влияние каждого из действий на дисковые операции ввода-вывода.

Действия роли сервера почтовых ящиков в Exchange 2007

Действие	Влияние действия на дисковый ввод-вывод
База данных ESE (файл EDB)	Сервер почтовых ящиков хранит всю почту в базе данных ESE. База данных ESE является базой данных с произвольным доступом и использует страницы размером 8 КБ, хотя объединение ввода/вывода может привести к операциям ввода/вывода большего объема. Для надежности и в некоторых случаях по соображениям производительности базу данных следует размещать на дисках, не содержащих журналов транзакций.
Файлы журналов транзакций (файлы LOG)	Все изменения, выполняемые в базе данных, сначала фиксируются в журнале транзакций, представляющем собой последовательную запись на диск. Размер записей может меняться от 512 Б до размера буфера журнала.
Индексирование содержимого	Индексация содержимого — это произвольная нагрузка, которая должна быть размещена на том же номере LUN, что и база данных. Ее размер обычно равен 5 процентам от размера базы данных. Так как индексация содержимого выполняется в фоновом режиме, индексируя сообщения по мере их поступления, влияние на дисковый ввод/вывод является минимальным.
Страницы	Если процесс запрашивает страницу в памяти и система не может найти страницу в запрошенном месте, возникает ошибка страницы. Если страница находится в другом месте памяти, ошибка является программной ошибкой страницы. Если страница должна извлекаться с диска, ошибка является аппаратной ошибкой страницы. Большинство процессоров могут без последствий обрабатывать большое количество программных ошибок страницы. Но аппаратные ошибки страницы могут привести к значительным задержкам. Постоянные высокие частоты загрузки страниц с диска свидетельствуют о нехватке памяти.
Преобразование содержимого	Встроенный метод хранения данных в Exchange предполагает использование сообщений MAPI, упакованных в формате Transport Neutral Encapsulating Format (TNEF). Это позволяет передавать сообщения MAPI по протоколу SMTP клиентам MAPI, таким как Microsoft Outlook. Другим клиентам (не MAPI) необходимы сообщения в формате MIME. При использовании этого формата Exchange преобразует содержимое TNEF/MAPI в формат MIME. Основное преобразование содержимого выполняется на серверах клиентского доступа и транспортных серверах-концентраторах. Однако работающие с протоколом WebDAV приложения более старых версий, такие как Microsoft Entourage, обращаются к серверу почтовых ящиков напрямую. В этом случае преобразование содержимого выполняется на сервере почтовых ящиков Exchange 2007. Когда клиент WebDAV более старой версии запрашивает данные, которые должны быть преобразованы на сервере клиентского доступа, эти данные извлекаются с сервера почтовых ящиков Exchange 2007 из виртуального каталога /Exchahge (некоторые средства обращаются для получения данных к виртуальному каталогу /ExAdmin). Данные преобразуются в каталоге Tmp на сервере почтовых ящиков и отправляются на сервер клиентского доступа. Каталог Tmp в основном используется после переноса пользователей клиентов, не являющихся клиентами MAPI, на новый сервер. Это связано с тем, что значительное число операций по преобразованию содержимого выполняется при первом подключении пользователей к своим почтовым ящикам. Для повышения производительности каталог Tmp не должен размещаться на том же LUN, что и файл подкачки и операционная система.
Обслуживание базы данных	Хранилище данных Exchange 2007 требует выполнения для каждой базы данных периодического оперативного обслуживания. Двумя задачами, влияющими на дисковый ввод-вывод, являются окончательное удаление сообщений и почтовых ящиков, которые старше, чем настроенная политика сохранения, и оперативная дефрагментация базы данных. Поскольку при выполнении резервного копирования базы данных оперативная дефрагментация этой базы останавливается, необходимо позаботиться о том, чтобы лимиты времени (окна), отведенные для выполнения резервного копирования и обслуживания данных, не перекрывались друг с другом.
Резервное копирование и восстановление	Процесс резервного копирования данных требует чтения данных из томов базы данных и файлов журналов транзакций. Этот дополнительный ввод/вывод может повлиять на время отклика пользователя, поэтому следует избегать выполнения резервного копирования в рабочее время. Процесс программного восстановления требует, чтобы ESE преобразовал все файлы журналов транзакций. Это приводит к тому, что профиль ввода/вывода становится последовательным потоком чтения. В результате производительность восстановления повышается, если файлы журналов транзакций находятся на диске с быстрым последовательным доступом. Чтобы избежать этого, можно воспользоваться непрерывной репликацией, что позволяет перегрузить резервное копирование с помощью службы теневого копирования томов (VSS) с активной копии базы данных на пассивную.
Обнуление удаленных страниц базы данных	При настройке сервера почтовых ящиков на обнуление удаленных страниц базы данных при каждом удалении элемента из базы данных удаляется несколько страниц. Exchange затем перезаписывает удаленные страницы нулями. В окончательной первоначальной версии Microsoft Exchange Server 2007 эта функция работает только в ходе потокового оперативного резервного копирования и повышает интенсивность ввода-вывода на физическом диске в ходе резервного копирования. В Exchange Server 2007 с пакетом обновления 1 (SP1) эта функция может быть включена во время периода оперативного обслуживания.

Есть и другие действия, помимо доступа к файлам базы данных, которые приводят к активному выполнению дисковых операций ввода-вывода. Эти действия и их влияние на дисковые операции ввода-вывода перечислены в приведенной ниже таблице.

Дополнительные действия, влияющие на дисковый ввод-вывод

Действие

Влияние действия на дисковый ввод-вывод

Добавление элементов в папку

По мере увеличения числа элементов в основных папках почтовых ящиков увеличивается и нагрузка на физический диск при выполнении некоторых действий пользователями в оперативном режиме Outlook. Индексирование и поиски выполняются на компьютере клиента при использовании Outlook в режиме кэширования Exchange. При первой сортировке папки "Входящие" по размеру требуется создание нового индекса, которое потребует активного дискового ввода-вывода. Последующие сортировки папки "Входящие" по размеру не вызовут серьезных затрат. Максимальное число возможных индексов статично, так что пользователи, которые часто сортируют свои папки разными способами, могут превзойти этот предел и вызвать дополнительный дисковый ввод-вывод.

BlackBerry

В предыдущих версиях Exchange пользователи, использовавшие устройства BlackBerry для доступа к почтовым ящикам, накладывали дополнительные требования на сервер. Многие клиенты сталкивались с увеличением активности по дисковому вводу-выводу базы данных в два-четыре раза. Дополнительные сведения о воздействии устройств BlackBerry на производительность приведены в техническом документе BlackBerry Enterprise Software v4.0 для Microsoft Exchange от компании Research in Motion. Дополнительные сведения об эффекте, оказываемом устройствами BlackBerry на Exchange 2007, можно получить, связавшись с компанией Research in Motion.

Примечание.
Сведения о веб-узлах сторонних компаний в этом разделе предоставлены для упрощения поиска необходимых технических данных. URL-адреса могут быть изменены без предварительного уведомления.

общие папки;

Если общие папки находятся на сервере, это повышает нагрузку по вводу-выводу. Однако если на сервере не существует реплик содержимого папок, ввод-вывод, создаваемый наличием базы данных общих папок, не существенен по сравнению со вводом-выводом, создаваемым доступом пользователей к почтовым ящикам.

Резервное копирование

Резервное копирование почтовых ящиков требует тщательного планирования. Следующие пункты содержат ряд соображений относительно резервного копирования VSS и потокового оперативного резервного копирования. В каждом решении существуют компромиссы, влияющие на такие показатели, как издержки, время и надежность. Большинство администраторов определяют время для оперативного обслуживания и дефрагментации базы данных, а также для планового обслуживания операционной системы. Эти действия конкурируют с резервным копированием за время выполнения. Балансирование нагрузки, вызванной резервным копированием, обслуживанием и эксплуатации, требует особого внимания. Больший размер почтовых ящиков может сделать применение стратегии ежедневного полного резервного копирования несовместимым с существующим SLA. Обычно для уменьшения влияния полного ночного резервного копирования используется стратегия выполнения еженедельного полного резервного копирования и ежедневного дифференциального резервного копирования. При таком подходе сначала требуется восстановить данные полного резервного копирования, а затем восстановить данные последнего дифференциального резервного копирования.

Служба теневого копирования томов

Для получения подробных сведений о принципе работы службы теневого копирования томов и рекомендаций по ее использованию для Exchange 2003 рекомендуется прочитать описание рекомендаций по использованию службы теневого копирования томов c Exchange Server 2003. Помимо сведений, охватываемых этой статьей, при работе с Exchange 2007 существует два основных соображения, связанных со службой VSS, на которые следует обращать внимание:

Почтовые ящики большого размера
Возможность резервного копирования копии непрерывной репликации кластера и локальной непрерывной репликации

Несмотря на то, что резервное копирование VSS может быть выполнено как для рабочих данных, так и для копии этих данных, рекомендуется выполнять резервное копирование для копии данных, чтобы не влиять на работу физических дисков с рабочими данными.

При использовании локальной непрерывной репликации Exchange 2007 реплицирует журналы транзакций на отдельный диск того же самого сервера. При использовании клонов VSS для копии данных хранилище копии должно быть настроено на других физических дисках, чтобы операции клонирования и подсчета контрольной суммы не влияли на физические диски с рабочими данными. Если для копии настроены снимки VSS, хранилище копии должно быть настроено на других физических дисках, чтобы подсчет контрольной суммы и последующая потоковая запись на ленту не влияли на физические диски с рабочими данными.

При использовании кластерной непрерывной репликации Exchange 2007 реплицирует журналы транзакций на отдельный сервер. Этот сервер является узлом кластера, но конечная копия находится в общем хранилище. При использовании клонов службы VSS можно выполнять подсчет контрольной суммы для копии на пассивном узле, использующем другие физические диски, изолируя таким образом процесс резервного копирования. При использовании снимков службы VSS подсчет контрольной суммы и последующая потоковая запись на ленту не повлияют на рабочий сервер или физические диски.

Потоковое оперативное резервное копирование

В отличие от службы VSS, которая обычно перемещает данные в пределах устройства хранения, при использовании потокового резервного копирования за перемещение данных отвечает сервер. Не следует беспокоиться о том, что процесс подсчета контрольной суммы повлияет на производительность, потому что при резервном копировании проверяется каждая страница. В случае одновременного выполнения нескольких операций резервного копирования несколько потоков данных могут довести нагрузку устройства резервного копирования до предельных возможностей, будь это ленточное устройство с оптоволоконным интерфейсом или устройство с подключением по гигабитной сети Ethernet. Для многих заказчиков допустимый размер группы хранения ограничивается окном резервного копирования, обусловленным SLA и производительностью потокового средства резервного копирования. Например, если SLA для группы хранения составляет один час, а устройство резервного копирования обеспечивает скорость 100 МБ в секунду, максимальный размер группы хранения составит 360 ГБ.

Сервер клиентского доступа

Сервер клиентского доступа берет на себя выполнение части задач сервера почтовых ящиков (если роли установлены на разных физических серверах) и обеспечивает унифицированное пространство имен, в котором пользователям нужно указывать только одно имя, независимо от того, какой сервер почтовых ящиков они используют. Сервером клиентского доступа обслуживаются протоколы Интернета, такие как IMAP4 (Internet Message Access Protocol 4), POP3 (Post Office Protocol 3) и HTTP. Outlook Anywhere, ActiveSync, служба автоматического обнаружения, служба доступности и веб-службы являются примерами других возможностей, поддерживаемых сервером клиентского доступа.

На работу сервера клиентского доступа может повлиять наличие узких мест, связанных с процессором, памятью или сетью, но в то же время сервер клиентского доступа предъявляет невысокие требования к дисковому вводу-выводу. Трафик SMTP, потенциальная проблема дискового ввода-вывода серверов переднего плана Exchange 2003 и Exchange 2000, теперь обрабатывается исключительно транспортными серверами-концентраторами и пограничными транспортными серверами.

В следующей таблице описаны действия роли сервера клиентского доступа и влияние каждого из действий на активность дискового ввода-вывода.

Действия роли сервера клиентского доступа в Exchange 2007

Действие	Влияние действия на дисковый ввод-вывод
Протоколирование	Протоколирование представляет собой последовательную запись и, если включено, вызывает проблемы производительности и требует дискового пространства для хранения журналов. Хранение журнала выбранного протокола позволяет проверить, выполняет ли протокол свою функцию должным образом или сталкивается с проблемами связи, а также обнаружить атаки из Интернета.
Преобразование содержимого	Преобразование содержимого для всех протоколов Exchange 2007 выполняется на сервере клиентского доступа. Для устаревших клиентов Outlook Web Access преобразование устаревшего содержания WebDAV выполняется на сервере почтовых ящиков Exchange 2003. Когда клиент запрашивает данные, которые должны быть преобразованы на сервере клиентского доступа, то эти данные извлекаются с сервера почтовых ящиков Exchange 2003, преобразовываются в папке TMP сервера почтовых ящиков и отправляются на сервер клиентского доступа. Для повышения производительности папку TMP не следует размещать на том же номере LUN, что и файл подкачки и операционная система.
Страницы	Если процесс запрашивает страницу в памяти и система не может найти страницу в запрошенном месте, возникает ошибка страницы. Если страница находится в другом месте памяти, ошибка является программной ошибкой страницы. Если страница должна извлекаться с диска, ошибка является аппаратной ошибкой страницы. Большинство процессоров могут без последствий обрабатывать большое количество программных ошибок страницы. Но аппаратные ошибки страницы могут привести к значительным задержкам. Постоянные высокие частоты загрузки страниц с диска свидетельствуют о нехватке памяти.

К случаям, когда дисковый ввод-вывод создает проблемы для серверов клиентского доступа, относится случай, когда пользователь использует интернет-клиент для доступа к почтовому ящику через протоколы POP3 или IMAP4. Поскольку модуль транспорта преобразовывает все входящие сообщения в MAPI, клиентам POP3 и IMAP4 придется преобразовать это содержимое обратно в MIME перед отправкой клиенту. Такое преобразование выполняется на сервере клиентского доступа, а если размер сообщения больше 64 кБ, преобразование выполняется на диске. Если большинство пользователей используют протоколы POP3 или IMAP4, временную папку, в которой выполняются преобразования, следует разместить на специальном быстром диске.

Транспортные серверы

Транспортные серверы-концентраторы и пограничные транспортные серверы являются для Exchange 2007 серверами-плацдармами и шлюзами. Их основной задачей является получение и отправка почты. На многих предприятиях серверы транспорта выполняют две задачи:

Защита от вирусов и нежелательной почты (пограничный транспортный сервер)
Маршрутизация (транспортный сервер-концентратор)

Основной задачей пограничного транспортного сервера является защита инфраструктуры Exchange от входящей почты, содержащей нежелательные сообщения или вирусы. Затем транспортный сервер-концентратор классифицирует очищенную почту и доставляет ее на правильный сервер почтовых ящиков. Влияние хранилища на работу этих серверов меняется в зависимости от количества сообщений, обрабатываемых в секунду, и среднего размера этих сообщений.

В следующей таблице описаны действия ролей пограничного транспортного сервера и транспортного сервера-концентратора, а также влияние каждого из действий на активность дискового ввода-вывода.

Действия ролей пограничного транспортного сервера и транспортного сервера-концентратора в Exchange 2007

Действие	Влияние действия на дисковый ввод-вывод
База данных ESE (файл mail.que)	В Exchange 2007 как пограничный транспортный сервер, так и транспортный сервер-концентратор хранят всю почту в базе данных ESE. Для базы данных ESE используется произвольный доступ и страницы размером 8 КБ. Для надежности и в некоторых случаях по соображениям производительности базу данных следует размещать на дисках, не содержащих журналов транзакций.
Файлы журналов транзакций (файлы LOG)	Все изменения, выполняемые в базе данных, сначала фиксируются в журнале транзакций, представляющем собой последовательную запись на диск. Размер записей может меняться от 512 Б до размера буфера журнала.
Протоколирование и журналы отслеживания сообщений	Протоколирование и отслеживание сообщений представляют собой последовательную запись и, если включены, вызывают проблемы производительности и требуют дискового пространства для хранения журналов. Хранение журнала выбранного протокола позволяет проверить, выполняет ли протокол свою функцию должным образом или сталкивается с проблемами связи, а также обнаружить атаки из Интернета.
Преобразование содержимого	На транспортном сервере-концентраторе входящая из Интернета почта перед доставкой преобразуется в MAPI. Процесс преобразования содержимого выполняется в папке TMP. Для повышения производительности папка TMP не должна размещаться на том же номере LUN, что и файл подкачки и операционная система.
Страницы	Если процесс запрашивает страницу в памяти и система не может найти страницу в запрошенном месте, возникает ошибка страницы. Если страница находится в другом месте памяти, ошибка является программной ошибкой страницы. Если страница должна извлекаться с диска, ошибка является аппаратной ошибкой страницы. Большинство процессоров могут без последствий обрабатывать большое количество программных ошибок страницы. Но аппаратные ошибки страницы могут привести к значительным задержкам. Постоянные высокие частоты загрузки страниц с диска свидетельствуют о нехватке памяти.
Агенты	Настройка серверов транспорта выполняется с помощью программных элементов, называемых агентами, выполняемых в среде CLR и инициируемых событием. Некоторые агенты протоколируют данные, что влияет на производительность работы с диском и требует дискового пространства для хранения журналов.

Сервер единой системы обмена сообщениями

Сведения об определении размеров серверов единой системы обмена сообщениями см. в статье Определение количества пользователей, которое может поддерживать сервер единой системы обмена сообщениями Exchange 2007 (на английском языке).

Примечание.
Содержимое и URL-адрес каждого блога могут изменяться без предварительного уведомления. Содержимое каждого блога предоставляется на условиях "как есть" без каких-либо гарантий, при этом никакие права не передаются. На использование предоставляемых примеров сценариев и кода распространяются Условия использования.

Примечание.

Содержимое и URL-адрес каждого блога могут изменяться без предварительного уведомления. Содержимое каждого блога предоставляется на условиях "как есть" без каких-либо гарантий, при этом никакие права не передаются. На использование предоставляемых примеров сценариев и кода распространяются Условия использования.