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Exchange Server 2007邮箱存储服务器的容量规划和性能调优(上)

简介:
Exchange 2007存储系统的特色: 大而低成本的邮箱-->通过降低I/O来实现  I/O成本降低
                                        允许用户有更大的邮箱-->内容索引  备份  Email Life Cycle(ELC)
                                        快速恢复-->VSS  LCR\CCR
                                        降低I/O成本[64-bit(x64)]: 数据库的缓存空间"无限大"-->RAM rule thumb: 2 GB + 5MB per user  Increasing cache size reduces DB Reads  
                                                                          50 DBs in 50 SGs-->1 GB & 2GB mailboxes  Databases are mounted in parallel
降低I/O成本(Reduce random I/O): 增加checkpoint深度-->More SGs = more aggregate checkpoint per user 
                                            增加页面尺寸到8KB
                                            I/O coalescing增加到1MB-->Larger but fewer I/Os
                                            Read: Write ratio 1:1-->More RAM reduces reads
存储可靠性[Continuous replication(LCR/CCR)]: 日志转移-->本地LCR,集群CCR  CCR提供了低成本的容灾技术
                                                            异步处理
                                                            避免一些可能导致数据丢失的故障-->可以从传输系统恢复一部分邮件
                                                           14天的dumpster-->避免更多的磁带恢复  Outlook: Deleted Item Recovery
Exchange Server 2003"Pain Points": 可扩展性方面的限制-->数据库的尺寸--数据恢复方面的SLA限制了数据库的进一步增大  4GB的虚拟地址空间: 数据库缓冲命中率低=增加I/O压力  操作系统内核模式和用户模式的限制
                                                规划时需要考虑的问题-->Exchange I/O的独特之处--少量,随机,爆发性的I/O模式  为了满足I/O性能,磁盘容量被大量的浪费,缺少性能和容量上的平衡  多种类型的客户端(BlackBerries,cached mode,Communicator)
内存限制: 32位处理器只有4GB的寻址空间。
             大容量的邮件服务器需要开启/3GB参数-->降低地址空间中的碎片  更大的数据库缓冲空间
            /USERVA:3030从3GB用户空间中分配42M给内核用户以处理System PTEs
            内核模式的其他需求: 活动会话的安全令牌大量消耗了paged pool-->250MB on a server with /3GB  8K token size = ~3,700 users(online or cached mode) max  See hotfix 912480,KB912376
32位/64位系统的内存分配-->见下图:
20032800
对I/O有影响的因素:      User Type           Database Volume IOPs/user           Send/Receive per day          Mailbox size
                                Light                                5                                        20/50                         50MB
                              Average                            75                                       30/75                          100MB
                               Heavy                             1.0                                      40/100                         200MB
                               Large                              1.5                                      60/150                         500MB
对I/O有影响的因素: 对服务器I/O产生影响的趋势(I/O Per Second per user,IOPS/u)-->同时在线的用户数量  文件夹的尺寸  SIS比率
                        典型的I/O影响因素-->500 MB-->1GB mailbox size  = +25%(online mode only)  1GB-->2GB mailbox size = +40%(online mode only)  1,000-->2,000 mailboxes = 25% increase  1-->20DBs = up to 38% increase 
对I/O影响因素的群体效应: 对I/O的影响因素往往不会单独发生-->邮箱数量的增加往往会导致服务器上更多的数据库,甚至是服务器的集中化  邮箱尺寸、服务器负载之间的动态关系  见下图:
20032801
Exchange 2003 可扩展性的限制: 无法充分利用4路双核的服务器  2路情况下性能最优-->见下图:
20032802
64位的重要性何在? Exchange系统中对I/O的要求持续增加-->更多的流量  更大的邮件、附件和邮箱  更多的客户端类型  更加细化的权限分配
                       降低I/O已经成为Exchange开发的关键目标
                       减轻内核地址空间的压力
                       跟RPC over HTTP有关的TCP连接数量-->32位环境下最多20,000个并发TCP连接(约等于2,500个RPC over HTTP用户会话)
store.exe进程的工作集-->见下图:
20032803
数据库缓冲空间的比较: 32GB内存情况下Exchange 2007的测试情况-->数据库缓冲空间可平稳的增长到30GB,最大限度的利用了物理内存  
                            8GB内存情况下Exchange 2003的测试情况-->数据库缓冲空间停留在1.2GB的数量,没有很好的利用物理内存  见下图:
                           20032804
读写比率的改变:                          Read           Write           Ratio 
                    Exchange 2003     69%            31%           ~2:1
                   Exchange 2007      51%            49%           ~1:1      见下图:
        20032805
Exchange 2007的服务器角色-->见下图:
20032806
Exchange 2007服务器角色对硬件的要求-->见下图:
20032807
http://blogs.msexchange.org网站上可获得更详细的内容
64位处理器: 自从2004年起,越来越多的主流服务器提供64位版本的支持 
               Exchange 2007支持X64,不支持IA-64   
              X64是对x86架构下的32位架构的扩展-->Intel: EM64T(Extended Memory 64 Technology)  AMD: AMD64  见下图:
20032808
Exchange 2007邮箱服务器的内存规划: 内存需求: 每用户5MB + 2GB-->1,000用户: 8GB  2,000用户: 12GB-->16GB  3,000用户: 17GB-->24GB  4,000用户: 22GB-->24-32GB  
                                                FB-DIMMs形式的服务器内存提供了更好的扩展性、速度和ECC-->全缓冲FB-DIMMs(Fully Buffered Dual-In-line,FB-DIMMs)内存支持使用业界标准FB-DIMM架构的服务器,达到服务器和工作站对内存容量的需求。FB-DIMM架构提供了一个全新的内存子系统,将Registered DIMMs的平行架构改变位一个串联式的点对点连接,可消除下一代服务器内存模块因密度和速度增加所造成的传输速率瓶颈。
邮箱服务器的I/O规划: 在三个方面进行平衡-->数据库事务处理(I/O性能): 数据库需要快速的读取响应  日志文件需要快速的写入响应
                           备份和恢复的时间
                           容量
成本计算-->见下图:
20032809
为Exchange 2007做准备: x64势在必行
                                习惯的改变-->选用双核处理器  内存多多益善,在内存上花的钱,可以在硬盘上省下来  在进行存储规划时,考虑LCR/CCR的影响  千兆网络和网卡的Teaming
                                保持不变的内容-->服务器角色的分离  数据库和事务日志
现有的规划工具: System Center Capacity Planner 2006-->根据提供的情况计算CPU,磁盘,网络,服务器性能的需求  Exchange 2003 / Outlook 2003环境
                    Microsoft Exchange Server Profile Analyzer-->可从网站下载
                    Server / storage validation-->现有工具: Loadsim,ESP,JetStress  Microsoft + Vendor community: ESRP 
小节: Exchange 2007的存储系统降低I/O成本,降低容灾成本,提高可靠性
       迁移到x64是必要的-->解决虚拟地址空间的局限性
       更多的内存空间利用率 = 降低I/O压力-->内存数量一样的情况下,I/O降低53%  64位8GB比32位4GB I/O降低78%  显著减少硬盘读的次数
      为规划大容量邮箱(GB以上)奠定了基础-->磁盘I/O性能和容量得到更好的平衡

本文转自 叶俊生 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/yejunsheng/161353

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