Я в значительной степени уверен, что, по крайней мере, спорно, чтобы называть это искусством. Я даже не знаю достаточно ли правильно будет называть это наукой. Но в одном я могу заверить вас, что оценка требований к Exchange Server может быть сложной задачей, и она требует не только знаний, но также долю эмоциональности и некоторого предыдущего опыта работы с семейством продуктов Microsoft Server. Хотя имеется несколько достаточно хороших документов от Microsoft на эту тему, я попытаюсь сжать их все и включить основные принципы в эту статью, которая состоит из трех частей.
Введение
Вычисление требований к аппаратному обеспечению для сервера непростая задача. Хотя мы можем воспользоваться «живыми» данными, правда заключается в том, что при этом требуется доля оценки не только настоящих, но и будущих требований.
Позвольте мне заблаговременно сказать вам, что среди компонентов для оценки, устройство для постоянного хранения информации, без сомнения, наиболее критично. Я расскажу о выборе ПЗУ во второй части этой статьи. Итак, что еще у нас по плану?
Сервер – достаточно сложный набор частей аппаратного обеспечения, поэтому в этой статье я охвачу процесс выбора только следующих компонентов:
- Процессор
- Память
- Сетевая карта
- ПЗУ
Необходимо выполнить также следующее:
- Определение профиля пользователя – определение профиля пользователя может быть выполнено измерением некоторых параметров на производственном сервере или может быть оценочным.
- Определение размера подходящего аппаратного обеспечения – основанное на профиле пользователя вычисление требований для процессора, памяти, сетевой карты и хранилища данных.
- Проверка окончательной конфигурации – наиболее критичный компонент для проверки – устройство для постоянного хранения данных. Microsoft предоставляет несколько инструментов, которые мы можем использовать для моделирования загрузки сервера потоком писем и проверить дизайн в целом.
Также я упомяну несколько доступных средств (от Microsoft), которые помогут облегчить вашу работу. Хотя некоторые из них имеют огромные возможности и могут выполнить основную работу за вас, я настоятельно рекомендую вам прочитать эту статью до конца (знаний никогда не бывает слишком много), для того чтобы понять, что в действительности делают эти средства. И как я сказал до этого, для оценки требований для Exchange необходима доля восприимчивости и человеческий фактор, которые вам не предоставит ни одно автоматизированное средство.
Роль сервер
В зависимости от сложности планируемого вами решения, может существовать несколько типов ролей сервера, наиболее общая из которых это почтовый сервер, также известный как back-end. Но также имеются и другие:
| Роль | Описание |
|---|---|
| Back-end | Сервер для хранения писем пользователей |
| Front-End | Сервер, который оснащен интернет протоколами: HTTP (OWA), POP3 e IMAP. |
| Connector | Внешний SMTP шлюз SMTP bridge-head X.400 / сервер для связи |
| DL Expansion | Расширенный сервер маршрутизирует сообщения, которые посланы в список распределения для каждого адресата в этой группе |
| Public Folders | Сервер, который содержит общие папки |
| OAB | Сервер, ответственный за генерацию адресной книги (Offline Address Book (OAB)) |
Таблица 1: роли сервера Exchange
Так как требования для серверов различного типа различны, мы не может использовать одни и те же вычисления, а должны адаптировать процесс оценки требований под конкретные нужды.
В этой статье я сфокусируюсь в основном на серверах back-end и front-end, которые наиболее часто используются.
Профиль пользователя.
Чтобы правильно выбрать аппаратное обеспечение для Exchange, вам необходимо знать заранее профиль пользователя или как их иногда называют используемые шаблоны. Если у вас уже есть реальные данные, которые вы можете измерить (в случае, если вы планируете обновление или перенос), эта задача станет проще. Если вы планируете новую реализацию Exchange, вам надо оценить профили всех ваших пользователей, используя стандартные, хорошо подходящие вычисления, которые приведены ниже.
Профиль пользователя определяется по следующим двум ключевым параметрам:
Megacycles/mailbox – Мегацикл в секунду на почтовый ящик покажет нам «сырое» использование процессора на один почтовый ящик. Вы можете получить его измеряя промышленный сервер в течении 2 часов в период пиковой нагрузки.
(megacycles/mailbox) = (средняя нагрузка на CPU) x (скорость процессора в мегациклах) x (число процессоров) ч (число почтовых ящиков)
К примеру, если пользователь использует 1 мегацикл в секунду на пиковую операцию и имеется 1000 пользователей на сервере (1000 мегациклов в секунду), один 2000 МГц процессор будет загружен на 50 процентов.
IOPS/mailbox – количество операций чтения/записи в секунду на один почтовый ящик. Использование диска базой данной (DB) (чтение/запись в секунду) требуется в расчету на одного пользователя и вычисляется в пиковую нагрузку на промышленном сервере в течении двух часов. Эти вычисления не включают операций по записи/чтению в/из журнала транзакций.
(IOPS/mailbox) = (среднее число операций с диском) ч (число почтовых ящиков)
К примеру, если каждый ящик использует 0.5 DB IOPS в период пиковой нагрузки и имеется 1000 пользователей на сервере, получается 500 DB IOPS. Параметр IOPS/mailbox основан на случайном количестве операций чтения/записи в БД Exchange
Примечание.
Есть несколько комбинаций этих двух параметров. Вы вероятно встретите литературу, в которой используется пользователь вместо почтового ящика (megacycles/user, IOPS/user). Если соотношение между пользователями и почтовыми ящиками на вашей систему близко к 1:1, вы не получите значительных изменений в вычислениях. Но если количество почтовых ящиков превышает количество пользователей, и некоторые из этих почтовых ящиков используются не очень часто, то в такой ситуации использование пользователей в отличие от почтовых ящиков более предпочтительно.
Как вы вероятно догадались теперь, эти два параметра становятся очень полезными для вычисления требований к процессору и хранилищу информации.
Вы, вероятно, думаете, как измерить эти параметры в случаях, когда вы еще не установили Exchange и не оперируете реальными данными. В этих случаях вы можете воспользоваться информацией из таблицы. Эти профили отображают доступ к ящику среднего пользователя Outlook.
| Профиль почтового ящика | IOPS | Megacycles | Объем сообщений | Размер сообщений |
|---|---|---|---|---|
| Легкий | 0,18 | 0,75 | 10 послано / 50 получено | |
| Средний | 0,4 | 1,9 | 20 послано / 100 получено | 50 MB |
| Тяжелый | 0,75 | 2,5 | 30 послано / 100 получено | 100 MB |
Таблица 2: Профили почтовых ящиков и соответствующие шаблоны использования
Помните, что эти рекомендации действительны только на настоящий момент и на ближайшее будущее. Технология развивается, требования пользователей будут увеличиваться, отражаясь в различных профилях. Отдельным случаем является использование вами особых сценариев, таких как устройства Blackberry или массивное использование средств поиска по вашей огранизации.
Использование программного обеспечения, такого как антивирус, и антиспам, программное обеспечения для факса и т.д. может иметь значительное влияние на использование профиля, так что имейте это в виду при расчете.
Процессор
Из всех ролей сервера наиболее требовательны к процессору обычно back-end сервер, который обслуживает MAPI клиентов. Чтобы правильно оценить требования к процессору, следуйте этим правилам:
- Использование процессора в период пиковой нагрузки не должно превышать 60%.
- Один процессор для каждой 1000 пользователей.
- По возможности использование процессоров Xeon/Opteron
- Использование Hyper-Threading
- Повышение частоты FSB более важно для производительности, чем повышение частоты процессора
- Для серверов front-end, 1-2 процессора обычно достаточно
Следующая таблица показывает рекомендуемое число процессоров в расчете на количество почтовых ящиков для сервера back-end:
| Число почтовых ящиков | Число процессоров |
|---|---|
| 500 | 1 |
| 500 – 1.000 | 1-2 |
| 1.000 – 4.000 | 2-4 |
| >4.000 | 4-8 |
Table 3: Число процессоров в расчете на количество почтовых ящиков
Если у вас есть предопределенный профиль использования (предварительная оценка или реально полученные данные), вы можете следовать формуле, чтобы более точно определить требования к процессорам:
0.80 Ч (скорость процессора) Ч (число процессоров) =
(megacycles/mailbox) Ч (количество почтовых ящиков)
Причина, по которой мы используем коэффициент 0.80, заключается в том, что порог для использования CPU равен 80%. Если вы хотите принять во внимание будущий рост, вам следует использовать меньший коэффициент.
Память
Прошли те дни когда память была основный причиной ухудшения производительности сервера Exchange. И это не потому, что Exchange стал использовать меньше памяти, а потому, что в настоящее время стоимость этого компонента такая низкая, что нет причин по которым не использовать промышленный сервер с парой гигабайт памяти.
Главная потребители памяти – это процесс store.exe – ядро сервера back-end, с момента их старта они захватывают столько оперативной памяти, сколько это возможно. Такое поведение заложено по умолчанию, и не должно смешиваться с утечками памяти. Exchange может вернуть память операционной системе используя алгоритм, под названием Dynamic Buffer Allocation. Вы можете также ограничить максимальный объем памяти, используемой Exchange, путем понижения размера буфера ESE.
Оценить размер памяти означает сделать некоторые оценки, если только у вас уже нет реальных данных, полученных от сервера, идентичного тому, который вы планируете создать.
Основные факторы, влияющие на память:
- Количество пользователей
- Профиль пользователя (объем сообщения, размер почтового ящика, используемые особенности, время использования)
- Установленное дополнительное программное обеспечение
- Количество групп для постоянного хранения информации
- Количество баз данных
- Размер кэша буфера ESE
Для корректного определения требований к памяти мы можем использовать следующее правило: 1MB для каждого пользователя, что означает, 1000 пользователей требуют 1Гб памяти. Вы конечно можете нормально обходиться и с менее чем 1MB памяти на пользователя, так если есть ограничения по бюджету, вы можете урезать его на половину и использовать 512Кбайт в расчете на одного пользователя.
Для серверов front-end вам вряд ли понадобиться более 2GB оперативной памяти.
В качестве последнего замечания мне бы хотелось напомнить вам, что Exchange 200x не может использовать более 4Гб физической памяти, что соответствует 32-битовому физическому адресному пространству. Exchange Server не поддерживает исключений, Physical Address Extension (PAE), или Address Windowing Extensions (AWE). Однако, 4Гб оперативной памяти это максимальный объем памяти, которую сервер Exchange может эффективно использовать.
Для серверов с 1Гб или более, для оптимизации памяти требуются дополнительные шаги.
- Добавить переключатель /3GB/USERVA=3030boot.ini.
- Установить значение параметра реестра HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\ HeapDeCommitFreeBlockThreshold в 0x00040000.
Для более подробной информации, касательно оптимизации памяти, пожалуйста прочитайте статью Microsoft Knowledge Base articles 815372 или 810371.
Вы можете (и должны) также использовать инструмент Exchange Server Best Practices Analyzer (ExBPA) для проверки вашего сервера после установки. Инструмент ExBPA даст вам рекомендации по эффективному использованию памяти.
Сетевая карта
С тех пор как большинство серверов стали укомплектовываться сетевыми интерфейсными картами Gigabit network interface cards (NICs), выбор сетевой карты стал действительно простой задачей. Вам достаточно только удостовериться, что вся ваша остальная может поддерживать прогнозируемый вами трафик сообщений.
Обычно, использование 100 Мбит полного дуплекса достаточно для серверов back-end. Рассматривайте Гб только в следующих случаях:
- Сервера Front-endsbridge-heads большим объемом трафика
- Сетевые операции по backup
- Internet SCSI (iSCSI) или сетевое хранилище данных
- Высокая концентрация пользователей Outlook Web Access, Post Office Protocol (POP3), или Internet Message Access Protocol (IMAP4) (>5000 пользователей)
Если вы используете механизмы безопасности, такие как IPSec, рассмотрите варианты NICs с IPSec разгрузкой.
Если ваша сетевая карта хорошо документирована, внимательно проанализируйте ее и разместите ваши сервера Exchange для того чтобы не нагружать отдельные физические участки. Если необходимо, сделайте требуемые изменения перед установкой вашего решения.
Резюме
В этой первой части я описал процедуру выбора трех основных компонентов сервера Exchange: процессор, память и сетевая карта. Наиболее критичный компонент – хранилище данных – я оставлю для следующей части.
Мне хотелось бы вернуться к началу этой статьи: оценка требований действительно сложная задача, поэтому если вы в чем-то не уверены, не бойтесь спросить кого-нибудь, или поискать помощи у специалистов в интернет, например, на форуме MSExchange.org
