Exchange Server 2010 存储的配置实用

1MicrosoftConfidentialExchange2010的基础架构MailboxServerExchangeServer2010的高可用性连续复制的技术的进化比传统的群集更容易部署和管理允许每个数据库最多16个拷贝在最少两台服务器上提供所有的Exchange角色的冗余单一平台上实现邮箱高可用性和灾备DB1DB3DB2DB4DB5RecoverquicklyfromdiskanddatabasefailuresMailboxServerDB1DB2DB4DB5DB3MailboxServerDB1DB2DB4DB5DB3Replicatedatabasestoremotedatacenter北京上海2MicrosoftConfidentialExchangeServer2010高可用性架构DB2DB3DB2DB3DB4DB4DB5CAS/HUBMailboxServer1MailboxServer2MailboxServer3MailboxServer6MailboxServer4ADsite:上海

ADsite:北京MailboxServer5DB5DB2DB3DB4DB5DB1DB3DB5DB1DB1DB1DB1DatabaseAvailabilityGroup(DAG)3MicrosoftConfidentialExchangeServer2007存储背景在ExchangeServer2007中的重大创新减少磁盘读写

(I/O)(70%)使用更大的内存

(64bit)增加页面大小

(4kilobyte(KB)->8KB)更低的存储成本支持更大的邮箱

(>1gigabyte(GB))提供更快的查找连续复制

(logshipping)高可用性

(HA)和快速恢复消除单点故障点4MicrosoftConfidential磁盘技术的未来磁盘的容量将继续增大面密度增加使得顺序吞吐量线性增长

(2010SATA=250megabytes(MB)/sec)随机

I/O性能并没有像预计的那样增长（转速保持在15K）SATA(3.5")200620102013DriveCapacity(GB)7502,0008,000RPM7.2K7.2K10kTransferRate(Mb/sec)9302,0005,000ReadSeekTime(ms)87.26.5FC/SAS(3.5”)200620102013DriveCapacity(GB)3006002,400RPM15K15K15KTransferRate(Mb/sec)9752,0004,000ReadSeekTime(ms)3.73.32.85MicrosoftConfidential随机vs.顺序磁盘IO随机

IO磁头为了下一次的IO必须进行移动磁头移动=高

IO延迟寻道延迟限制了IO(IOPS)顺序lIO磁头不需要为下一次IO移动不动的磁头=低

IO延迟磁盘转速

RPM限制了I/O(IOPS)磁头7.2KSATADisk(20msLatency)随机

=50IOPS顺序

=+300IOPS6MicrosoftConfidentialExchangeServer2010存储特性IO减少顺序IO更大,更快,更低成本的邮箱SATA/Tier2磁盘优化存储设计更灵活无RAID存储

(JBOD)7MicrosoftConfidentialIO减少:存储架构改变如何从随机IO转向顺序IO元素ExchangeServer2007ExchangeServer2010物理连续性(ESE)子页的贫乏的物理性能—因此更多，更小，IOs(每页1个)子页的优秀物理性能—因此更少，更大，IOs,分配到

N页

(N≈100)逻辑连续性(Store)每个文件夹的头保存在分别的表中—更多，更小，IOs延伸到更多的表一整个邮箱的头放在单一的表中—因此更少，更大，

IOs在每张表上暂时连续性(View)当邮件到达的时候所有的仕途和索引都要更新—更多，更小，IOs延伸很多次视图和索引只是在被用户访问的时候才更新—因此更少，更大，IOs可以被一起作8MicrosoftConfidential

存储架构改变:物理连续性1078B+Tree9245776872721032782193461078B+Tree10791080108110821083345634573458ExchangeServer2007ExchangeServer2010更多,更小,IOs(1per8Kpage)更少,更大,连续

IOsDBpages(pagenumbers)9MicrosoftConfidential存储架构改变:逻辑连续性ExchangeServer2007ExchangeServer2010收件箱M1日历M3草稿M5任务M4已删邮件M2Mailbox已删除邮件M1日历M2草稿M3任务M4收件箱M5Mailbox随机顺序10MicrosoftConfidential更多,更小,IOs更少,更大,连续

IOsExchange2007Exchange2010Many,random,IOs(1perupdate)Fewer,sequential,IOs(1perview)所有未读或标记的项目

(view)TimeM1arrivesM2arrivesM1flaggedM3arrivesM2deletedUserusesOWA/OutlookOnlineandswitchestothisview所有未读或标记的项目

(view)M1M2M1M3M2M1M2M1M3M2Nickel&DimeApproachPaytoPlayApproachDBI/O存储架构改变:延迟视图更新IO减少:ESE（可扩展存储引擎）

改变为新的架构而作的改变以连续的方式定位数据库空间

实时维护数据库的连续

(在线碎片整理和重建)优化空间的有效性(数据库压缩)增加数据库(DB)的IO大小DB页面大小从8kilobyte(KB)增加到

32KB增强了读/写的IO联合(间隙联合)提供增强的异步读能力

(预读)增强缓存的有效性

(milestone=R4)100megabyte(MB)检查点深度(只有HA配置)缓存压缩

DB缓存优先级(快速收回)12MicrosoftConfidentialIO减少:基于连续分配空间数据库表空间分配定位数据库空间要么基于数据紧凑要么数据连续

Page1UsedPagePage3UsedPage磁盘DB缓存PageXMsgHeaderPageYMsgHeaderPageZEventHistory连续空间连续空间紧凑Page4MsgHeaderPage5MsgHeaderPage2EventHistory顺序/连续随机/紧凑13MicrosoftConfidentialIO减少:实时维护连续性新数据库维护架构NewDatabaseMaintenanceArchitecture:ESEFunctionExchangeServer2007ServicePack1(SP1)ExchangeServer2010(Beta)清理

(删除邮件/邮箱)清理在OnlineDefrag(OLD)的时候进行，清理在运行时进行(当硬删除发生时)—在Storedumpstercleanup(OLM)时执行,页面缺省被清零数据库

B+Tree碎片整理

(akaOLD2):后台受控制的进程进行空间和数据库表连续性的维护空间压缩

(删除邮件/邮箱)在OnlineDefrag(OLD)时进行数据库压缩和空间释放数据库压缩和空间释放在运行时进行–自动调节维护连续性

(碎片整理)不可用:数据压缩造成连续性变差数据库在运行时进行连续性和空间分析，并在后台

(B+TreeDefrag/OLD2)进行碎片整理—自动调节14MicrosoftConfidentialIO减少:数据库连续性结果ExchangeServer2007MessageHeaderTable(akaMFT)ExchangeServer2010MessageHeaderTable(akaMsgHeader)Blue=contiguous(good)Red=fragmented(bad)*Production/DogfooddatabaseanalysisRandomdeletesatthetailFRAGMENTEDCONTIGUOUSDBPageNumbers15MicrosoftConfidentialIO减少:数据库页面大小增加到32KBPage1MsgHeaderPage2XPage3MsgBodyDiskPage4XPage5MsgBodyDBCachePage1MsgHeaderPage3MsgBodyPage5MsgBody3个读

IO’sPage1(32KB)MsgHeader,MsgBodyDiskDBCache1读

IOExchangeServer2007DB读20KB邮件ExchangeServer2010DB读20KB邮件8KBPages32KBPagesPage2(32KB)XPage1(32KB)MsgHeader,MsgBody16MicrosoftConfidentialIO减少:读IO间隙联合Page1MsgHeaderPage2XPage3MsgBodyDiskPage4XPage5MsgBodyExchangeServer2007DB读行为ExchangeServer2010DB读行为DBCachePage1MsgHeaderPage3MsgBodyPage5MsgBody3ReadIO’sPage1MsgHeaderPage2XPage3MsgBodyDiskPage4XPage5MsgBodyDBCachePage1MsgHeaderPage3MsgBodyPage5MsgBodyPage2TempBufferPage4TempBuffer1ReadIO17MicrosoftConfidentialIO减少:写IO间隙联合Page1DirtyPage2CleanPage3DirtyDiskPage4CleanPage5DirtyExchangeServer2007DB写行为3WriteIO’sPage1DirtyPage2CleanPage3DirtyDiskPage4CleanPage5DirtyExchangeServer2010DB写行为1WriteIODBCacheDBCacheWritesspacedoutovertime18MicrosoftConfidential减缓数据库空间增长:数据库压缩问题:

存储架构的改变,空间提示,B+Tree碎片整理和

32KB页面大小，合在一起使得数据库文件大小增加了解决方案:所有的增长都通过数据库压缩消除了主要针对邮件头和文本/HTML的邮件正文

(7bit/Express)19MicrosoftConfidentialIO减少:100MB检查点深度检查点深度=还没有被提交到数据库(edb)的内容ExchangeServer2010缺省的最大检查点深度对于高可用的数据库来说从20M增加到100M(独立服务器仍然是20MB)深度检查点的好处=更有效的数据库写操作

(减少40%)深度检查点的风险=很长的数据库宕机时间，很长的恢复时间降低风险:并行关闭数据库,数据库损坏的时候进行转移LoadgenTest:3000Mailbox,12DB,Outlook2007OnlineVeryHeavyProfile20MicrosoftConfidentialIO减少:都在哪些地方作了减少+70%Reduction!3000Mailboxes,3MBDBCache/user,LoadgenOutlook2007OnlineVeryHeavyProfile,250MBMailboxSize(build405)21MicrosoftConfidentialExchangeIO趋势+90%Reduction!22MicrosoftConfidentialExchangeServer2010HA存储设计灵活性23SANDAS(SAS)JBOD(SATA)HA=CCR.33IOPS/Mailbox2.5”146GB10KSASDisksRAID5forDBRAID10forLogsSASArrayController(/wBBU)Backup=VSSSnapshotFastRecovery=CCRHA=DAG(2DBcopies).11IOPS/Mailbox3.5”2TB7.2KSATA/SASDisksRAID10forDB&LogsSASArrayController(/wBBU)Backup=Optional/VSSFastRecovery=DatabaseFailoverDAS(SATA)HA=DAG(3+DBcopies).11IOPS/Mailbox3.5”2TB7.2KSATA/SASDisks1DB=1DiskSASArrayController(/wBBU)Backup=Optional/VSSFastRecovery=DatabaseFailoverMoreoptionstoreducestoragecostHA=SharedStorageClustering+1.0IOPS/Mailbox3.5”15K146GBFCDisksRAID10forDB&LogsDedicatedSpindlesMulti-path(HBA’s,FCSwitches,SANarraycontrollers)Backup=StreamingoffactiveFastRecovery=HardwareVSS(Snap