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前進 64 位元的 Exchange 2007

前進 64 位元的 Exchange 2007. 謝合宜 微軟特約技術顧問 MCSE : Security/Messaging MVP/MCT BS7799/ISO27001 Lead Auditor. Exchange 2007 WebCast 系列課程. 預備知識. 熟悉 Exchange 2000/2003 或 5.5 的系統管理與使用. Level 200. Agenda. 為什麼要 64 位元 ? 64 位元的好處：證明的提出 Exchange 2007 的主要考量 ? 準備迎接 64 位元的 Exchange 2007.

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前進 64 位元的 Exchange 2007

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  1. 前進64位元的 Exchange 2007 謝合宜 微軟特約技術顧問 MCSE : Security/Messaging MVP/MCT BS7799/ISO27001 Lead Auditor

  2. Exchange 2007 WebCast系列課程

  3. 預備知識 • 熟悉Exchange 2000/2003或 5.5的系統管理與使用 Level 200

  4. Agenda 為什麼要 64 位元? 64位元的好處：證明的提出 Exchange 2007的主要考量? 準備迎接 64 位元的Exchange 2007

  5. Exchange Server 2003的苦處 擴展性的限制 資料庫大小–資料庫復原的限制 4GB 記憶空間 資料庫暫存的資料命中率低 = 增加 I/O 負擔 規畫時的考慮 I/O 的獨特性–小量、隨機、爆發性的磁碟資料使用 大量的磁碟空間被浪費來滿足 I/O 的需求 多種不同類型的使用者(Outlook 2002/2003, 黑莓, OWA…) 資源浪費在基本功能，進階功能只能用較少的資源 資訊的生命週期管理 內容的索引 災難的還原

  6. 記憶體使用的限制 User Kernel • 32-bit的架構只能使用4GB的記憶空間 • 大型的Exchange伺服器需要設定 /3GB 參數 • 減少虛擬記憶體的斷離情形 • 較大的資料庫暫存 • /USERVA:3030 以 42MB 給核心來處理 System PTEs • 其他核心模式的需求 • 連線狀態的安全權杖(Token)需要消耗分頁區 • 250MB on a server with /3GB • 8K token size = ~3,700 users (online or cached mode) max • 請參考 hotfix 912480, KB912376

  7. 影響 I/O 的因素 影響 I/O Per Second per user (IOPS/u) 比率的因素 同時連線的 Outlook Online 模式使用者數 資料夾大小(根據項目數量，目標 <5,000 per folder) 資料庫大小、數量 傳統對 I/O 的影響率 500 MB  1 GB mailbox size = +25% (online mode) 1 GB  2 GB mailbox size = +40% (online mode) 1,000  2,000 mailboxes = 25% increase 1  20 DBs = up to 38% increase

  8. 影響 I/O 的聚合效應 對於 I/O 的影響因素幾乎不會單獨出現 信箱大小的增加經常佔有了更多的資料庫 信箱愈多，影響愈大 3.02 2.16 1.73 2.49 1.78 1.43 1.86 1.33 1.06

  9. 為什麼 x64 很重要? Exchange的架構持續增加對 I/O 的需求 更多的網路流量 更大的訊息、附件與信箱使用 更多特殊的用戶端使用 更多特殊的安全權限設定 降低 I/O 需求成為 Exchange 開發的重要目標 減輕核心記憶體的壓力 相關於 RCP over HTTP 的 TCP 連線限制 32位元限制了 20K TCP 連線(大約是 2,500 RPC over HTTP 使用者)

  10. Memory and CPU Limits

  11. Exchange 2007概要 x64 everywhere 支援更大實體記憶體與定址空間 (user and kernel mode) 提供更大的 CPU 擴展性 對於 I/O 的關鍵性改變 I/O 的使用變化 資料庫暫存 1.2GB  32GB 以上 不再有 STM, ExIFS 更多的 SGs (大到 50個) = 更深入的 checkpoint 使用 更新的搜尋引擎 新的伺服器角色分類，關鍵任務的達成 LCR / CCR

  12. STORE.exe 程序的記憶體使用 4 GB test Exchange 2007 12 GB test Exchange 2007 Exchange 2003 Elapsed time Exchange 2003 Elapsed time Memory (MB) Memory (MB)

  13. 資料庫暫存比較 32GB Ex2007測試 成長大概到30GB 8GB Ex2003測試 停留在 1.2GB (max)

  14. 運作架構的改變 4K  8K 分頁大小 I/O 處理 from 64KB  1MB ，較大但較少的寫入 更多的資料預測載入 ESE 暫存使用 48-bit 定址，可使用更多實體記憶體 ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change

  15. 讀/寫的比率改變 ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change

  16. x64 與在暫存、I/O運作的改變，在同樣 4GB 記憶體的伺服器上的效能改善 從 4GB  8GB的整體改善有 78% in IOPs/user(250MB MB) 讀取的整體 IOPs/u 減少 ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change

  17. Exchange 2003 Roles Enterprise network Bridgehead / Gateway OtherSMTPServers I Routing Policy N T E Applications: OWA R Protocols: ActiveSync, POP, IMAP, RPC / HTTP … Back-end Server N Programmability: Web services, Web parts E Mailbox T Public Folders Front-end Server

  18. Exchange 2007 Roles Enterprise network PBX or VoIP Hub Transport Services Edge Services OtherSMTPServers I Hygiene Routing Policy Routing N T Unified Messaging Services E Applications: OWA Voice Messaging R Protocols: ActiveSync, POP, IMAP, RPC / HTTP … Mailbox Services N Fax Programmability: Web services, Web parts E Mailbox T Client Access Services Public Folders

  19. Exchange 2007角色的硬體建議 根據產品開發小組的設計目標建議 請參考 blogs.msexchange.org 取得更多訊息 Exchange 2003 Exchange 2007

  20. 64-bit處理器 目前絕大多數的伺服器組合都已經包含支援 64-bit 的CPU Exchange 2007 支援 x64，不支援 IA-64 x64 是 32-bit x86 的架構延伸 Intel: EM64T (Extended Memory 64 Technology) AMD: AMD64

  21. 比 GHz更多的重點 效能 • Dual-core • 更快的記憶體存取 • 更快的 FSB • 更大、更快的 L2 cache • 更低的耗能 Robust Features 硬體支援的虛擬化技術 DEP - Data Execution Prevention /資料執行防止

  22. 1985 Microprocessor 的演進 n Choices Dual core Nearly 2x scale 4 & More Cores 2007 Cores 4 Choices x64 Lots of Skinny Cores Vs. Fewer Fat Cores AMD Opteron 1 & 2 cores 2003 Power (Voltage) LV Xeon 2 Choices Many Hyper-Threading 25% improvement Customer Choice Points 2000 Intel Pentium Pro 2 cache 256 & 512 Intel Xeon 2xMP caches 1xDP cache (1 – 4MB) Intel Xeon 2xMP caches 1xDP cache (1 – 8MB) Cache Multiple 1 Choice 5.0 – 5.5 Exchange 4.0 Intel386 DX 1 Freq/year (16, 20, 25 & 33 MHz) Intel Pentium 2 Freqs/year (66MHz – 233MHz) Intel Xeon 5xMP Freqs 9xDP Freqs (2.6 – 3.6GHz) 4 Freqs (150MHz – 200MHz) 3xMP Freqs 6xDP Freqs (1.8GHz -2.8GHz) Lots Clock speed 2007+ 1993 1996 2002 2005

  23. Mailbox Server 的記憶體規畫 大致需求: 5MB per user + 2GB* 1,000 users: 8GB 2,000 users: 12GB  16GB 3,000 users: 17GB  24GB 4,000 users: 22GB  24 – 32GB 新的 FB-DIMMs (完全緩衝記憶體模組)提供更好擴展、更快速度與改善的 ECC 請參考將使用的伺服器規格資訊 * Based on beta 1 software; subject to change

  24. Exchange 的 I/O 規劃The basics 平衡三個要素 在一定延遲下的交易 I/O Database: fast reads (<20ms still is the threshold) Logs: fast writes (<10ms still is the threshold) 備份與還原的速度 資料儲存與備份媒體的容量 資料擺放的大致規則 分開交易紀錄檔與資料庫檔案 效能與災難復原的考量 透過 SAN 來進行使用 建議 RAID10； RAID5 適合容量小而快的磁碟 爆發性與隨機的 I/O 特徵 Monday morning peak

  25. Disk IOPs 資料儲存不只是從兩個面向來考慮的問題 IOPs 的假設 Latency: 20ms read / 10ms write 100% random I/O 1:1 R/W

  26. RAID的比較 ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, SAS 16 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change.

  27. RAID重建 RAID 10 的重建影響單顆磁碟 RAID 5 的重建是磁碟組所有磁碟重建 parity Rebuild priority = Low

  28. Continuous Replication 資料的兩份複寫 網路的影響規劃 (CCR) Database seeding Baseline replication Failover conditions I/O and CPU impact to-be-determined Q Q Logs DBs DB Logs DB Logs Logs DBs Q LCR CCR

  29. 儲存建構的考量 I/O 的減少意指企業儲存建置的考量有更多選項 iSCSI Multi-function NICs provide performance enhancements, CPU relief, iSCSI booting Microsoft’s initiator integrated with MPIO, allowing for dual path for high availability and load balancing Single fabric serves multiplefunctions Fibre Channel and storage virtualization Local array controllers with SAS / SATA connectivity Physical Cable Software Functions Cluster Storage Network

  30. 網路的考量 Gigabit Ethernet 即將降臨 CCR Mailbox role Recommend multi-function Gigabit Ethernet with Jumbo Frames NIC Teaming recommended, particularly for database seeding, backup/restore and other heavy replication events Mailbox servers with network-based backup Recommend NIC Teaming, multi-function NICs CAS and Hub Transport roles also require Gigabit Ethernet

  31. 準備 Exchange 2007的環境 記得 x64 架構 很多的變數會改變 打破 CPU 瓶頸： Dual-core/Quad-core 更仔細了解記憶體選項：平衡價位與效能You *will* deploy more memory. 儲存容量的計畫，尤其使用 LCR/CCR磁碟架構與技術的挑選更形重要 Gigabit Ethernet (multi-function NICs) and NIC teaming 當然有些重要的原則： 切割伺服器角色來取得最大擴展性與還原能力 分開擺放資料庫與交易紀錄檔 分割 databases / storage groups 的使用

  32. 可以協助你的工具 System Center Capacity Planner 2006 Provides CPU, Disk, Network, Server capacity planning based on a given user profile Exchange 2003/Outlook 2003 environments. Microsoft Exchange Server Profile Analyzer Can be downloaded with an MSDN subscription Server / storage validation DiY: Loadsim, ESP, JetStress Microsoft + Vendor community: ESRP

  33. 講題總結 轉用 x64 是必須的 記憶體延展性的突破 外在環境的變動與使用者使用習慣的改變大幅增加 I/O 系統的壓力 更多的記憶體利用 = 減輕的 I/O 壓力 53% in 4GB to 4GB；78% in 4GB to 8GB 在磁碟陣列重建所需時間的更少影響 資料讀取的 I/O 大量減輕 (larger ESE cache) 採用更大的信箱與更少的 I/O = 更多的儲存選擇與選項的前期計畫 磁碟系統與架構的選擇依然是根基在平衡 ”容量“、”I/O”、災難還原的需求上

  34. Exchange Resources

  35. For More Information… • TechNet • www.microsoft.com/taiwan/technet • Exchange Server 2007 • www.microsoft.com/exchange • TechNet 技術論壇 • www.microsoft.com/taiwan/technet/forum • MVP Community社群網站 • www.microsoft.com/taiwan/community • MS Exchange Team Blog • http://msexchangeteam.com/ • Exchange 2007 online Help • http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/E2k7/ZH-TW/Help/ExchHelp/cb24ddb7-0659-4d9d-9057-52843f861ba8.mspx?mfr=true

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