Diseñando y probando el sistema de almacenamiento de Exchange Server 2007 David Cervigón IT Pro Evangelist

Agenda Objetivos de Diseño del sistema de almacenamiento en Exchange 2007 Necesidades especificas de almacenamiento para cada rol de servidor Alta disponibilidad para servidores de buzones Diseño de la solución de almacenamiento Copias de Seguridad Monitorización y pruebas del sistema de almacenamiento

Agenda Objetivos de Diseño del sistema de almacenamiento en Exchange 2007 Necesidades especificas de almacenamiento para cada rol de servidor Alta disponibilidad para servidores de buzones Diseño de la solución de almacenamiento Copias de Seguridad Monitorización y pruebas del sistema de almacenamiento

Objetivos de Diseño para el almacenamiento de Exchange Server 2007 Reducir la complejidad Reducir el coste Soportar buzones más grandes y más baratos Incrementar las opciones de almacenamiento Aumentar la fiabilidad

Más tráfico Mayor tamaño de mensajes y attachments Más tipos de clientes por usuario Más utilización de calendarios Mayor granularidad en los permisos Más usuarios por servidor 32-bit Exchange 2003 Exchange 2000 Exchange 5.5 Exchange bit Exchange 2007 Más memoria accesible Más memoria accesible Mayor estabilidad Mayor espacio para el SO Nueva funcionalidades Mayor caché Mayor caché Mejor rendimiento Mayor consolidación de servidores Menor coste de buzones grandes Arquitectura 64-bit Control

System Service Dispatcher Task ManagerExplorer SvcHost.ExeWinMgt.ExeSpoolSv.Exe Service Control Mgr. LSASS Object Mgr. Windows USER, GDI File System Cache I/O Mgr Environment Subsystems User Application Subsystem DLLs OS/2 System ProcessesServicesApplications System Threads User Mode Kernel Mode Windows NTDLL.DLL Device & File Sys. Drivers WinLogon Session Manager Services.Exe POSIX Plug and Play Mgr. Power Mgr. Security Reference Monitor Virtual Memory Processes & Threads Local Procedure Call Graphics Drivers Kernel Hardware Abstraction Layer (HAL) (kernel mode callable interfaces) Arquitectura de Windows Configura- tion Mgr (registry)

Code: EXE/DLLs Data: EXE/DLL static storage, per-thread user mode stacks, process heaps, etc. Code: EXE/DLLs Data: EXE/DLL static storage, per-thread user mode stacks, process heaps, etc FFFFFFF Code: NTOSKRNL, HAL, drivers Data: kernel stacks, File system cache Non-paged pool, Paged pool Code: NTOSKRNL, HAL, drivers Data: kernel stacks, File system cache Non-paged pool, Paged pool FFFFFFFF Process page tables, hyperspace C Las 4GB de Espacio de Direccionamiento Virtual en 32-bit 2 GB por proceso El espacio de direcciones de un proceso no es accesible por los demás 2 GB para el sistema El Sistema Operativo se carga aquí, y aparece en el espacio de direcciones de cada proceso El Sistema Operativo NO es un proceso Unico por proceso, accesible en modo kernel o user Para todo el sistema, Accesible solo en modo kernel Por proceso, accesible solo en modo kernel

Unique per process (= per appl.), user mode.EXE code Globals Per-thread user mode stacks.DLL code Process heaps Exec, kernel, HAL, drivers, etc BFFFFFFF FFFFFFFF C Unico por proceso, accesible en modo kernel o user Efectos de /3GB (4GT) sobre el Sistema /3GB en el BOOT.INI Windows 2003 soporta configuraciones intermedias entre 2GB y 3GB (/USERVA=) Solo disponible en: Windows 2003 Server Enterprise Edition & Win2000 Advanced Server Memoria física limitada a 16 GB Ofrece 3 GB de direccionamiento por proceso Usado generalmente en servidores de bases de datos (para mapeo de ficheros en RAM).EXE debe tener la flag large address space aware o son limitados a los 2GB por defecto (/LARGEADDRESSAWARE ) El principal sacrificado es la file system cache Mejor solución: AWE Aún mejor solución: 64-bit Windows Por proceso, accesible solo en modo kernel Process page tables, hyperspace Para todo el sistema, Accesible solo en modo kernel

Comparativa x86 – x64 Límites de la Memoria32-bit64-bit Total Virtual Address Space 4 GB 16 TB Espacio Virtual de Memoria por proceso de 32-bit 2GB (3 GB si el sistema arrancó con el modificador /3GB) 4GB si se compiló con /LARGEADDRESSAWAR E 2GB si no Espacio Virtual de Memoria por proceso de 64-bit -8 TB Paged Pool 470 MB 128 GB Non-Paged Pool 256 MB 128 GB System PTEsEntre 660 y 900 MB128 GB System Cache1 GB1 TB Límites de Memoria Física y CPU32-bit64-bit Windows XP Professional 4 GB / 1-2 CPUs32 GB / 1-2 CPUs Windows Server 2003 Standard Edition 4 GB / 1-4 CPUs32 GB / 1-4 CPUs Windows Server 2003 Enterprise Edition 64 GB / 1-8 CPUs1 TB / 1-8 CPUs Windows Server 2003 Datacenter Edition 64 GB / 1-32 CPUs1 TB / 1-64 CPUs

Beneficios de la Arquitectura de 64-bit (x64) Ejecuta Aplicaciones de 32-bit con un mejor rendimiento Ofrece los 4GB de Direccionamiento virtual para los procesos Large Memory Aware Ejecuta aplicaciones de 64-bit 8 TB Espacio de direccionamiento virtual Reducción en el mapeo de memoria y de los fallos de página en la mayoría de los casos Facilita la migración a infraestructuras de 64-bit puras Elimina la necesidad de complejos workarounds a los límites de memoria de los 32-bit 32-bit Process Address Space (2GB) 64-bit Process Address Space (8TB)

Exchange 32-bit Exchange bit Reducción de I/O por seg. Requeridas: 70% Discos optimizados para capacidad, no para throughput ¼ capacidad de disco 4x más usuarios Buzones más grandes Buzones más grandes de bajo coste con 64-bit

Exchange 2003 vs. Exchange 2007

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Rooes y Topología de Exchange 2007 Red corporativa Otros servidores SMTP Hub Transport Enrutado Políticas Aplicaciones : OWA, Outlook Anywhere Protocolos: EAS, POP, IMAP, Outlook Anywhere Programabilidad: Web services, Web parts Client Access Edge Transport Routing Higiene PBX ó VoIP I N T E R N E T Buzone s Carpeta s Públicas Voice Messaging Mensajería Unificada Fax

Algunos tipos de RAID (Repaso)

Servidores de Transporte (Concentrador y Perímetro) Base de datos ESE (mail.que) Transaction logs Protocol logging y message tracking logs Conversión de contenido SMTP a MAPI Se lleva a cabo en la carpeta TMP Paginación Agentes (Higiene de mensajería, reglas de filtrado, etc.)

Servidores de Transporte Configuración de ejemplo 2 Disk RAID1 2 GB RAM 2 x Dual Core 2Ghz CPU Sistema Operativo Pagefile.sys Tmp Transaction Logs Base de Datos ESE

Servidor de Buzones Base de Datos ESE (.edb) Transaction logs Indexado de contenido Paginación Conversión de contenido Mantenimiento de base de datos Backup y restore

2 Disk RAID1 6 Disk RAID1 12 GB RAM 4 x Dual core 2Ghz CPU Transaction Logs 20 Disk RAID10 Bases de Datos ESE Servidores de Buzones Configuración de ejemplo Sistema Operativo Pagefile.sys 2000 usuarios (5 MB por usuario) 14 Bases de Datos x 200Gb cada una Cuotas de buzón de 1 GB

Servidor de Acceso de Clientes Protocol logging Conversión de contenido Paginación Configuración de ejemplo 2 Disk RAID1 2 GB RAM 2 x dual core 2Ghz CPU Sistema Operativo Paginación Tmp Transaction Logs

Unified Messaging Server Gestión de llamadas Protocol logging Paginación Configuración de ejemplo 2 Disk RAID1 2 GB RAM 2 x dual core 2Ghz CPU Sistema Operativo Paginación Tmp Transaction Logs

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El sistema de mensajería es de Misión Crítica En Exchange 2003 Costosos Backups completos nocturnos. La disponibilidad de los datos y datacenter la tolerancia a fallos del datacenter requieren soluciones caras y complejas Soluciones nuevas en Exchange 2007 Replicación continua de bases de datos Dentro del datacenter Entre diferentes datacenters Flexibilidad del Hardware DAS, SAN, iSCSI

Soluciones de Alta Disponibilidad en Exchange 2007 Single Copy Cluster (SCC) El Cluster basado en MSCS y almacenamiento compartido Local Continuous Replication (LCR) Log Shipping para mantener una segunda copia LOCAL totalmente actualizada de las bases de datos de un grupo de almacenamiento. Cluster Continuous Replication (CCR) Log Shipping para mantener una segunda copia REMOTA totalmente actualizada de las bases de datos de un grupo de almacenamiento.

Clusterización de Exchange 2003 Requiere almacenamiento compartido Copia única de los datos Transporte, OWA, Buzones Hasta 8 nodos en activo/pasivo activo/activo en clusteres de 2 nodos Single Copy Clusters (SCC) Requiere almacenamiento compartido Copia única de los datos Solo buzones Redundancia simple para los demás roles Hasta 8 nodos en activo/pasivo Sin posibilidad de activo/activo en clusteres de 2 nodos Mejoras en: Instalación, Administración y comportamiento Q DB Logs SMTP MB OWA DB Q Logs MB

Problemas de los clusteres de copia única (SCC) No ofrecen redundancia total La solución no está protegida ante un fallo del propio sistema de almacenamiento Complejidad del despliegue y de las operaciones Costes El tiempo de recuperación ante una pérdida o corrupción de los datos dependen de la solución de Backup La replicación de datos entre dos datacenters requiere de la integración de tecnología de Partners DB Q Logs MBMBMBMB

Replicación Continua Local Activación manual por grupo de almacenamiento Habilita nuevas posibilidades de realizar copias de seguridad Con bajo coste Permitiendo la recuperación en minutos sin pérdida de datos Permite el uso de buzones más grandes Permite la disminución de las operaciones de E/S Logs DBs Logs DBs Replicación Continua Local (LCR)

Copiado y verificación de logs D:\SG1\logs E00.logE logE log E logE log Aplicación de los logs Habilitar DB Actualizada Replicación Continua Local MAPI D:\SG1\lc\logs

Replicación Continua en Cluster Gestión del servicio Gestión sencilla de las caídas de servido planificadas Recuperación automática ante caídas no planificadas Failover simétrico Nuevas posibilidades de Backup Con bajo coste Permitiendo la recuperación en minutos Sin punto de fallo único Flexibilidad en la elección del hardware y simplicidad de los requerimientos de almacenamiento DAS, SCSI, iSCSI La replicación de la base de datos la lleva a cabo el propio Exchange Permite failovers de un único servidor de buzones a otro datacenter Despliegue sencillo y experiencia de administración mejorada Posibilidad de descargar de trabajo al servidor que atiende a los clientes Q Q q DB Logs File Share KB

Copia y verificado de logs \\node1\GUID E00.logE logE log E logE log Aplicación de los logs seed seed en caliente DB actualizada Replicación Continua Clusterizada Activo Pasivo \\node2\GUID Aplicación de los logs DB actualizada Activo Pasivo E00.logE logE log E log Reseed Incremental E log

DEMO: Replicación Continua Local (LCR)

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Consideraciones Entender la repercusión que la elección del tipo de almacenamiento tiene en el rendimiento Requerimientos especiales de CCR Recuperación rápida de datos Balance entre el rendimiento y mantenimiento Planificación de quotas de buzones Elegir entre Outlook online y en modo cache Tamaño de los logs

Configuraciones típicas del almacenamiento SAN NAS No soportado en Exchange 2007 DAS iSCSI

Tolerancia a fallos Tipos de RAID Equilibrar rendimiento y capacidad RAID10 es lo más fiable Pueden perderse más discos antes de que se produzca una pérdida de datos. Un fallo en un disco tiene poco impacto en el rendimiento Poco impacto durante la reconstrucción del RAID La LUN de los Logs debería ser un RAID10 dedicada 100% a carga de escritura RAID5 ofrece la mejor eficiencia de almacenamiento Debido a su bajo rendimiento, no se suele usar el espacio exctra que ofrece. Las LUNs RAID5 tienen peor rendimiento que en Exchange RAID6 ofrece mejor protección que el RAID5 Peor rendimiento que el RAID5 con menor eficiencia

Alinear la partición (Disk alignment) Utilizar Diskpart para alinear las particiones antes de usar los volúmenes Un disco no alienado puede tener un rendimiento un 20% inferior Se utiliza mejor la cache Optimizar el Throughput 4 KB por defecto Recomendado Mejora la velocidad del backup

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Hay que estar preparado para Perder la base de datos Perder la máquina Corrupción del Sistema Problemas de configuración Pérdida del cluster Pérdida del Datacenter

Pilares de la recuperación de Desastres (I) Portabilidad de las bases de datos Las bases de datos se pueden restaurar en otro servidor mov box – ConfigurationOnly Los perfiles MAPI de los cliente se actualizan automáticamente con Outlook 2007 y los servicios de autodescubrimiento Servidor Alternativo (Dial Tone) Los usuarios pueden enviar y recibir correo sin tener acceso a sus datos historicos mov box – ConfigurationOnly Los perfiles MAPI de los cliente se actualizan automáticamente con Outlook 2007 y los servicios de autodescubrimiento Posteriormente se realiza una mezcla de los datos Recovery Storage Group (RSG) Filtrar/Mezclar buzones con restor box Soporte para buzones movidos y eliminados Soporte para extracción a otro buzón

Recuperación del servidor Setup /m:recoverserver Extrae la configuración del servidor desde el AD Permite clústeres en standby Herramientas de recuperación ante desastres de la consola Solucionador de Problemas Administración de Recuperación Mejoras en las bases de datos 50 SG y 50 bases de datos (hasta 5 DDBB por SG) Lost Log Resilience (LLR) Nombres de ficheros mas largos E log No más ficheros.STM Pilares de la recuperación de Desastres (II)

Pilares de la recuperación de Desastres (III) Métodos de Backup Backups tradicionales de streaming Backups basados en VSS Pueden funcionar en paralelo Permite restaurar a RSGs, otras localizaciones, otros servidores... CCR/LCR Primera línea de defensa Backups desde una Replica (VSS) Backups completos menos frecuentes Ventanas de mantenimiento y de backup más relajadas Sigue siendo necesario hacer copias de seguridad periódicamente aunque los datos estén siendo replicados

Resumen

DEMO: Administración de Recuperación de Base de Datos - Recuperación de un Buzón Borrado - Gestión de Grupos de Recuperación

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Comprender lo que se está observando Probar en condiciones reales Probar bases de datos grandes Determinar si el sistema cumple los requisitos de throughput Determinar el throughput máximo Pruebas del sistema de almacenamiento

Determinar los IOPS Qué son los IOPS Cómo se calculan los IOPS

Jetstress Simula operaciones de E/S de Exchange en un disco Puede realizar pruebas de rendimiento de un disco Puede someter al subsistema de disco a una prueba de carga

Herramientas Network Monitor Performance Monitor, Logs, y Alertas Visor de Sucesos MOM – Microsoft Operations Manager Exchange Optimizing Storage White Paper e/2003/library/optimizestorage.mspx e/2003/library/optimizestorage.mspx EXPTA – Performance Troubleshooting Analyzer EXBPA – Best Practice Analyzer Tool

Contadores clave RPC average latency: avg 50ms, max 100ms Disk latency: avg 20ms, max 40ms Log writes - <10ms Database reads - <20ms Database writes - <20ms Database page faults should be <1

Monitorización Indicadores de fallos potenciales en el hardware Event ID 1018 JET_errReadVerifyFailure Event ID 447 Problemas de rendimiento del almacenamiento Cambios de las tasas de E/S no tienen porque significar un potencial problema, sino tal vez un cambio en el uso del sistema

DEMO: Monitorización del rendimiento de Exchange Server 2007

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