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Informationen zu Lösungen zur Erhöhung der Verfügbarkeit und der Ausfallsicherheit von Exchange Server 2003

 

Letztes Änderungsdatum des Themas: 2005-09-14

Unternehmen werden häufig nach ihrer Fähigkeit bewertet, die betrieblichen Abläufe aufrecht zu halten und immer dienstbereit zu sein. Eine Unterbrechung der Dienste oder des Betriebs kann verheerende Auswirkungen auf den Ruf eines Unternehmens haben und überaus teuer werden.

Allgemein gesagt wird Verfügbarkeit durch ein Gleichgewicht der risikominimierenden Maßnahmen wie Ausfallsicherheit der Site sowie Wiederherstellungsoptionen einschließlich der Datensicherungsvorkehrungen erreicht. Hierbei bezieht sich der Begriff Ausfallsicherheit der Site auf die Fähigkeit, die logische Topologie einer bestimmten Infrastruktur von einem primären physischen Standort auf einen sekundären physischen Standort auszudehnen.

Microsoft® Exchange Server 2003 bietet sofort verfügbare Funktionen, die in Infrastrukturen für ausfallsichere Sites verwendet werden können. Neben diesen sofort verfügbaren Funktionen gibt es Speicherlösungen von Drittanbietern, die eine Bereitstellung von Exchange Server 2003 in einer Infrastruktur für ausfallsichere Sites ermöglichen.

In diesem Artikel möchte ich verschiedene Faktoren untersuchen, die Auswirkungen auf Lösungen für ausfallsichere Sites haben, und einige Empfehlungen im Hinblick auf die optimalen Methoden zur Implementierung von Lösungen für ausfallsichere Sites geben. Ich werde mich hierin nicht mit speziellen Speicherlösungen von Drittanbietern befassen, sondern die drei wichtigsten Herangehensweisen erläutern, die normalerweise von diesen Anbietern verwendet werden.

Obwohl die Begriffe Verfügbarkeit und Hochverfügbarkeit manchmal gleichbedeutend verwendet werden, können sie je nach dem Kontext, in dem sie verwendet werden, und je nach Zielgruppe unterschiedliche Bedeutungen haben. In diesem Artikel bezieht sich Verfügbarkeit auf die Fähigkeit einer Komponente oder eines Dienstes, die jeweilige Funktion in einem bestimmten Moment oder über einen bestimmten Zeitraum zur Verfügung zu stellen. Hochverfügbarkeit bezieht sich hingegen auf die Minimierung oder Tarnung von Fehlern durch die Implementierung von Fehlertoleranz und Redundanz.

Da diese Begriffe häufig falsch verstanden werden, ist es für Kunden relativ einfach, unzutreffende Erwartungen im Hinblick auf Verfügbarkeitsziele zu entwickeln. Und es ist ebenso einfach für Kunden, ein höheres Verfügbarkeitsniveau zu fordern, als sie zu zahlen bereit sind.

Zu den Kostenfaktoren gehören u. a. die folgenden Bereiche:

  • Hardware
  • Software
  • Netzwerkinfrastruktur
  • Personal
  • Schulung
  • Einrichtungen
  • Wartungsfreundlichkeit   Der Begriff Wartungsfreundlichkeit bezieht sich auf vertragliche Vereinbarungen betreffend die Dienste von Drittanbietern oder auf Vereinbarungen betreffend die operative Ebene, die mit IT-Abteilungen im Unternehmen geschlossen wurden, damit IT-Dienste bereitgestellt bzw. Komponenten gewartet werden.
  • Betriebskosten

Das Microsoft Operations Framework (MOF) befasst sich im Detail mit der Verfügbarkeitsverwaltung sowie mit Konzepten zur Aufrechterhaltung von Diensten, was auch die Kosten betreffende Überlegungen mit einschließt. Für weitere Informationen sollten Sie zudem auch die folgenden Artikel lesen:

Sie können die Verfügbarkeit erhöhen, indem Sie Redundanzen implementieren. Die folgenden Funktionen der unterschiedlichen Exchange Server 2003-Serverfunktionen helfen beim Implementieren von Redundanzen:

  • Postfachserver   Sie können den Clusterdienst von Microsoft Windows Server™ 2003 nutzen, um Hochverfügbarkeit für Postfachserver zu gewährleisten.
  • Server für Öffentliche Ordner   Sie können die integrierten Replikationsfunktionen nutzen, um Hochverfügbarkeit für die Server für Öffentliche Ordner sicherzustellen. Im Rahmen der integrierten Replikation wird eine Kopie der Ordner auf einem oder mehreren anderen Servern unterhalten. Informationsspeicher für Öffentliche Ordner können sich auch in Windows-Serverclustern befinden.
  • Bridgeheadserver   Mit den Exchange Server 2003-SMTP-Connectors und Routinggruppenconnectors können mehrere Server als Quellenbridgeheads konfiguriert werden, wodurch Hochverfügbarkeit für den Transport bereitgestellt wird. Darüber hinaus können SMTP-Server Teil eines NLB-Clusters (Network Load Balancing, Netzwerklastenausgleich) sein, um Hochverfügbarkeit für die SMTP-Server zu gewährleisten.
  • Front-End-Server   Exchange Server 2003-Front-End-Server können Teil eines NLB-Clusters sein, um die Verfügbarkeit von Microsoft Office Outlook® Web Access und anderen internetbasierten Exchange-Clients sicherzustellen.

Die von Drittanbietern für Exchange Server 2003 bereitgestellten Speicherlösungen für Hochverfügbarkeit und Ausfallsicherheit von Sites setzen in der Regel auf eine oder eine Kombination der folgenden Vorgehensweisen auf:

  • Datenreplikation
  • Geografisch verteilte Cluster
  • Ersatzcluster

Aus dem Blickwinkel der Anwendung sind solche Lösungen für Exchange Server 2003 unsichtbar. Diese Lösungen sind so ausgelegt, dass keine Konfigurationsänderungen an Exchange Server 2003 erforderlich sind, und die Lösung arbeitet für Exchange Server transparent.

Im Artikel Bereitstellungsrichtlinien für die Datenreplikation für Exchange Server mit mehreren Standorten werden die Konzepte der Replikationstechnologien für Exchange Server 2003 im Detail erläutert. Bei der Suche nach Lösungen für Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit von Sites für Exchange Server 2003 ist es jedoch wichtig, einige grundlegende Konzepte von Replikationslösungen zu verstehen:

  • Wo erfolgt die Replikation?   Die Replikation kann auf Hostebene oder auf der Ebene des Speichersystems stattfinden.
  • Wie erfolgt die Replikation?
    • Bei der hostbasierten Replikation wird Software verwendet, um die E/A abzufangen und den Replikationsprozess zu verwalten. In den meisten Fällen wird bei der hostbasierten Replikation ein Filtertreiber verwendet.
    • Die speicherbasierte Replikation erfolgt auf der Ebene des Speichersystems.
  • Wie arbeitet die Replikation?
    • Die synchrone Replikation impliziert, dass die Daten sowohl in den primären als auch in den sekundären Speicher geschrieben werden, bevor der Host die Antwort „Schreibvorgang abgeschlossen“ erhält.
    • Die asynchrone Replikation impliziert, dass der Host die Antwort „Schreibvorgang abgeschlossen“ vom primären Speicher erhält, nachdem die Daten geschrieben wurden, und dass die Replikation dann im Hintergrund erfolgt.

Tabelle 1 zeigt die Vor- und Nachteile der synchronen und der asynchronen Replikation.

Tabelle 1   Vor- und Nachteile der synchronen und der asynchronen Replikation

Replikationstyp Vorteile Nachteile

Synchrone Replikation

  • Mit der synchronen Replikation wird normalerweise sichergestellt, dass keine Daten verloren gehen, da die Daten sowohl in den primären als auch in den sekundären Speicher geschrieben werden, bevor die Antwort „Schreibvorgang abgeschlossen“ ausgegeben wird.
  • Es gibt keinen Unterschied zwischen den Daten im primären und im sekundären Speicher.
  • Die replizierten Exchange Server-Daten werden von Microsoft vollständig unterstützt.
  • Es gibt Einschränkungen betreffend die Leistung und die Skalierbarkeit.
  • Die Entfernung hat Auswirkungen auf die Schreiblatenz, besonders was das Schreiben von Protokollen betrifft.
  • Hohe Latenz setzt eine Verringerung der E/A-Schreibanforderungen voraus, um eine akzeptable Benutzererfahrung sicherzustellen. Daher muss die Anzahl der Postfächer pro Server verringert werden.
  • Die synchrone Replikation ist relativ teuer.

Asynchrone Replikation

  • Es gibt keine nennenswerten Auswirkungen auf die Leistung und die Skalierbarkeit, da der Host nicht warten muss, bis die Daten in den Remotespeicher geschrieben wurden, bevor die Meldung „Schreibvorgang abgeschlossen“ ausgegeben wird.
  • Die asynchrone Replikation ist relativ günstig.
  • Die replizierten Exchange Server-Daten werden von Microsoft nicht unterstützt.
  • Die Daten im sekundären Speicher sind ggf. nicht immer aktuell.
  • Eine falsche Schreibreihenfolge kann zu einer Beschädigung der Exchange Server-Daten führen. Der Anbieter der Speicherlösung muss sicherstellen, dass die Daten ordnungsgemäß geschrieben werden.

Bei den Lösungen für geografisch verteilte Cluster handelt es sich ebenfalls um Speicherlösungen von Drittanbietern, die auf die Windows-Clustertechnologie aufsetzen. Weitere Informationen zu geografisch verteilten Clustern finden Sie in den folgenden Artikeln:

Wenn Sie die Verwendung von geografisch verteilten Clustern für Exchange Server 2003 in Betracht ziehen, sollten Sie die folgenden Punkte berücksichtigen:

  • Lösungen für geografisch verteilte Cluster basieren auf der Windows-Clustertechnologie. Lösungen für geografisch verteilte Cluster werden aus einer Kombination der Hardware und Software von Drittanbietern erstellt. Detaillierte Informationen finden Sie im Windows Server-Katalog unter Cluster Solutions, Geographically Dispersed Clustering Solution (in englischer Sprache).
  • Bei geografisch verteilten Clustern kann es sich um gemeinsam genutzte Quorumcluster mit mindestens zwei Knoten oder Cluster vom Typ MNS (Majority Node Set, Hauptknotensatz) mit mindestens drei Knoten handeln.
  • Bei geografisch verteilten Clustern wird mit Datenreplikation gearbeitet, die Teil der Lösung ist.
  • Jeder Knoten des Clusters greift auf ein Replikat des gemeinsam genutzten Speichers zu.
  • Lösungen für geografisch verteilte Cluster setzen die Erweiterung des Subnetzes voraus, das von der öffentlichen Netzwerkschnittstelle des Clusters zu einem sekundären physischen Standort verwendet wird.
  • Geografisch verteilte Cluster setzen eine Erweiterung des Clustertakt-Subnetzes um einen sekundären physischen Standort voraus. In allen Fällen darf die Netzwerklatenz der Lösung nicht höher als 500 ms sein.
  • Speziell für Exchange Server ist eine synchrone Replikationslösung für die replizierten Exchange Server-Daten erforderlich, damit eine Unterstützung seitens Microsoft sichergestellt ist.

Nun wollen wir einen Blick auf einige der Vor- und Nachteile der Verwendung von geografisch verteilten Clustern für Exchange Server 2003 werfen.

Im Folgenden sind einige der Vorteile der Verwendung von geografisch verteilten Clustern für Exchange Server 2003 aufgeführt:

  • Geografisch verteilte Clusterlösungen bieten Ausfallsicherheit der Site für Postfachcluster.
  • Geografisch verteilte Clusterlösungen sind für die Benutzer vollständig transparent und erfordern nur minimale manuelle Eingriffe für das Failover.
  • Es gibt keine Datenverluste.
  • Die Auswirkungen eines Failovers sind für die Benutzer minimal.
  • WHQL-qualifizierte Lösungen (Windows Hardware Quality Labs) werden von Microsoft unterstützt.

Im Folgenden sind einige der Nachteile der Verwendung von geografisch verteilten Clustern für Exchange Server 2003 aufgeführt:

  • Die Implementierung von geografisch verteilten Clusterlösungen ist relativ teuer.
  • Die Implementierung von geografisch verteilten Clusterlösungen ist relativ komplex.
  • Geografisch verteilte Clusterlösungen erfordern ein höheres Niveau im Hinblick auf den Reifegrad der betrieblichen Abläufe.
  • Leistung und Skalierbarkeit werden von der Verwendung der synchronen Replikation beeinträchtigt.
  • Die Anzahl der Postfächer pro Server ist im Vergleich zu einem eigenständigen Exchange-Server geringer.

Ersatzcluster können in Lösungen für die Ausfallsicherheit von Sites für Exchange Server 2003-Postfachcluster verwendet werden. Ein Ersatzcluster für Exchange Server 2003 ist ein Windows-Servercluster mit den folgenden Eigenschaften:

  • Ein Ersatzcluster entspricht dem Exchange-Produktionscluster in Bezug auf Hardware- und Softwarekonfiguration. Insbesondere stimmen die Versionen und Aktualisierungen von Windows Server and Exchange Server überein.
  • Die Exchange Server-Programmdateien sind auf dem Ersatzcluster installiert, der Ersatzcluster ist aber noch nicht mit irgendwelchen virtuellen Exchange-Servern konfiguriert.
  • Der Ersatzcluster kann nur dann verwendet werden, wenn alle virtuellen Exchange-Server auf dem Produktionscluster offline sind.

Ein Ersatzcluster kann verwendet werden, um Messaging Dial Tone-Funktionen bereitzustellen, oder er kann, wenn er in Verbindung mit Datenreplikationslösungen eingesetzt wird, die vollständigen Daten an einem sekundären Standort bereitstellen. Die Messaging Dial Tone-Funktion ist eine Strategie, die Benutzer in die Lage versetzt, Nachrichten zu senden und zu empfangen, indem temporäre leere Postfächer verwendet werden, während eine Datenwiederherstellung erfolgt.

Die Verwendung von Ersatzclustern für Exchange Server 2003 wird im Detail im Exchange Server 2003-Handbuch zur Wiederherstellung nach Datenverlust beschrieben.

Wenn Sie eine Lösung für die Ausfallsicherheit von Sites für Exchange Server 2003 planen, sollten Sie die folgenden bewährten Methoden berücksichtigen:

  • Prüfen Sie Ihre Anforderungen an die Verfügbarkeit.
  • Informieren Sie sich, wie die alternative Siteinfrastruktur aussehen wird.
    • Gibt es am Standort leere Räume mit Stromversorgung, Umgebungskontrollen, Netzwerkgeräten und einer Telekommunikationsinfrastruktur, sodass das Unternehmen im Falle einer notwendigen Wiederherstellung nach Datenverlust eigene Computer installieren kann? Hierbei bezieht sich der Begriff Wiederherstellung nach Datenverlust auf den Prozess zum Wiederherstellen von Benutzer- und Konfigurationsdaten aus einer Datensicherungsquelle, um die Dienstverfügbarkeit wiederherzustellen.
    • Ist der Standort mit Computern und einer Infrastruktur ausgestattet, die für eine Wiederherstellung nach Datenverlust geeignet und bereit sind?
    • Gibt es am Standort dedizierte Computer, auf denen die wichtigen Geschäftssysteme des Unternehmens dupliziert sind und die den Betrieb sofort und mit nur minimalem oder ohne Datenverlust übernehmen können?
  • Werden in der Infrastruktur bereits andere Dienste für die Ausfallsicherheit von Sites verwendet?
  • Gibt es Vereinbarungen zum Servicelevel? Häufig verfügen Kunden nicht über gut definierte Vereinbarungen zum Servicelevel für die aktuelle Umgebung, und viele Kunden haben unklare Verfügbarkeitsanforderungen im Hinblick auf die Ausfallsicherheit von Sites. Eine Vereinbarung zum Servicelevel ist eine schriftliche Vereinbarung zwischen einem Dienstanbieter und dem Kunden, in der die vereinbarten Verfügbarkeitslevel für einen Dienst dokumentiert sind.
  • Versuchen Sie, den Anbieter der Speicherlösung in den gesamten Prozess miteinzubeziehen.
  • Planen Sie eine Machbarkeitsstudie, und stellen Sie sicher, dass die Lösungen, die Sie implementieren möchten, von Microsoft und dem Anbieter der Speicherlösung getestet und geprüft wurden.
  • Planen Sie Sitefailover-Simulationen in der Produktionsumgebung.
  • Legen Sie fest, wie lange die Lösung im alternativen Sitemodus bleiben soll.
  • Vergewissern Sie sich, dass alle Abhängigkeitsanforderungen für die Ausfallsicherheit der Site umfassend verstanden wurden. Diese Abhängigkeitsanforderungen können z. B. Folgendes umfassen:
    • Netzwerk
    • Clientkonnektivität und Umleitung
    • Namensauflösung
    • Active Directory®-Verzeichnisdienst
    • Transportkonnektivität
    • Betriebsbereitschaft
 
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