Berechnen der Servergröße

Letztes Änderungsdatum des Themas: 2006-05-05

In diesem Thema wird eine Methode beschrieben, mit deren Hilfe die erforderliche Servergröße ermittelt werden kann. Im Vordergrund steht die für eine Gruppe von Benutzern erforderliche Hardware. Aufgrund der großen Vielfalt der möglichen Microsoft® Exchange-Konfigurationen und Benutzerprofile ist es schwierig, die Anzahl der pro Server unterstützten Benutzer genau zu bestimmen. Berücksichtigt werden müssen die unterschiedlichen Clienttypen, wie aktiv die Benutzer sind, die Kapazität des Speichersubsystems und wie die Verwendung der Datenträgerressourcen für den Exchange-Server konfiguriert ist.

Anhand der folgenden Schritte können Sie diese Punkte überprüfen und die erforderliche Hardware ermitteln:

1. Ermitteln Sie Ihr Verwendungsprofil.
2. Wählen Sie anhand des Verwendungsprofils einen Server aus.
3. Überprüfen Sie die Kapazität des Datenträgersubsystems.

Anmerkung:

Die in diesem Abschnitt beschriebene Methode trifft auch auf Exchange 2000 Server zu. Durch Exchange Server 2003 wird die Benutzerlast geringfügig gesenkt, und die Speicherausnutzung wird im Vergleich zum Exchange 2000 Server deutlich verbessert. Exchange Server 2003 benötigt für das gleiche Benutzerprofil etwa 10 Prozent weniger Datenträgerressourcen als Exchange 2000 Server. Berücksichtigen Sie dies bei Ihren Überlegungen, wenn Sie sich beim Aktualisieren für einen neuen Server entscheiden.

Ermitteln Ihres Verwendungsprofils

Um berechnen zu können, wie viele Benutzer pro Server unterstützt werden, müssen Sie zunächst Ihr aktuelles Verwendungsprofil ermitteln. Sie können ein Verwendungsprofil mithilfe der beiden folgenden Parameter berechnen:

• Megazyklen/Postfach   Megazyklen/s pro Postfach. Die von jedem Postfach benötigte Prozessorleistung, die während der zweistündigen Hauptbelastungszeit auf dem Produktionsserver gemessen wird. Wenn ein Benutzer z. B. während der Hauptauslastungszeit 1 Megazyklus/s in Anspruch nimmt und der Server für 1.000 Benutzer ausgelegt ist (1.000 Megazyklen/s), ist die CPU eines 2 GHz-Prozessors zu 50 % ausgelastet.

  Anmerkung:
  Die für diesen Parameter tatsächlich verwendete Maßeinheit ist Megazyklen pro Sekunde pro Postfach. Aus Platzgründen wurde in diesem Abschnitt „pro Sekunde“ ausgelassen.

• IOPS/Postfach   E/A-Vorgänge/s pro Postfach. Die von jedem Benutzer verursachte Datenbank-Datenträgerverwendung (E/A-Vorgänge pro Sekunde), die während der zweistündigen Hauptauslastungszeit auf dem Produktionsserver gemessen wird. Dieser Messwert enthält keine E/A-Vorgänge für das Transaktionsprotokoll. Wenn für ein Postfach beispielsweise während der Hauptauslastungszeiten 0,5 DB IOPS verwendet werden und der Server für 1.000 Benutzer ausgelegt ist, ergibt dies 500 DB IOPS. Die Angaben zu IOPS/Postfach beruhen auf zufälligen Lese- und Schreibzugriffen (E/A) auf die Exchange-Datenbank.

  Anmerkung:
  Die für diesen Parameter tatsächlich verwendete Maßeinheit ist IOPS pro Sekunde pro Postfach. Aus Platzgründen wurde in diesem Abschnitt „pro Sekunde“ ausgelassen.

Verwendungsprofile beruhen auf Produktionsdaten, die neben Microsoft Outlook® auch Anwendungen von Drittanbietern enthalten können. Die Empfehlungen in diesem Abschnitt beziehen sich nicht auf einen bestimmten Client oder eine bestimmte Clientversion. Verwenden Sie beim Berechnen der Werte für Megazyklen/Postfach und IOPS/Postfach die aktuelle Anzahl der Postfächer auf dem Server.

Eine ausführliche Beschreibung der Kalkulation von Megazyklen pro Postfach finden Sie unter Kalkulieren von Megazyklen pro Postfach.

Eine ausführliche Beschreibung der Kalkulation von IOPS pro Postfach finden Sie unter Kalkulieren von IOPS pro Postfach.

Wenn der Server viele nicht verwendete Postfächer enthält oder viele andere Anwendungen ausgeführt werden, die während der zweistündigen Hauptauslastungszeit nur geringfügig zur Systemlast beitragen, sind die Ergebnisse der Benutzerlast nicht repräsentativ. Wählen Sie für Ihre Messungen einen Server aus, der über häufig verwendete Postfachtypen verfügt, oder beziehen Sie Postfächer, die normalerweise nicht verwendet werden, nicht in die Berechnung ein.

Berücksichtigen Sie weiterhin, dass die Systemlast nicht an allen Wochentagen gleich ist. So ist beispielsweise in vielen Unternehmen an einem Montag eine größere Serverlast zu verzeichnen als an anderen Wochentagen. Ein geeigneter Zeitraum zum Messen der typischen Spitzenaktivität ist montags zwischen 8:00 und 10:00 Uhr.

Wenn auf dem Server andere Prozesse ausgeführt werden, die einen großen Teil der Serverressourcen in Anspruch nehmen, verwenden Sie anstelle der Gesamtauslastung des Prozessors den Leistungsindikator Prozess\Prozessorzeit (%) für den Prozess Store.exe. Da die Prozessorauslastung von vielen Faktoren nichtlinear beeinflusst wird (z. B. der Effekt von Speichercache und die Serverskalierung mit zunehmender Anzahl an Prozessoren), sollten Sie diese Berechnung nur als Anhaltspunkt zum Ermitteln Ihres Bedarfs an Verarbeitungsleistung heranziehen. Der tatsächliche Bedarf ist davon abhängig, wie stark sich die endgültig verwendete Hardware von der zur Messung eingesetzten Hardware unterscheidet.

Anmerkung:

Wenn für die Benutzer in einem Unternehmen sehr unterschiedliche Verwendungsanforderungen gelten, müssen Sie unter Umständen die Verwendungsprofile für die einzelnen Benutzergruppen getrennt ermitteln. So liegt beispielsweise für die Vertriebsmitarbeiter ein anderes Verwendungsprofil vor als für die lokale Marketinggruppe. Das Erfassen getrennter Messwerte ist jedoch nur sinnvoll, wenn sich die Benutzergruppen deutlich unterscheiden.

Auswählen eines Servers anhand des Verwendungsprofils

Nachdem Sie das Verwendungsprofil ermittelt haben (Megazyklen/Postfach und IOPS/Postfach), können Sie die Prozessor- und Datenträgersubsystemanforderungen berechnen.

In den folgenden Abschnitten finden Sie vier Beispielverwendungsprofile sowie jeweils eine Empfehlung für die Serverhardware. Sie können das Profil Ihrer Benutzer mit den Beispielprofilen vergleichen, das den Anforderungen Ihres Unternehmens am besten entsprechende Profil ermitteln und sich an der jeweiligen Hardwareempfehlung orientieren. Wenn es in Ihrem Unternehmen z. B. sowohl Benutzer mit hohem Datenverkehrsaufkommen als auch Gelegenheitsbenutzer gibt, verwenden Sie die Empfehlungen für Benutzer, die hohe Auslastung verursachen.

Jede der nachstehenden Empfehlungen bezieht sich auf ein bestimmtes Verwendungsprofil und eine bestimmte Server/SAN-Konfiguration. In den Beispielen werden Hewlett Packard StorageWorks Enterprise Virtual Array-SAN oder CLARiion FC-4500-SAN verwendet, es eignet sich jedoch jedes SAN mit entsprechendem Datenträgerdurchsatz. Überprüfen Sie nach der Auswahl der passenden Hardware, ob das Datenträgersubsystem Ihren Anforderungen entspricht. Weitere Informationen finden Sie unter „Überprüfen der Kapazität des Datenträgersubsystems“ weiter unten in diesem Thema.

Es wird empfohlen, für High-End-Serverkonfigurationen einen Server mit 4 Prozessoren (2,8 GHz) zu verwenden. Bei der Hardwareempfehlung werden andere Leistungsfaktoren wie Netzwerkkapazität, Arbeitsspeicher des Servers und Größe des Cache nicht berücksichtigt. Sie können jedoch mithilfe der Beispielverwendungsprofile abschätzen, ob ein Server über ausreichend Prozessor- und Datenträgerkapazität verfügt.

Eine ausführliche Beschreibung der Kalkulation der Anforderungen an den Prozessor für den Postfachserver finden Sie unter Kalkulieren der Anforderungen an den Prozessor für den Postfachserver.

Eine ausführliche Beschreibung der Kalkulation der Anforderungen an das Datenträgersubsystem für den Postfachserver finden Sie unter Kalkulieren der Anforderungen an das Datenträgersubsystem für den Postfachserver.

Beispielverwendungsprofile

In diesem Abschnitt finden Sie Beispielverwendungsprofile und Hardwareempfehlungen für das jeweilige Profil. Verwenden Sie die im vorherigen Abschnitt ermittelten Informationen, um das Beispielprofil zu bestimmen, das Ihren derzeitigen Anforderungen am ehesten entspricht.

In Abhängigkeit von der von Ihnen verwendeten Postfachgröße und der Benutzeraktivität können Ihre Werte für IOPS/Postfach geringfügig kleiner oder größer sein als die in den folgenden Beispielen angegebenen Werte. So hatte ein Unternehmen beispielsweise bisher Benutzerprofile mit 4 IOPS/Postfach. Der hohe Wert für IOPS/Postfach beruhte zum großen Teil darauf, dass für Benutzer keine Postfachkontingente festgelegt waren (die Postfachgrößen betrugen 1 bis 10 GB). Die Benutzer sendeten außerdem Nachrichten mit großen Anlagen (die maximale Größe für Anlagen wurde auf 25 MB angehoben).

Profil für Knowledge Worker mit hohem Datenaufkommen

Dieses Profil ist für Knowledge Worker mit hohem Datenaufkommen bestimmt. Die Tätigkeiten von Benutzern mit diesem Profil sind in hohem Maße von E-Mail abhängig. Die Benutzer verwenden möglicherweise Clients für den Exchange-Cachemodus. Bei diesem Profil kann von folgender Auslastung ausgegangen werden:

• Megazyklen/Postfach: etwa 2,5
• IOPS/Postfach: etwa 0,75

Beispielserver mit hoher Kapazität für Knowledge Worker mit hohem Datenaufkommen

In dieser Beispielkonfiguration unterstützt der Server 5.100 Benutzer für das Profil. Bei 5.100 Benutzern pro Server beträgt die Prozessor-Spitzenauslastung 80 Prozent. Dies lässt genug Spielraum für Zeiten extrem hoher Serverlast.

Es wird geschätzt, dass 48 Spindles zum Verarbeiten von 4.800 IOPS/s ausreichen (unter der Voraussetzung, dass die Datenträger 100 IOPS/Spindle unterstützen). Deshalb beträgt die Datenträger-Spitzenauslastung bei 4.600 Benutzern mit 0,75 IOPS/Postfach für die Datenbanklaufwerke 72 Prozent. Wenn Sie berücksichtigen, dass bei einer RAID 1-Konfiguration für jeden Schreibvorgang zwei E/A-Vorgänge erforderlich sind, reduziert sich der geschätzte Durchsatz auf 3.840 IOPS/s. (Eine Erläuterung dazu, wie dieser Wert ermittelt wurde, finden Sie weiter unten in diesem Thema unter „Einschätzen der Datenträgerkapazität“). Der in dieser Tabelle aufgeführte tatsächliche Spitzenwert der Datenträgerauslastung ist geringfügig höher, da er nicht auf einem geschätzten Wert beruht, sondern durch eine Messung der tatsächlichen Festplattenkapazität ermittelt wurde.

Profil für Knowledge Worker mit mittlerem Datenaufkommen

Dieses Profil ist für Knowledge Worker mit mittlerem Datenaufkommen bestimmt. Die Clients verwenden unter Umständen BlackBerry oder andere mobile Geräte. Die Tätigkeiten von Benutzern mit diesem Profil sind in hohem Maße von E-Mail abhängig. Bei diesem Profil kann von folgender Auslastung ausgegangen werden:

• Megazyklen/Postfach: etwa 1,9
• IOPS/Postfach: etwa 0,4

Beispielserver mit hoher Kapazität für Knowledge Worker mit mittlerem Datenaufkommen

In dieser Beispielkonfiguration unterstützt der Server 4.725 Benutzer, die mittleres Datenaufkommen verursachen. Bei 4.725 Benutzern pro Server beträgt die Prozessor-Spitzenauslastung 80 Prozent. Dies lässt genug Spielraum für Zeiten extrem hoher Serverlast.

Es wird geschätzt, dass 30 Spindles zum Verarbeiten von 3.000 IOPS/s ausreichen (unter der Voraussetzung, dass die Datenträger 100 IOPS/Spindle unterstützen). Deshalb beträgt die Datenträger-Spitzenauslastung bei 4.725 Benutzern mit 0,4 IOPS/Postfach für die Datenbanklaufwerke 63 Prozent. Der in dieser Tabelle aufgeführte tatsächliche Spitzenwert der Datenträgerauslastung ist geringfügig höher, da er nicht auf einem geschätzten Wert beruht, sondern durch eine Messung der tatsächlichen Festplattenkapazität ermittelt wurde.

Profil für Knowledge Worker mit geringem Datenaufkommen

Dieses Profil ist für Knowledge Worker mit geringem Datenaufkommen bestimmt. Benutzer mit diesem Profil verfügen in der Regel nur über kleine Postfachkontingente. Bei diesem Profil kann von folgender Auslastung ausgegangen werden:

• Megazyklen/Postfach: etwa 0,75
• IOPS/Postfach: etwa 0,18

Beispielserver mit hoher Kapazität für Knowledge Worker mit geringem Datenaufkommen

Profil für Knowledge Worker mit sehr geringem Datenaufkommen

Dieses Profil ist für Knowledge Worker mit sehr geringem Datenaufkommen bestimmt, die selten E-Mail-Dienste verwenden. Benutzer mit diesem Profil verwenden wahrscheinlich POP3 und verfügen nur über kleine Postfachkontingente. Bei diesem Profil kann von folgender Auslastung ausgegangen werden:

• Megazyklen/Postfach: etwa 0,33
• IOPS/Postfach: etwa 0,078

Beispielserver mit hoher Kapazität für Knowledge Worker mit sehr geringem Datenaufkommen

Überprüfen der Kapazität des Datenträgersubsystems

Der letzte Schritt beim Ermitteln der erforderlichen Serverleistung ist das Überprüfen der Kapazität des Datenträgersubsystems. Nach dem Auswählen eines Datenträgersubsystems müssen Sie den Durchsatz der Hardware testen, um sicherzustellen, dass diese Ihren Anforderungen entspricht. Sie können das von Microsoft bereitgestellte Jetstress-Tool verwenden, um die Leistung des Datenträgersubsystems zu messen. Jetstress erzeugt eine hohe Systemlast, mit der die Lese-/Schreiblast der Exchange-Datenbank simuliert wird. Belasten Sie beim Ausführen dieses Tools jedes SAN mit der maximalen Anzahl von IOPS (E/A-Vorgängen pro Sekunde), ohne die Wartezeit von 20 ms bei Lese- und Schreibvorgängen zu überschreiten. Weitere Informationen zu Jetstress finden Sie unter Exchange Server 2003-Leistungstools.

In einer Exchange-Messagingbereitstellung können unterschiedliche Typen von Datenträgersubsystemen eingesetzt werden. Das im folgenden Abschnitt behandelte Datenträgersubsystem dient als Beispiel und stellt keine Empfehlung hinsichtlich eines bestimmten Speichersubsystems dar. Unabhängig davon, für welches Datenträgersubsystem Sie sich entscheiden, sollten Sie zuerst überprüfen, ob dieses Subsystem die jeweiligen Anforderungen erfüllt.

Beispieltestergebnisse für ein Fibre Channel-SAN

Die Daten in Tabelle C.5 zeigen die Ergebnisse, die beim Test des maximalen kontinuierlichen Durchsatzes mit einem Fibre Channel-SAN ermittelt wurden. Die Überprüfung wurde in einer Testumgebung durchgeführt.

Jetstress-SAN-Test

In diesem Beispiel wurde beim Testen mit Jetstress eine maximale Rate von 430 IOPS pro Speichergruppendatenbank erzielt. Der Jetstress-Test wurde mit folgenden Parametern ausgeführt:

jetstress -l L:\logfile_location -Z -A -I 50 -D 50 -R 0 -N 0

Anmerkung:

Die Leistung nimmt möglicherweise ab, wenn sich die logischen Exchange-Einheiten Spindles mit anderen Anwendungen oder Servern teilen, die andere Aufgaben als Messaging durchführen. Die Leistung von Exchange erreicht optimale Werte, wenn die Datenträger nur für den Exchange-Server bestimmt sind. Wenn Spindles von Exchange und anderen Anwendungen gemeinsam verwendet werden, kann die tatsächliche Leistung hinter den in der Testumgebung beobachteten Ergebnissen zurückbleiben.

Auf der Grundlage des im Jetstress-Test gemessenen Durchsatzes können Sie bestimmen, wie viele Benutzer durch das Datenträgersubsystem unterstützt werden. Im vorliegenden Beispiel unterstützt das SAN 1.075 Postfächer für Knowledge Worker mit hohem Datenaufkommen.

Einschätzen der Datenträgerkapazität

Wenn Sie die Datenträgerkapazität einschätzen möchten, sollten Sie von einem Wert von etwa 100 IOPS/s für jede Spindle ausgehen (bei 10.000 U/min). Je nach verwendeter Datenträgerkonfiguration müssen Sie diese Werte möglicherweise ändern. Ein angemessenes Verhältnis von Lese- und Schreibvorgängen bei den Datenträgern der Exchange-Datenbank liegt bei 3:1. Sie sollten dieses Verhältnis jedoch für Ihre Umgebung neu messen. In der folgenden Tabelle finden Sie den geschätzten Durchsatz für Konfigurationen von RAID 0, RAID 1, RAID 0+1 und RAID 5 bei einem angenommenen Verhältnis von 3:1.

Geschätzte RAID-Durchsatz pro Spindle

Bei diesen Berechnungen wird davon ausgegangen, dass bei zu 48 Stripesets zusammengefassten Datenträgern 3.840 IOPS/s erreicht werden können. Entsprechend können mit 5 Datenträgern in einer RAID5-Konfiguration 285 IOPS/s erreicht werden.

In einer RAID 0-Konfiguration generiert jeder Lese- und Schreibvorgang genau einen E/A-Vorgang. Bei RAID 1- und RAID 0+1-Konfigurationen erzeugt jeder Lesevorgang einen E/A-Vorgang und jeder Schreibvorgang zwei (ein Schreibvorgang auf einen gespiegelten Datenträger). Bei RAID5 erfordert jeder Schreibvorgang vier E/A-Vorgänge: zwei Lesevorgänge zum Berechnen der Parität und zwei Schreibvorgänge (einer für die Daten und einer für die Paritätsinformationen). Aus diesem Grund erhöht sich bei RAID 1, RAID 0+1 und RAID 5 die ursprüngliche Anzahl der Lese- und Schreibvorgänge. Ein Beispiel für den Anstieg der E/A-Vorgänge finden Sie im folgenden Abschnitt „Beispielberechnung“. Im Vergleich zur ursprünglichen Anzahl der Lese- und Schreibvorgänge ist der tatsächliche Durchsatz geringer.

Beispielberechnung

In der folgenden Tabelle wird dargestellt, wie viele E/A-Vorgänge in den jeweiligen RAID-Konfigurationen für 300 Lesevorgänge und 100 Schreibvorgänge erforderlich sind.

Beispiel für die Leistung von RAID-E/A-Vorgängen

Aus dem Beispiel ist ersichtlich, dass 400 Vorgänge (300 Lese- und 100 Schreibvorgänge) bei einer RAID 1-Konfiguration zu 500 E/A-Vorgängen führen. Der tatsächliche Durchsatz ist um das Verhältnis 400/500 bzw. den Faktor 0,8 reduziert. Eine genauere Schätzung als 100 IOPS pro Spindle für RAID0 sind daher 80 IOPS pro Spindle.

Planen Ihrer Topologie mit System Center Capacity Planner 2006

System Center Capacity Planner 2006 wurde von Microsoft entwickelt, um Sie bei der Erstellung von Systemarchitekturmodellen für die Bereitstellung von Serveranwendungen wie Microsoft Exchange Server 2003 zu unterstützen. Ein typisches Systemarchitekturmodell setzt sich aus Folgendem zusammen:

• Topologie: Standorte, Netzwerktypen, Netzwerkkomponenten und Netzwerkeigenschaften (Bandbreite, Wartezeiten)
• Hardware: Serververteilung und -eigenschaften, Server- und Netzwerkzuordgung
• Software: Zuordnung von Serverfunktionen und Diensten sowie von Dateien und Speichergeräten
• Verwendungsprofile: Website- und Clientverwendung

Nachdem Sie ein Modell erstellt haben, können Sie eine Simulation ausführen, die eine Zusammenfassung und Details zur Leistung der Anwendung und der unterstützenden Komponenten liefert. Weitere Informationen zu diesem Tool finden Sie auf der Webseite System Center Capacity Planner 2006.

Zusammenfassung

Die drei Schritte beim Planen der Servergröße sind:

• Ermitteln des Verwendungsprofils
• Auswählen der Hardware und Berechnen der für das Verwendungsprofil angemessenen Prozessor- und Festplattenhardware
• Überprüfen der Leistung des Datenträgersubsystems

Verwendungsprofile können sich im Lauf der Zeit ändern. Sie müssen deshalb Ihre Server in regelmäßigen Abständen überprüfen, um eine optimale Gesamtleistung und ausgewogene Serverlast zu gewährleisten.