Best Practices für mehrere Architekturen

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Letztes Änderungsdatum des Themas: 2005-05-13

Bevor Sie sich mit den spezifischen Best Practices für Ihre Speicherarchitektur befassen, sollten Sie sich mit den Verfahren vertraut machen, die für mehrere Architekturen gemeinsam gelten. Unabhängig von der Speicherarchitektur des Unternehmens müssen Sie die folgenden Komponenten berücksichtigen:

  • Festplatten
  • Arbeitsspeichercache
  • Speichercontroller
  • Spindles
  • RAID
  • Bus
  • SCSI-Adapter
  • Stromversorgung

Da die Optimierung von Festplatten ein wenig komplizierter ist als die anderer Komponenten, wird dieses Thema zuerst behandelt. Grundsätzlich gelten für die Optimierung von Festplatten die folgenden Best Practices:

  • Die Kapazitätsplanung ist ein wichtiger Aspekt bei der Planung von Speichersystemen. Um die Leistung des Exchange-Servers zu optimieren, sollten Sie viele schnelle Festplatten verwenden. Weitere Informationen zur Planung der Speicherkapazität finden Sie im Bereitstellungshandbuch für Exchange Server 2003 unter „Planning Storage for Each Server Configuration“.
  • Verwenden Sie für Transaktionsprotokollvolumes (sequenzieller Festplattenzugriff) Festplatten mit höherer Drehzahl. Verwenden Sie für Datenbanklaufwerke (zufälliger Festplattenzugriff) Festplatten mit niedriger Suchzeit.
  • Verwenden Sie Festplattensysteme, die drohende Fehler erkennen und die betroffenen Daten retten oder verschieben können. Die meisten Festplattenlaufwerke verfügen über diese Funktionen.
  • Berücksichtigen Sie je nach der verwendeten Hardware-RAID-Konfiguration E/A-Einbußen bei der Planung. Bei Hardware-RAID wird im Allgemeinen für jede Schreibanforderung die folgende E/A erzeugt:
    • RAID-0 = 1 Schreibvorgang
    • RAID-1 oder RAID-10 = 2 Schreibvorgänge
    • RAID-5 = 4 Schreibvorgänge
      Berechnen Sie die E/A-Einbußen mithilfe der folgenden Formel:
      (IOPS/Postfach × LESEQUOTIENT)+ ((IOPS/Postfach × SCHREIBQUOTIENT) ×RAID-Einbuße)
      Bei 1.500 IOPS pro Postfach (berechnet nach dem weiter oben angegebenen Verfahren) beträgt der Lesequotient z. B. 66 %/33 % (zwei von drei Anforderungen sind Leseanforderungen, die verbleibende Anforderung ist eine Schreibanforderung). Wenn Sie ein RAID-1- oder ein RAID-10-Array verwenden, wird der wirkliche Wert für die Hardware-IOPS folgendermaßen errechnet:
      (1,500 × 2/3) + ((1,500 × 1/3) × 2) = 2,000
      Wenn Sie dasselbe Szenario auf ein RAID-5-Array anwenden, beträgt der tatsächliche Wert für die Hardware-IOPS:
      (1,500 × 2/3) + ((1,500 × 1/3) × 4) = 3,000
      Wenn alle Laufwerke eine Drehzahl von 10.000 U/min haben, benötigen Sie mindestens 30 Laufwerke, um in einer RAID-5-Konfiguration den erforderlichen IOPS-Wert zu erreichen. Wenn Sie stattdessen RAID-1 oder RAID-10 implementieren, benötigen Sie mindestens 20 Laufwerke (bei einer RAID-1- oder RAID-10-Lösung müssen Sie eine gerade Anzahl von Laufwerken verwenden).
  • In der Regel sollten Sie die Spuren der Festplatte mit DiskPar an der physischen Festplattenpartition ausrichten. Da die maximale Anzahl verborgener Sektoren unter Windows 2000 und Windows Server 2003 auf 63 beschränkt ist, beginnen Festplatten mit mehr als 63 Sektoren pro Spur in der Standardeinstellung mit dem 64. Sektor. Alle mit Windows 2000 und Windows Server 2003 erstellten Partitionen beginnen mit dem 64. Sektor, sodass sich einer von jeweils acht Datenblöcken, die auf die Festplatte geschrieben werden, über zwei Spuren erstreckt. Ausführliche Anweisungen finden Sie in „How to Align Exchange I/O with Storage Track Boundaries“ im Exchange Server 2003 Performance and Scalability Guide). Diskpart kann nur mit Basisfestplatten verwendet werden. Mit dynamischen Festplatten kann Diskpar nicht verwendet werden.

Die folgende Tabelle enthält eine Übersicht über die empfohlenen Vorgehensweisen für die übrigen Speicherkomponenten.

Best Practices für die Optimierung gemeinsamer Speicherkomponenten

Komponente Best Practice
  • Arbeitsspeichercache

Da der Arbeitsspeicher auf die Festplatte ausgelagert wird, sobald der physische Arbeitsspeicher knapp wird, stellen Sie sicher, dass genügend Arbeitsspeicher verfügbar ist. Wenn der Arbeitsspeicher knapp bemessen ist, werden mehr Seiten auf die Festplatte geschrieben, sodass sich die Festplattenaktivität erhöht. Weitere Informationen zum Optimieren des virtuellen Speichers finden Sie im Microsoft Knowledge Base-Artikel 815372, „How to optimize memory usage in Exchange Server 2003“.

Legen Sie außerdem eine angemessene Größe für die Auslagerungsdatei fest. Weitere Informationen zum Festlegen der Auslagerungsdatei finden Sie im Microsoft Windows 2000 Resource Kit unter Evaluating Memory and Cache Usage).

Zusätzlicher Cache kann dazu beitragen, Spitzen bei Datenträger-E/A-Anforderungen zu bewältigen. Sie sollten jedoch beachten, dass sich eine nicht ausreichende Anzahl von Spindles nur selten durch zusätzlichen Cache kompensieren lässt und dass eine hinreichende Anzahl von Spindles einen großen Cache überflüssig machen kann.
  • Speichercontroller

Aktivieren Sie bei einem akkuunterstützten Cache das Zwischenspeichern von Schreibvorgängen, um die Schreibleistung auf den Transaktionsprotokolldatei- und Datenbankvolumes zu verbessern. Durch das Zwischenspeichern von Schreibvorgängen ergibt sich eine Antwortzeit von 2 ms für eine Schreib-E/A-Anforderung; andernfalls beträgt die Antwortzeit 10 bis 20 ms. Bei aktivierter Zwischenspeicherung von Schreibvorgängen wird die Reaktionsgeschwindigkeit für alle Übermittlungen eines Clients bedeutend verbessert.

Durch das Zwischenspeichern von Lesevorgängen wird die Leistung nicht verbessert, da dies nur bei sequenziellen Datenträgerlesevorgängen sinnvoll ist, die nur bei Transaktionsprotokolldateien ausgeführt werden. Transaktionsprotokolldateien werden nur gelesen, wenn sie erneut gespeichert werden, beispielsweise nach der Wiederherstellung einer Datenbank oder nach einem fehlerhaften Herunterfahren eines Servers.

Ein größerer Cache ermöglicht die Pufferung von mehr Daten, sodass längere Sättigungszeiträume bewältigt werden können.

Wenn der Controller die Konfiguration der Cacheseitengröße zulässt, sollten Sie diese auf 4 KB festlegen. Ein größerer Wert, z. B. 8 KB, bedeutet eine Verschwendung von Cache, da eine E/A-Anforderung von 4 KB die gesamte Cacheseite von 8 KB in Anspruch nimmt, sodass der nutzbare Cache halbiert wird.
  • Spindles

Spindles sind wichtiger als Kapazität. Die Leistung von Exchange wird verbessert, wenn die Spindles eine hohe Zahl von zufälligen E/A-Anforderungen unterstützen.

Wenn Sie RAID-1+0 verwenden, können Sie die Anzahl der Spindles mithilfe der folgenden Formel berechnen. Runden Sie den dabei ermittelten Wert auf die nächste gerade Zahl auf:

1,25 × [(Postfächer × IOPS pro Postfach / IOPS pro Spindle) + % Lese-E/A] / [% Lese-E/A + (% Schreib-E/A / 2)] = Spindles

Diese Formel berücksichtigt, dass das System insgesamt zu nicht mehr als 80 Prozent ausgelastet werden soll und dass auch bei Ausfall eines Spindles genügend E/A verfügbar ist.
  • RAID

Die verwendete RAID-Lösung sollte Kompromisse zwischen Kosten und Leistung eingehen, die für Ihr Unternehmen sinnvoll sind. Häufig können für bestimmte Datenspeicheranforderungen verschiedene RAID-Lösungen empfohlen werden. Grundsätzlich gelten folgende Empfehlungen:

  • Verwenden Sie RAID-1+0 für die Transaktionsprotokolldatei- und Datenbankvolumes sowie für die SMTP-Warteschlangen.
  • Verwenden Sie RAID-1 für die Transaktionsprotokolldateivolumes, die SMTP- und die MTA-Warteschlangen.
  • RAID-5 bietet im Allgemeinen nicht den besten Kompromiss zwischen Zuverlässigkeit/Verfügbarkeit und Leistung.
  • RAID-0 ist nicht zu empfehlen.
  • Bus

Eine höhere Durchsatzgeschwindigkeit bedeutet höhere Leistung. . SCSI-Busse bieten im Allgemeinen einen besseren Durchsatz und eine bessere Skalierbarkeit als IDE- oder ATA-Busse.

Mithilfe der folgenden Gleichung können Sie die theoretische Durchsatzgrenze für den Bus ermitteln:

(Busgeschwindigkeit (in Bit) / 8 Bit pro Byte) × Betriebsgeschwindigkeit (in MHz) = Durchsatz (in MB/s)

Die Leistung lässt sich auch verbessern, indem Sie mehrere Laufwerke mit separaten E/A-Bussen verbinden.
  • SCSI-Adapter
  • Eine höhere Durchsatzgeschwindigkeit bedeutet höhere Leistung. Ermitteln Sie die Menge der E/A-Operationen, die der Adapter verarbeiten kann, anhand der Spezifikationen des Herstellers. Beachten Sie dabei, dass ein bestimmter Anteil der Verarbeitungsleistung des Adapters für die Weiterleitung von E/A-Anforderungen an das entsprechende Gerät aufgewendet wird.