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Grundlegendes zu Unified Messaging-Leistung und -Skalierbarkeit

Exchange 2010
 

Gilt für: Exchange Server 2010 SP3, Exchange Server 2010 SP2

Letztes Änderungsdatum des Themas: 2009-11-30

Heutzutage ist der Zugriff auf E-Mail-Nachrichten und Voicemails in vielen Organisationen von kritischer Bedeutung für das Tagesgeschäft. Damit der Zugriff auf E-Mail und Voicemail stets möglich ist, muss die Lösung für Microsoft Exchange Server 2010 sorgfältig geplant und implementiert werden, da die Verfügbarkeit der Server, die diese Dienste bereitstellen, gewährleistet sein muss. Um eine hochskalierbare Lösung in Exchange 2010 Unified Messaging (UM) bereitstellen zu können, müssen Sie wissen, wie sich die UM-Komponenten skalieren lassen, damit Sie die Benutzer entsprechend unterstützen können.

Skalierbarkeit wird als die Fähigkeit definiert, zur Kapazitätserweiterung eines bestimmten Diensts die Ressourcen zu erhöhen. Es gibt zwei Arten von Skalierbarkeit, mit deren Hilfe die Kapazität der UM-Server in Ihrer Organisation erweitert werden kann: horizontal und vertikal. Bei der vertikalen Skalierung werden in Unified Messaging einem oder mehreren UM-Servern Hardwareressourcen hinzugefügt. Dazu zählen beispielsweise:

  • Hinzufügen von mehr Festplattenspeicher für den Nachrichtenspeicher

  • Erhöhen der Geschwindigkeit oder Anzahl von Prozessoren

  • Erhöhen der Größe oder Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers

  • Erhöhen der Anzahl von Netzwerkadaptern oder Erweitern der Anzahl von LAN-Ports (Local Area Network) für einen einzelnen Netzwerkadapter

Bei der horizontalen Skalierung wird in Unified Messaging die UM-Serverrolle auf neuen UM-Servern installiert. Den Wähleinstellungen werden weitere UM-Server hinzugefügt, um die Anzahl gleichzeitig eingehender Anrufe, die vom System angenommen werden können, zu erhöhen. Zum horizontalen Skalieren der UM-Umgebung kann außerdem die Anzahl von IP-Gateways erhöht werden. Hierdurch erhöht sich die Anzahl der Ports, die für eingehende Anrufe verfügbar sind.

Unified Messaging bietet ein effizientes und einfaches Bereitstellungsmodell, das in hohem Maße skalierbar ist, ohne die Komplexität der Bereitstellung zu erhöhen. Für Unified Messaging in Ihrer Organisation sind zahlreiche Bereitstellungsmodelle verfügbar. Das empfohlene Bereitstellungsmodell für Unified Messaging besteht jedoch in der Zentralisierung der UM-Server. Alle verfügbaren Bereitstellungsoptionen für Unified Messaging haben mehrere Schritte gemeinsam, die zum Erstellen eines skalierbaren Systems erforderlich sind, mit dem eine große Anzahl UM-Benutzer unterstützt werden soll. Dabei handelt es sich um folgende Schritte:

  1. Bereitstellen von PBX-Leitungen   Der erste Schritt beim Aufbau einer hochskalierbaren UM-Lösung besteht im Bereitstellen von PBX-Leitungen.

  2. Organisieren von Kanälen   Im Anschluss an die Bereitstellung von PBX-basierten Sprachkanälen können diese als Sammelanschlüsse organisiert werden.

  3. Bereitstellen von IP-Gateways   Im Anschluss an die Organisation der Sprachkanäle als Sammelanschlüsse erstellen Sie am Ende der Kanäle IP-Gateways. IP-Gateways werden zusammen mit einer Legacy-PBX-Anlage verwendet, um die leitungsvermittelten Protokolle eines Telefonnetzes in IP-basierte, paketvermittelte Protokolle zu konvertieren.

  4. Hinzufügen weiterer Unified Messaging-Server zu den Wähleinstellungen   Wenn die Anzahl der von Unified Messaging zu verarbeitenden Anrufe erhöht werden muss, können Sie zusätzliche UM-Server installieren und konfigurieren und den Wähleinstellungen hinzufügen. In den meisten Fällen erfolgt bei IP-Gateways der Lastenausgleich zwischen den vorhandenen UM-Servern und den zusätzlich installierten UM-Servern mithilfe von DNS.

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Jeder eingehende Anruf, der von einem IP-Gateway empfangen wird, erzeugt IP-basierten Netzwerkverkehr und belegt eine gewisse Menge der verfügbaren Netzwerkbandbreite. Vor dem Bereitstellen von Unified Messaging ist eine Analyse des Netzwerkverkehrs hilfreich, um aktuelle Auslastungsmuster zu bestimmen und potenzielle Probleme zu erkennen. In den meisten Netzwerken ist der Bandbreitenbedarf während der Geschäftszeiten nicht gleichmäßig verteilt. Da alle IP-basierten Anrufe von den IP-Gateways im Netzwerk direkt an die UM-Server weitergeleitet werden und dieser IP-basierte Netzwerkverkehr verfügbare Bandbreite belegt, sollten Sie sich an folgenden Empfehlungen und Richtlinien orientieren:

  • Stellen Sie die PBX-Anlagen in räumlicher Nähe zu den IP-Gateways auf.

  • Ordnen Sie die IP-Gateways und UM-Server im selben leistungsfähigen Netzwerk oder innerhalb desselben räumlichen Standorts an.

  • Platzieren Sie die UM-Server im selben leistungsfähigen Netzwerk oder innerhalb desselben räumlichen Standorts wie andere Computer, auf denen Exchange 2010-Serverrollen installiert sind, einschließlich Postfach-, Hub-Transport- und Clientzugriffsservern.

  • Lassen Sie die WAN-Verbindungen (Wide Area Network) in der Nähe des Aufstellungsorts der Telefoniegeräte enden.

  • Verwenden Sie bei Zweigstellenszenarien oder WAN-Verbindungen anstelle der Codecs G.711u oder G.711A den Codec G.723.1, um den Netzwerkverkehr zwischen den IP-Gateways und den UM-Servern auf ein Minimum zu beschränken.

Im Allgemeinen wird die Skalierbarkeit von Unified Messaging anhand der Anzahl gleichzeitiger Anrufe bestimmt. Standardmäßig lässt ein einzelner UM-Server maximal 100 Sprachanrufe gleichzeitig zu. Diese Anrufe können entweder ein- oder ausgehend sein bzw. generiert werden, wenn ein Benutzer eine Voicemailnachricht hinterlässt, ein Benutzer von Outlook Voice Access auf sein Exchange 2010-Postfach zugreift oder ein Benutzer mit der Funktion "Wiedergabe über Telefon" Sprachnachrichten abhört. Obwohl die Anzahl gleichzeitiger Anrufe ein wichtiger Faktor ist, der beim Aufbau einer skalierbaren UM-Infrastruktur zu berücksichtigen ist, müssen Sie ebenfalls den Codec bestimmen, der für die Codierung von Sprachnachrichten am besten geeignet ist, sowie die Anzahl von Benutzern und die Benutzertypen, die unterstützt werden müssen.

  • Anzahl gleichzeitiger Anrufe   Auch wenn ein einzelner UM-Server standardmäßig nur 100 Sprachanrufe gleichzeitig zulässt, können Sie ihn so einrichten, dass maximal 200 gleichzeitige Sprachnachrichten zulässig sind. Mit einer zunehmenden Anzahl an gleichzeitigen Verbindungen auf einem einzelnen UM-Server steigt auch die Anzahl der erforderlichen Ressourcen. Besonders auf langsamen Computern mit geringer Verarbeitungsleistung, auf denen die UM-Serverrolle installiert ist, muss diese Einstellung jedoch herabgesetzt werden. Es stehen Leistungsindikatoren zur Verfügung, und die aktuelle Anzahl gleichzeitiger Anrufe über einen UM-Server kann zudem mithilfe des Cmdlets Get-UMActiveCalls überwacht werden.

    Wenn die für Ihre Organisation erforderliche Anzahl gleichzeitiger Anrufe höher als die von einem einzelnen UM-Server unterstützte Anzahl ist, können Sie eine horizontale Skalierung durchführen und die Kapazität für gleichzeitige Anrufe erhöhen, indem Sie die UM-Serverrolle auf einem weiteren Server installieren und den neuen UM-Server den vorhandenen Wähleinstellungen hinzufügen.

  • Voicemailspeicher-Codec   Der Begriff "Codec" ist eine Kombination aus "Coding" (Codieren) und "Decoding" (Decodieren), und bezieht sich auf digitale Daten. Ein Codec ist ein Computerprogramm oder eine Software zum Umwandeln von digitalen Daten in ein Audiodateiformat oder Streaming-Audioformat.

    In Microsoft Exchange Unified Messaging gibt es zwei allgemeine Typen von Codecs: den Codec, der zwischen IP-Gateways verwendet wird, und den Codec, mit dem Sprachnachrichten codiert werden. Mithilfe der Audiocodecs MP3 und WMA (Windows Media Audio) sowie der Linear-Audiocodecs GSM 06.10 (Group System Mobile) und G.711 PCM (Pulse Code Modulation) werden MP3-, WMA- und WAV-Audiodateien für Sprachnachrichten erstellt. Welcher Dateityp verwendet wird, hängt jedoch von dem Audiocodec ab, der zum Erstellen der Sprachnachrichten-Audiodatei verwendet wird. In Microsoft Exchange Unified Messaging werden mit dem MP3-Audiocodec MP3-Audiodateien, mit dem WMA-Audiocodec WMA-Audiodateien und mit den GSM 06.10- und G.711 PCM Linear-Audiocodecs WAV-Audiodateien erstellt. In Abhängigkeit vom verwendeten Codec wird eine Audiodatei im WMA- oder WAV-Format zusammen mit der E-Mail-Nachricht an den entsprechenden Voicemailempfänger gesendet. Die Größe der UM-Sprachnachrichten hängt von der Größe der Anlage ab, die die Sprachdaten enthält. Darüber hinaus ist die Größe der Anlage von folgenden Faktoren abhängig:

    • Dauer der Voicemailaufzeichnung

    • Verwendeter Audiocodec

    • Speicherformat der Audiodatei

    In der folgenden Abbildung wird gezeigt, wie bei den vier in UM verwendbaren Audiocodecs die Größe der Audiodatei von der Dauer der Voicemailaufzeichnung abhängt.

    Größe der Audiodatei

    UM_Message_Sizing

    Bitrate (Bit/s) und Komprimiereigenschaften der einzelnen, in Unified Messaging verwendeten Audiocodecs lauten wie folgt:

    • MP3 – 16-Bit – komprimierte Datei

    • WMA – 16-Bit – komprimierte Datei

    • G.711 – 16-Bit – unkomprimierte Datei

    • GSM – 8-Bit – komprimierte Datei

    Standardmäßig ist das MP3-Format ausgewählt. Das MP3-Format ist ein gängiges Audiodateiformat, das zum erheblichen Verkleinern der Audiodatei dient und auf MP3-Playern und anderen Audiogeräten weite Verbreitung gefunden hat. MP3 ist ein plattformübergreifender Audiocodectyp, der mit vielen Mobiltelefonen und -geräten sowie verschiedenen Computerbetriebssystemen kompatibel ist.

    Bei Verwendung des WMA-Codecs wird davon ausgegangen, dass jeder UM-Server ungefähr 60 bis 75 IP-basierte Anrufe gleichzeitig verarbeiten kann. Diese Schätzung basiert auf der Annahme, dass 14 % aller IP-basierten Anrufe während der Spitzenbetriebsstunde eines Tages eingehen. Ausgehend von der Annahme, dass

    • der WMA-Codec verwendet wird,

    • 14 % aller IP-basierten Anrufe während der Spitzenbetriebsstunde eines Tages eingehen

    • die Benutzer häufig mit Outlook Voice Access auf ihre Sprachnachrichten zugreifen,

    kann jeder UM-Server schätzungsweise zwischen 2.000 und 10.000 Benutzern unterstützen.

    Im Allgemeinen sollten Sie pro UM-Server die folgende Anzahl gleichzeitiger Anrufe zulassen:

    • 60, wenn in den Wähleinstellungen WMA als Standardcodec verwendet wird

    • 75, wenn in den Wähleinstellungen GSM als Standardcodec verwendet wird

  • Benutzertypen   Es werden zwei Typen von Benutzern unterschieden, die auf das UM-System zugreifen und UM-Ressourcen belegen: authentifizierte und nicht authentifizierte Benutzer. Beim Aufbau einer skalierbaren UM-Umgebung müssen Sie die Auswirkungen und die von jedem Benutzer beanspruchten Ressourcen berücksichtigen.

    • Authentifiziert   Authentifizierte Benutzer sind UM-aktiviert und können mithilfe von Outlook Voice Access auf ihre Postfächer zugreifen. Authentifizierte Benutzer belegen UM-Serverressourcen auf verschiedene Weise. Hierzu gehören unter anderem das direkte Anrufen von Teilnehmerzugriffsnummern, das Anmelden am Postfach, das Zugreifen auf Nachrichten, den Kalender, Kontakte oder das Verzeichnis sowie das Verwenden eines UM-Servers für die Wiedergabe von Sprachnachrichten über ein Telefon mithilfe der Funktion "Wiedergabe über Telefon". Benutzer können Ressourcen auch indirekt belegen, indem sie einen Anruf vermitteln, eine Sprachnachricht senden oder die Durchwahlnummer eines Benutzers anrufen und eine Sprachnachricht hinterlassen.

    • Nicht authentifiziert   Benutzer, die bei einer automatischen Unified Messaging-Telefonzentrale oder einer Teilnehmerzugriffsnummer anrufen, sich aber nicht an ihrem Postfach anmelden, sind nicht authentifizierte Anrufer. Bei jedem Anruf bei einer automatischen UM-Telefonzentrale oder bei jeder Verwendung einer Teilnehmerzugriffsnummer werden zum Verarbeiten der Anforderungen UM-Ressourcen verwendet. Auch wenn sich diese Benutzer nicht an ihrem Postfach anmelden, belegen sie Ressourcen, wenn sie Anrufe übergeben, Sprachnachrichten senden, zu einer anderen automatischen Telefonzentrale oder einer anderen Telefonnummer weitergeleitet werden bzw. aufgezeichnete Audioansagen abhören.

Unified Messaging basiert auf der Fähigkeit des IP-Gateways, TDM-Protokolle oder leitungsvermittelte Telefonieprotokolle, wie etwa ISDN (Integrated Services Digital Network) oder QSIG, von einer PBX-Anlage in auf VoIP oder IP basierende Protokolle, wie etwa SIP, RTP oder T.38 für die Faxübermittlung in Echtzeit, zu übersetzen.

IP-Gateways sind von mehreren Herstellern in unterschiedlichen Modellen und Größen von 4 bis 32 Ports erhältlich. Es können so viele IP-Gateways wie nötig bereitgestellt werden, um entsprechende Kapazität und Fehlertoleranz zu erzielen. Wenn die Anzahl der erforderlichen Anrufe oder Ports die Anzahl der von einem einzelnen IP-Gateway unterstützten Anrufe oder Ports übersteigt, können Sie eine horizontale Skalierung durchführen und die Anzahl zulässiger Anrufe oder die Anzahl der Ports erhöhen, indem Sie zusätzliche IP-Gateways installieren und konfigurieren, das UM-IP-Gatewayobjekt erstellen und die entsprechenden Sammelanschlüsse zur Unterstützung Ihrer Umgebung konfigurieren.

Von gleicher Bedeutung ist es, dass die Anzahl der in Ihrer Umgebung vorhandenen IP-Gateways der Anzahl der verfügbaren UM-Server entspricht. So sollten Sie beispielsweise nicht 10 IP-Gateways konfigurieren, die jeweils über eine T1-Leitung mit einem einzelnen UM-Server verbunden sind. Auf diese Weise müsste der UM-Server 240 gleichzeitig eingehende Anrufe unterstützen. Berücksichtigen Sie diesen Aspekt, und skalieren Sie die IP-Gateways in Abstimmung auf die UM-Server.

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