Shadow-Redundanz

Gilt für: Exchange Server 2013

Schattenredundanz wurde in Microsoft Exchange Server 2010 eingeführt, um redundante Kopien von Nachrichten bereitzustellen, bevor sie an Postfächer übermittelt werden. In Exchange 2010 verzögerte Schattenredundanz das Löschen einer Nachricht aus der Transportdatenbank auf einem Transportserver, bis der Server den nächsten Hop im Übermittlungspfad der Nachricht überprüft hat. Wenn beim nächsten Hop ein Fehler aufgetreten ist, bevor eine erfolgreiche Übermittlung an den Transportserver gemeldet wurde, hat der Transportserver die Nachricht erneut an diesen nächsten Hop gesendet. Exchange 2010-Server haben das XSHADOW-Verb verwendet, um ihre Schattenredundanzunterstützung anzukündigen. Wenn ein SMTP-Server keine Schattenredundanz unterstützt, hat Exchange 2010 eine verzögerte Bestätigung basierend auf einem konfigurierten Zeitintervall auf dem Empfangsconnector verwendet, um eine redundante Kopie der Nachricht zu erstellen.

Die wichtigste Verbesserung der Schattenredundanz in Microsoft Exchange Server 2013 besteht darin, dass der Transportserver jetzt eine redundante Kopie aller Nachrichten erstellt, die er empfängt, bevor er bestätigt, dass die Nachricht erfolgreich an den sendenden Server zurückgeht. Die Unterstützung des sendenden Servers oder die fehlende Unterstützung für Schattenredundanz spielt keine Rolle. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Nachrichten in der Exchange 2013-Transportpipeline während der Übertragung redundant werden. Wenn Exchange 2013 feststellt, dass die ursprüngliche Nachricht bei der Übertragung verloren gegangen ist, wird die redundante Kopie der Nachricht erneut zugestellt.

Komponenten der Funktion Shadow-Redundanz

In der folgenden Tabelle werden die Komponenten der Schattenredundanz beschrieben. Alle diese Begriffe werden im weiteren Verlauf des Artikels verwendet.

Anforderungen für die Funktion Shadow-Redundanz

Obwohl es offensichtlich erscheint, erfordert Schattenredundanz mehrere Exchange 2013-Postfachserver. Der Postfachserver kann eigenständige Server oder Postfachserver und Clientzugriffsserver sein, die auf demselben Computer installiert sind.

• Wenn der Postfachserver kein Mitglied einer DAG ist, müssen sich die anderen Postfachserver am lokalen Active Directory-Standort befinden.
• Wenn der Postfachserver Mitglied einer DAG ist, müssen die anderen Postfachserver zu derselben DAG gehören. Die anderen Postfachserver, die zur DAG gehören, können sich am lokalen Active Directory-Standort oder an einem Active Directory-Remotestandort befinden. Wenn die DAG mehrere Active Directory-Standorte umfasst, bevorzugt die Schattenredundanz die Erstellung einer redundanten Kopie der Nachricht an einem Active Directory-Remotestandort, um standortresilienz zu erzielen.

In folgenden Situationen bietet Shadow-Redundanz keinen Schutz für Nachrichten während der Übermittlung:

• In Umgebungen mit lediglich einem einzigen Exchange-Server
• In DAGs mit unzureichenden Ressourcen
• Während des gleichzeitigen Ausfalls von zwei oder mehr Transportservern, die an der Schattenredundanz einer Nachricht beteiligt sind.

Shadow-Redundanz standardmäßig aktiviert

Standardmäßig ist Schattenredundanz global im Transportdienst auf allen Postfachservern aktiviert, indem der Parameter ShadowRedundancyEnabled im Cmdlet Set-TransportConfig verwendet wird. Wenn der Transportdienst auf einem Postfachserver keine redundante Kopie einer Nachricht erstellen kann, wird die Nachricht standardmäßig nicht abgelehnt. Sie können Exchange 2013 jedoch so konfigurieren, dass eine Nachricht abgelehnt wird, wenn keine redundante Kopie der Nachricht erstellt wird, indem Sie den RejectMessageOnShadowFailure-Parameter im Cmdlet Set-TransportConfig verwenden. Die Nachricht wird mit einem vorübergehenden Fehler abgelehnt, aber der sendenden Server kann die Nachricht erneut übertragen. Der SMTP-Antwortcode lautet 451 4.4.0 Message failed to be made redundant. Sie sollten Exchange 2013 so konfigurieren, dass Nachrichten abgelehnt werden, die nur dann redundant gemacht werden können, wenn In Ihrer Organisation mehrere Exchange 2013-Postfachserver verfügbar sind.

In der folgenden Tabelle werden die Parameter beschrieben, die Schattenredundanz ermöglichen.

Parameter, die Schattenredundanz ermöglichen

Erstellen von Shadow-Nachrichten

Der Hauptzweck von Shadow-Redundanz besteht darin, während der Übermittlung einer Nachricht zu jedem Zeitpunkt zwei Kopien der Nachricht innerhalb der Grenze für Transporthochverfügbarkeit vorzuhalten. Wo und wann die redundante Kopie der Nachricht erstellt wird, hängt davon ab, woher die Nachricht stammt und wohin die Nachricht gesendet wird. Es gibt drei hauptbestimmende Faktoren:

• Nachrichten, die von außerhalb einer Transportgrenze für Hochverfügbarkeit empfangen werden.
• Nachrichten, die an Empfänger außerhalb einer Transportgrenze für Hochverfügbarkeit gesendet werden.
• Nachrichten, die vom Dienst für die Postfachtransportübermittlung von einem Postfachserver innerhalb der Transportgrenze für Hochverfügbarkeit empfangen werden.

Eine Transportgrenze für Hochverfügbarkeit ist eine der folgenden:

• Eine DAG für Postfachserver, die Mitglieder einer DAG sind. Dies umfasst eine DAG, die mehrere Active Directory-Standorte umfasst.
• Ein Active Directory-Standort für Postfachserver, die nicht zu einer DAG gehören.

Die Funktion Shadow-Redundanz verfolgt niemals Shadow-Nachrichten, die die Grenze für Transporthochverfügbarkeit verlassen. Sobald eine Nachricht die Grenze für Transporthochverfügbarkeit überschreitet, wird die Funktion Shadow-Redundanz angestoßen oder erneut gestartet. Dies reduziert den Wartungsdatenverkehr für Schattennachrichten und verhindert, dass über die Hochverfügbarkeitsgrenze des Transports hinweg erneute Übermittlungen von Schattennachrichten auftreten. Exchange 2010-basierte Hub-Transport-Server stellen einen Sonderfall dar und werden später in diesem Artikel behandelt.

Nachrichten, die von Absendern außerhalb einer Grenze für Transporthochverfügbarkeit gesendet werden

Wenn der Transportdienst auf einem Exchange 2013-Postfachserver eine Nachricht von außerhalb der Hochverfügbarkeitsgrenze des Transports empfängt, ist der Postfachserver nicht über die Unterstützung oder fehlende Unterstützung für Schattenredundanz durch den sendenden Server besorgt. Solange die Funktion Shadow-Redundanz aktiviert ist, erstellt der Postfachserver, der die Nachricht empfängt, eine redundante Kopie der Nachricht auf einem anderen Postfachserver innerhalb der Grenze für Transporthochverfügbarkeit und bestätigt dann dem sendenden Server den Empfang der Nachricht. Hier ein Beispiel für den Prozess:

1. Ein SMTP-Server überträgt eine Nachricht an den Transportdienst auf einem Postfachserver. Der Postfachserver ist der primäre Server, die Nachricht ist die primäre Nachricht.

2. Während die ursprüngliche SMTP-Sitzung mit dem SMTP-Server noch aktiv ist, öffnet der Transportdienst auf dem primären Server eine neue, gleichzeitige SMTP-Sitzung mit dem Transportdienst auf einem anderen Postfachserver in der Organisation, um eine redundante Kopie der Nachricht zu erstellen.

   • Wenn der primäre Server Mitglied einer DAG ist, stellt der primäre Server eine Verbindung mit einem anderen Postfachserver in derselben DAG her. Wenn die DAG mehrere Active Directory-Standorte umfasst, wird standardmäßig ein Postfachserver an einem anderen Active Directory-Standort bevorzugt. Diese Einstellung wird durch den ShadowMessagePreference-Parameter im Cmdlet Set-TransportService gesteuert. Der Standardwert ist PreferRemote, aber Sie können ihn in RemoteOnly oder LocalOnlyändern.
   • Wenn der primäre Server kein Mitglied einer DAG ist, stellt der primäre Server eine Verbindung mit einem anderen Postfachserver am gleichen Active Directory-Standort her, unabhängig vom Wert des ShadowMessagePreference-Parameters .

3. Der primäre Server überträgt eine Kopie der Nachricht an den Transportdienst auf einem anderen Postfachserver, und der Transportdienst auf dem anderen Postfachserver bestätigt, dass die Kopie der Nachricht erfolgreich erstellt wurde. Die Kopie der Nachricht ist die Schattennachricht, und der Postfachserver, der sie enthält, ist der Schattenserver für den primären Server. Die Nachricht befindet sich in einer Schattenwarteschlange auf dem Schattenserver.

4. Nachdem der primäre Server eine Bestätigung vom Schattenserver erhalten hat, bestätigt der primäre Server den Empfang der primären Nachricht an den ursprünglichen SMTP-Server in der ursprünglichen SMTP-Sitzung, und die SMTP-Sitzung wird geschlossen.

Nachrichten, die an Empfänger außerhalb einer Grenze für Transporthochverfügbarkeit gesendet werden

Wenn ein Exchange 2013-Transportserver eine Nachricht außerhalb der Hochverfügbarkeitsgrenze des Transports überträgt und der SMTP-Server auf der anderen Seite den erfolgreichen Empfang der Nachricht bestätigt, verschiebt der Transportserver die Nachricht in Safety Net. Die Nachricht kann aus dem Sicherheitsnetz nicht erneut übermittelt werden, nachdem die primäre Nachricht erfolgreich über die Grenze für Transporthochverfügbarkeit hinweg übermittelt wurde. Weitere Informationen zum Sicherheitsnetz finden Sie unter Sicherheitsnetz.

Nachrichten, die innerhalb einer Grenze für Transporthochverfügbarkeit übermittelt werden

Das Nachrichtenrouting ist in Exchange 2013 optimiert, sodass, wenn sich das endgültige Ziel in einem DAG- oder Active Directory-Standort befindet, in der Regel nicht mehrere Hops zwischen dem Transportdienst auf Postfachservern an diesem DAG- oder Active Directory-Standort erforderlich sind. Sobald die Nachricht vom Transportdienst auf einem Postfachserver im DAG- oder Active Directory-Standort akzeptiert wurde, der das ultimative Ziel für die Nachricht enthält, ist der nächste Hop für die Nachricht in der Regel das endgültige Ziel selbst. Das Ziel der Schattenredundanz, zwei Kopien einer Nachricht während der Übertragung beizubehalten, wird erfüllt, wenn eine Schattenkopie der Nachricht an einer beliebigen Stelle innerhalb der DAG oder des Active Directory-Standorts vorhanden ist. In der Regel erfordern nur Failoverszenarien in einer DAG, für die das Cmdlet Redirect-Message zum Leeren der aktiven Warteschlangen auf einem Postfachserver erforderlich ist, mehrere Hops innerhalb derselben Transportgrenze für Hochverfügbarkeit.

Shadow-Redundanz mit Exchange 2010-basierten Hub-Transport-Servern am selben Active Directory-Standort

Wenn ein Exchange 2010 Hub-Transport-Server eine Nachricht an einen Exchange 2013-Postfachserver an demselben Active Directory-Standort überträgt, kündigt der Exchange 2010-Hub-Transportserver die Unterstützung für Schattenredundanz mit dem XSHADOW-Befehl an, aber der Postfachserver kündigt keine Unterstützung für Schattenredundanz an. Dadurch wird verhindert, dass der Exchange 2010 Hub-Transport-Server eine Schattenkopie der Nachricht auf einem Exchange 2013-Postfachserver erstellt.

Wenn der Transportdienst auf einem Exchange 2013-Postfachserver eine Nachricht an einen Exchange 2010 Hub-Transport an demselben Active Directory-Standort überträgt, überschattete der Exchange 2013-Postfachserver die Nachricht für den Exchange 2010 Hub-Transport-Server. Nachdem der Exchange 2013-Postfachserver vom Exchange 2010 Hub-Transport-Server die Bestätigung erhält, dass die Nachricht erfolgreich empfangen wurde, verschiebt der Exchange 2013-Postfachserver die erfolgreich verarbeitete Nachricht in Safety Net. Die erfolgreich verarbeiteten Nachrichten, die von Exchange 2013 Mailbox in Safety Net gespeichert wurden, werden jedoch nie erneut an die Exchange 2010 Hub-Transport-Server übermittelt.

SMTP-Timeouts

Beim Versuch, eine redundante Kopie der Nachricht zu erstellen, kann für die SMTP-Verbindung zwischen dem sendenden SMTP-Server und dem primären Server oder für die SMTP-Sitzung zwischen dem primären Server und dem Schattenserver ein Timeout auftreten. Empfangsconnectors und Sendeconnectors verfügen beide über einen ConnectionInactivityTimeOut-Parameter für den Zeitpunkt, an dem Daten tatsächlich auf dem Connector übertragen werden. Empfangsconnectors verfügen auch über einen absoluten ConnectionTimeOut-Parameter .

Wenn bei einer der SMTP-Sitzungen ein Timeout vor der erfolgreichen Erstellung und Bestätigung der Schattenkopie der Nachricht erfolgt, wird das Ergebnis durch den RejectMessageOnShadowFailure-Parameter des Cmdlets Set-TransportConfig gesteuert. Standardmäßig ist $falseder Wert dieses Parameters , was bedeutet, dass die primäre Nachricht akzeptiert wird, ohne dass eine Schattenkopie erstellt wird. Wenn der Wert dieses Parameters die primäre Nachricht ist $true , wird mit dem vorübergehenden Fehler 451 4.4.0abgelehnt.

Wenn die Schattenkopie einer Nachricht erfolgreich erstellt wurde, aber die SMTP-Sitzung zwischen dem sendenden SMTP-Server und dem primären Server ein Timeout aufweist, akzeptiert und verarbeitet der primäre Server die primäre Nachricht. Der sendende SMTP-Server übermittelt die nicht bestätigten Nachrichten erneut, aber die Erkennung doppelter Nachrichten verhindert, dass Exchange-Postfachbenutzer die doppelten Nachrichten sehen. Wenn der sendenden SMTP-Server die Nachricht erneut übermittelt, erstellt der primäre Server eine weitere Schattenkopie der Nachricht. Es besteht keine Beziehung zwischen den Schattennachrichten, die während der erneuten Übermittlung von Nachrichten durch den sendenden SMTP-Server erstellt wurden.

In der folgenden Tabelle werden die Parameter beschrieben, die die Erstellung von Shadow-Nachrichten steuern.

Parameter für die Schattenmeldungserstellung

Verwalten von Shadow-Nachrichten

Nachdem eine Shadow-Nachricht erstellt wurde, müssen verschiedene weitere Aufgaben ausgeführt werden. Der primäre Server und der Shadow-Server müssen in Kontakt bleiben, um den Fortschritt der Nachricht nachzuverfolgen.

Wenn der primäre Server die Nachricht erfolgreich an den nächsten Hop überträgt und der nächste Hop den Empfang der Nachricht bestätigt, aktualisiert der primäre Server den Verwerfensstatus der Nachricht nach Abschluss der Zustellung. Der Verwerfensstatus ist im Grunde eine Nachricht, die eine Liste der überwachten Nachrichten enthält. Eine erfolgreich zugestellte Nachricht muss nicht in einer Schattenwarteschlange aufbewahrt werden. Sobald der Schattenserver also weiß, dass der primäre Server die Nachricht erfolgreich an den nächsten Hop übertragen hat, verschiebt der Schattenserver die Schattennachricht aus der Schattenwarteschlange in Safety Net.

Der Schattenserver bestimmt den Verwerfensstatus der Schattenmeldungen in seinen Schattenwarteschlangen, indem er den primären Server abfragt. Wenn der Schattenserver aus irgendeinem Grund eine SMTP-Sitzung mit dem primären Server öffnet, einschließlich der Übertragung anderer nicht verwandter Nachrichten, gibt der Schattenserver den Befehl XQDISCARD aus, um den Verwerfensstatus der primären Nachrichten zu bestimmen. Wenn der Schattenserver nach einem vorkonfigurierten Zeitintervall keine SMTP-Sitzung mit dem primären Server geöffnet hat, öffnet der Schattenserver eine SMTP-Sitzung mit dem primären Server und gibt den XQDISCARD-Befehl aus. Das Zeitintervall wird durch den Parameter ShadowHeartbeatFrequency im Cmdlet Set-TransportConfig gesteuert. Der Standardwert ist 2 Minuten. Nachdem der Schattenserver eine SMTP-Sitzung mit dem primären Server geöffnet hat, antwortet der primäre Server mit den Verwerfbenachrichtigungen für Nachrichten, die für den abfragenden Schattenserver gelten. In Exchange 2013 werden Verwerfensbenachrichtigungen auf dem Datenträger und nicht im Arbeitsspeicher gespeichert. Wenn der Microsoft Exchange-Transportdienst neu gestartet wird, werden die Verwerfensbenachrichtigungen daher beibehalten. Nachdem der Dienst gestartet wurde, weiß der primäre Server immer noch über die Meldungen, die er erfolgreich verarbeitet hat, und diese Informationen sind für den Schattenserver verfügbar.

Die SMTP-Kommunikation zwischen dem Shadow-Server und dem primären Server wird als Heartbeat herangezogen, der die Verfügbarkeit der Server bestimmt. Wenn der Schattenserver nach einem vorkonfigurierten Zeitintervall keine SMTP-Sitzung mit dem primären Server öffnen kann oder die Transportdatenbank des primären Servers über eine andere Datenbank-ID verfügt, stuft sich der Schattenserver selbst als primären Server herauf, stuft die Schattennachrichten als primäre Nachrichten höher und überträgt die Nachrichten an den nächsten Hop. Das Zeitintervall wird durch den ShadowResubmitTimeSpan-Parameter im Cmdlet Set-TransportConfig gesteuert. Der Standardwert beträgt drei Stunden.

Shadow Redundancy Manager ist die Kernkomponente eines Exchange 2013-Transportservers, der für die Verwaltung von Schattenredundanz zuständig ist. Der Shadow-Redundanz-Manager speichert die folgenden Informationen zu allen primären Nachrichten, die ein Server aktuell verarbeitet:

• Der Schattenserver für jede primäre Nachricht, die verarbeitet wird.
• Löschstatus, der an die Shadow-Server gesendet wird

Der Schattenredundanz-Manager ist für Folgendes für alle Schattenmeldungen verantwortlich, die ein Schattenserver in seinen Schattenwarteschlangen enthält:

• Verwalten der Liste primärer Server für jede Shadow-Nachricht.
• Vergleichen der ursprünglichen Datenbank-ID mit der aktuellen Datenbank-ID für die Warteschlangendatenbank, in der primäre Kopie der Nachricht gespeichert ist.
• Überprüfen der Verfügbarkeit aller primären Server, für die sich eine Shadow-Nachricht in der Warteschlange befindet.
• Verarbeiten von Löschbenachrichtigungen von primären Servern.
• Entfernen der Shadow-Nachrichten aus den Shadow-Warteschlangen, nachdem alle erwarteten Löschbenachrichtigungen empfangen wurden.
• Entscheidung darüber, ob der Shadow-Server den Besitz von Shadow-Nachrichten übernimmt und zu einem primären Server wird.
• Nachverfolgen von Nachrichtenverzweigungen und anderen Nebeneffektnachrichten wie Übermittlungsstatusbenachrichtigungen (Delivery Status Notifications, DSNs) und Journalberichten, um zu überprüfen, ob die redundante Kopie der Nachricht erst freigegeben wird, wenn alle Forks der Nachricht vollständig verarbeitet sind.

In der folgenden Tabelle werden die Parameter beschrieben, die steuern, wie Schattenmeldungen verwaltet werden.

Nachrichtenverarbeitung nach einem Ausfall

Schattenredundanz minimiert den Verlust von Nachrichten aufgrund von Serverausfällen. Wenn ein Transportserver nach einem Ausfall wieder online geschaltet wird, gibt es zwei Szenarien:

• Der Server wird mit einer neuen Transportdatenbank wieder online geschaltet: In diesem Szenario kann die Transportdatenbank aufgrund von Datenbeschädigungen oder Hardwarefehlern nicht wiederhergestellt werden. Da der Transportserver in diesem Fall über eine neue Datenbank-ID verfügt, wird er von den anderen Transportservern in der Organisation als neue Route erkannt. Dies gilt auch für situationen, in denen ein Server nicht wiederhergestellt werden konnte und ein neuer Server als Ersatz bereitgestellt wurde.

• Der Server wird mit derselben Transportdatenbank wieder online geschaltet: In diesem Szenario ist der bestimmte Transportserver nicht fehlgeschlagen, sondern war lange genug offline, damit der Schattenserver den Besitz der Nachrichten übernehmen und sie erneut übermitteln konnte. Beispielsweise würde ein Netzwerkkartenfehler oder eine lange Wartung auf dem Server dieses Szenario verursachen.

In der folgenden Tabelle wird zusammengefasst, wie Schattenredundanz auf diese beiden Szenarien reagiert. Gehen Sie der Übersichtlichkeit halber davon aus, dass der Server mit einem Ausfall den Namen Mailbox01 hat.

Nachrichtenverarbeitung in Wiederherstellungsszenarien