Vorteile von 64-Bit-Hardware und -Software (Windows SharePoint Services 3.0)
Vielfach ist es bequemer, weiterhin mit etwas Vertrautem zu arbeiten, von dem wir wissen, dass es funktioniert. Die weitreichende Verwendung der 64-Bit-Umgebung zusammen mit Windows SharePoint Services 3.0 vollzieht sich nur schleppend. Dies hängt vermutlich mit dem zeitlichen und finanziellen Aufwand und den Anstrengungen im Zusammenhang mit der Installation und Konfiguration der 32-Bit-Hardware und -Software zusammen. Als wichtigste Faktoren, die gegen eine Migration zu einer 64-Bit-Umgebung sprechen, werden Kosten, Schwierigkeiten, zeitlicher Aufwand und die Inkompatibilität mit der vorhandenen Software genannt. In diesem Artikel soll gezeigt werden, dass derartige Bedenken übertrieben sind und der mögliche Nutzen deutlich überwiegt.
Grundlegendes zur 64-Bit-Umgebung
Die 64-Bit-Umgebung setzt sich aus Hardware- und Softwarekomponenten zusammen. Schon allein eine Konvertierung zur 64-Bit-Hardware kann zu einer leichten Leistungssteigerung führen; ein optimaler Nutzen ergibt sich jedoch aus der Kombination von 64-Bit-Hardware und -Software.
64-Bit-Hardware
Obwohl die 64-Bit-Verarbeitung bereits seit Jahrzehnten in spezialisierten Anwendungen verwendet wird, wird sie erst in den letzten Jahren in Intel-basierten Computern umfassend eingesetzt. Beim Großteil der derzeit verkauften Server handelt es sich um 64-Bit-Server, doch basieren die meisten Computer, die derzeit als Windows-basierte Server verwendet werden, auf der 32-Bit-Architektur. Bei den weiterhin vielfach eingesetzten 32-Bit-Servern unterliegen Anwendungen, die viele Ressourcen benötigen, wie etwa Windows SharePoint Services 3.0, Grenzen hinsichtlich der Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit.
In der Computerarchitektur verweist der Begriff 64-Bit meist auf die Bauart des Zentralprozessors (Central Processing Unit, CPU). Er kann sich jedoch auch auf die Größe des externen Datenbusses des Computers beziehen. Ein 64-Bit-Zentralprozessor hat u. a. den Vorteil, dass er einzelne Aufgaben doppelt so schnell berechnen kann wie ein 32-Bit-Modell und deutlich mehr Arbeitsspeicher (RAM) bietet als die 4 GB, die 32-Bit-Prozessoren bereitstellen. Ein Server, der sowohl über einen 64-Bit-Prozessor als auch einen 64-Bit-Datenbus verfügt, eignet sich besser, um die umfangreichen Datenbankdateien von Windows SharePoint Services 3.0 zu verarbeiten und zu verwalten.
Nicht alle 64-Bit-Computer sind gleich. So ist beispielsweise der proprietäre 64-Bit-Prozessor-Entwurf der Itanium-Serie von Intel mit Microsoft SharePoint-Produkte und -Technologien nicht kompatibel. Wenn Sie Hardware für eine Windows SharePoint Services 3.0-Farm erwerben, sollten Sie also auf den Prozessortyp achten.
64-Bit-Software
Die Vorteile der 64-Bit-Hardware können nur dann vollständig genutzt werden, wenn die installierte Software für die Verwendung aller Hardwarefeatures entwickelt wurde. Software, die für 32-Bit-Computer konzipiert wurde, ist zwar kompatibel, bringt bei einer Installation auf einem 64-Bit-Computer jedoch –wenn überhaupt – nur wenige der gewünschten Vorteile. Windows SharePoint Services 3.0, einschließlich des erforderlichen Betriebssystems und der Datenbanksoftware, verfügt selbstverständlich über Installationsoptionen für 64-Bit-Computer.
Windows Server 2003 und Windows Server 2008 sind auch als Standard und Enterprise Edition (64-Bit) erhältlich. Wenn Sie an einem Volumenlizenzprogramm teilnehmen und auf eine 64-Bit-Umgebung aktualisieren möchten, ist der Wechsel von der 32-Bit-Version zur 64-Bit-Version oder Itanium Edition für Sie kostenlos. Die Standard Edition unterstützt bis zu 32 GB RAM auf 1-/4-Wege-Servern. Die Enterprise Edition bietet eine bessere Unterstützung für große Datenbanken und bis zu 2 TB RAM auf 1-/8-Wege-Servern. Weitere Informationen zu Windows Server in einer 64-Bit-Umgebung finden Sie unter Vorteile der Microsoft Windows x64- Editionen (in englischer Sprache) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=147235&clcid=0x407).
Die 32-Bit- und 64-Bit-Versionen von SQL Server basieren auf einer gemeinsamen Architektur. Die 64-Bit-Versionen von SQL Server wurden für die Ausführung auf Servern mit AMD Opteron, AMD Athlon 64, Intel Xeon mit Unterstützung der Intel Extended Memory 64 Technology (EM64T) oder Intel Pentium IV mit Unterstützung der EM64T optimiert. Weitere Informationen zu SQL Server in einer 64-Bit-Umgebung finden Sie unter Vorteile einer 64-Bit-Umgebung (in englischer Sprache) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=147234&clcid=0x407).
Es gibt keine Unterschiede hinsichtlich der Features oder des Installationsvorgangs zwischen der 32-Bit-Version und der 64-Bit-Version von Windows SharePoint Services 3.0.
Vorteile von 64-Bit-Hardware und -Software
Adressierbarkeit des Arbeitsspeichers
Physischer Arbeitsspeicher
Eine 32-Bit-Systemarchitektur kann nur einen 4-GB-Adressraum direkt adressieren. Eine 64-Bit-Systemarchitektur, in der eine 64-Bit-Version von Windows Server ausgeführt wird, kann maximal 1.024 GB physischen und adressierbaren Arbeitsspeicher unterstützen.
Virtueller Arbeitsspeicher
Die 64-Bit-Versionen von Windows Server können 16 TB virtuellen Arbeitsspeicher mithilfe eines flachen Adressierungsmodells adressieren. Der virtuelle Arbeitsspeicher wird gleichmäßig zwischen dem virtuellen Adressraum für Anwendungen und dem Betriebssystem aufgeteilt. Selbst 32-Bit-Anwendungen profitieren vom erweiterten Adressraum des virtuellen Arbeitsspeichers, wenn sie in einer 64-Bit-Umgebung ausgeführt werden. Eine 32-Bit-Anwendung ist beispielsweise weiterhin auf 4 GB virtuellen Arbeitsspeicher beschränkt, muss sich jedoch den Arbeitsspeicher nicht mehr mit dem Betriebssystem teilen. Folglich steht ihr effektiv mehr virtueller Arbeitsspeicher zur Verfügung.
Fortlaufender Speicher
Die unzureichende Leistung von 32-Bit-Systemen hängt häufig nicht mit fehlendem verfügbarem Arbeitsspeicher, sondern dem Mangel an ausreichend großen Blöcken an fortlaufendem Speicher zusammen. In einer typischen Windows SharePoint Services 3.0-Bereitstellung können Windows, Internetinformationsdienste (Internet Information Services, IIS), Common Language Runtime (CLR), ASP.NET, SharePoint-Produkte und -Technologien, SSPs und MDACs einen Abschnitt des verfügbaren virtuellen Arbeitsspeichers eines Servers beanspruchen, sodass ein 32-Bit-Adressraum ziemlich fragmentiert wird. Wenn die CLR oder SharePoint Services nun neue Speicherblöcke anfordern, ergeben sich möglicherweise Schwierigkeiten beim Finden eines 64-MB-Segments im überfüllten 32-Bit-Adressraum. Ein 64-Bit-System hingegen bietet beinahe uneingeschränkten Adressraum für Benutzermodusprozesse.
Bessere parallele Verarbeitung
Ein auf 32-Bit-Architektur gestützter Server ist auf 32 CPUs beschränkt. Aufgrund von Verbesserungen bei der parallelen Verarbeitung und bei Busarchitekturen unterstützen 64-Bit-Plattformen bis zu 64 Prozessoren und bieten gleichzeitig mit jedem zusätzlichen Prozessor eine nahezu lineare Skalierbarkeit.
Verbesserte Busarchitektur
Eine 64-Bit-Architektur zeichnet sich durch eine Steigerung der Größe und der Anzahl der General-Purpose-Register (GPR) aus, die für eine höhere Gesamtanwendungsgeschwindigkeit sorgen. Bei zusätzlichen Registern besteht seltener die Notwendigkeit, persistente Daten in den Arbeitsspeicher zu schreiben und wenige Anweisungen später zurücklesen zu müssen. Funktionsaufrufe sind in einer 64-Bit-Umgebung auch schneller, da jeweils mindestens vier Argumente für Funktionen in Registern übergeben werden können.
Höhere Sicherheit
Die 64-Bit-Versionen von Windows Server bieten die folgenden erweiterten Sicherheitsfeatures:
Schutz vor Pufferüberläufen
Zu Pufferüberläufen kommt es, wenn die Datenmenge, die der Datenpuffer verarbeiten soll, die Menge übersteigt, für die er ursprünglich konzipiert wurde. In 64-Bit-Versionen von Windows Server werden die ersten Parameter eines Prozeduraufrufs in Registern übergeben. Folglich ist ein Überlauf des Puffers weniger wahrscheinlich, da die richtigen Werte in Registern festgelegt werden müssen und die Variablen und Adressen im Stapel ausgerichtet werden müssen.
Schutz der Datenausführung
Die 64-Bit-Prozessoren von AMD und Intel verfügen über Hardwareunterstützung für DEP (Data Execution Prevention, Datenausführungsverhinderung). Windows Server nutzt DEP, um die Ausführung von böswilligem Code selbst bei Pufferüberläufen zu verhindern. Auch wenn ein Prozessor DEP nicht unterstützt, kann Windows Server Code erkennen, der an unzulässigen Speicherorten ausgeführt wird.
Patch Guard
Die Patch Guard-Technologie von Microsoft hindert Programme von Drittanbietern daran, auf den Windows-Kernel zuzugreifen. Diese Technologie verhindert, dass Kernelmodustreiber Kerneldienste erweitern oder ersetzen, einschließlich der Systemdienstetabellen, der Interrupt Descriptor-Tabelle (IDT) und der Global Descriptor-Tabelle (GDT). Software von Drittanbietern ist es zudem nicht möglich, Kernelstapel zuzuordnen oder auf beliebige Teile des Kernels zuzugreifen.
Höhere Skalierbarkeit
In einer 64-Bit-Umgebung steht Datenbankservern nicht nur beinahe uneingeschränkter virtueller Adressraum zur Verfügung, sie können auch auf mehr physischen Arbeitsspeicher zugreifen. Ein 64-Bit-Server, auf dem 64-Bit-Versionen von Windows Server und SQL Server ausgeführt werden, kann sehr umfangreiche Datensätze vollständig in den Arbeitsspeicher laden, wodurch die Leistung und die Skalierbarkeit steigen. Darüber hinaus kann die Anzahl der Anwendungsserver, die zur Unterstützung einer bestimmten Benutzergruppe benötigt werden, deutlich gesenkt werden, da in einer 64-Bit-Umgebung Arbeitsprozesse nicht so häufig durchlaufen werden müssen. Dies hat wiederum eine geringere Anzahl von getrennten Verbindungen, eine verbesserte E/A-Verarbeitung und eine höhere Benutzerfreundlichkeit zur Folge.
Niedrigere Gesamtbetriebskosten
Alle Vorteile des 64-Bit-Betriebs, die in den vorhergehenden Abschnitten aufgeführt wurden, bieten Ihnen mehr Möglichkeiten bei weniger Hardware. Eine 64-Bit-Umgebung ermöglicht Ihnen die Verwaltung von mehr Daten, die Unterstützung von mehr Benutzern und die Ausführung von mehr Anwendungen mit weniger Hardware. Bei weniger Hardware entstehen weniger Kosten für Lizenzen, den Betrieb und die Infrastruktur. Ihr Datenzentrum nimmt weniger Raum in Anspruch und hat geringere Wartungskosten. Und da eine Windows SharePoint Services 3.0-Farm mit 64-Bit-Hardware und -Software mehr Möglichkeiten für künftiges Wachstum bietet, können Sie bei Ihren Ausgaben für Hardware zusätzlich sparen, da die Lebensdauer der Geräte höchstwahrscheinlich steigt.
Eine 64-Bit-Umgebung ist möglicherweise jedoch nicht für jede Situation geeignet
Nachteile einer 64-Bit-Umgebung
In der Regel benötigen 64-Bit-Server mehr virtuellen Arbeitsspeicher als 32-Bit-Server. In der 64-Bit-Umgebung wird Arbeitsspeicher in Abschnitten reserviert, die auf der Anzahl der Prozessoren basieren. Als allgemeine Regel gilt, dass ein Server mit vier Prozessoren über mindestens 5 GB virtuellen Arbeitsspeicher und ein Server mit 8 Prozessoren über mindestens 6 GB Arbeitsspeicher verfügen sollte.
Die Fähigkeit von 64-Bit-Anwendungen, auf umfangreicheren physischen und virtuellen Speicherplatz zuzugreifen, bedeutet, dass Adresstabellen größer sind, was zu einem höheren Datentransaktionsaufwand führen kann. Folglich werden kleine oder sich wiederholende Aufgaben möglicherweise etwas langsamer ausgeführt als in einer 32-Bit-Umgebung.
Die anderweitige Verwendung von ungenutzten Servern ist weit verbreitet. Wenn in Ihrer Organisation also unzählige 32-Bit-Server verfügbar sind, kann der Erwerb neuer 64-Bit-Hardware für die Ausführung von Windows SharePoint Services 3.0 nur schwer zu rechtfertigen sein. Wenn zwischen dem Erwerb neuer 64-Bit-Geräte und der anderweitigen Verwendung vorhandener 32-Bit-Server entschieden werden muss, sollten Sie die potenziellen Einsparungen der operativen Kosten in Erwägung ziehen, die sich im Laufe der Zeit durch die Verwendung von 64-Bit-Servern und -Software ergeben.
Bestimmte Software von Drittanbietern oder Features von Windows SharePoint Services 3.0 können nicht im 64-Bit-Modus betrieben werden. Künftige Versionen von SharePoint-Produkte und -Technologien werden jedoch für den 64-Bit-Betrieb optimiert und unterstützen 32-Bit-Umgebungen nicht mehr.
Bereitstellen eines 64-Bit-Systems
Neue Bereitstellung
Die Bereitstellung von Windows SharePoint Services 3.0 in einer neue 64-Bit-Serverfarm unterscheidet sich kaum von einer 32-Bit-Bereitstellung. Die Planungsdokumentation für neue Bereitstellungen umfasst Informationen zur Konfiguration Ihrer Farm, um optimalen Nutzen aus den verbesserten Fähigkeiten der 64-Bit-Hardware und -Software zu ziehen. Weitere Informationen zur Planung und Bereitstellung von Windows SharePoint Services 3.0 in einer 64-Bit-Umgebung finden Sie unter Erste Schritt mit der Windows SharePoint Services 3.0-Technologie.
Umwandlung einer bestehenden Bereitstellung
Es ist nicht notwendig, die gesamte Bereitstellung von Windows SharePoint Services 3.0 auf einmal auf 64-Bit-Server umzustellen. In den meisten Fällen können 32-Bit- und 64-Bit-Server problemlos innerhalb derselben Farm eingesetzt werden. Durch die schrittweise Umwandlung können die Kosten verteilt und die Kontinuität von Leistungen während des Wechsels beibehalten werden.
Schrittweise Migration zu 64-Bit-Servern
Wenn Sie sich dafür entscheiden, Ihre Server nach und nach zu 64-Bit-Servern zu migrieren, sollten Sie vorab wissen, welche Server am meisten von dem Wechsel profitieren. Durch die Migration der Server in einer bestimmten Reihenfolge können Sie den Übergang optimieren und sofort in den Genuss von Leistungsvorteilen kommen. Die folgenden Server sind in der Reihenfolge aufgelistet, in der sie am meisten von der Umwandlung in eine 64-Bit-Umgebung profitieren:
Datenbankserver
SQL Server ist äußert prozessor- und speicherintensiv. Die Migration zu einem 64-Bit-Server kann unmittelbare Vorteile bringen, wenn der Datenbankserver die Möglichkeit erhält, mehr Datenbanken zu unterstützen und zugleich mehr Verbindungen und mehr Transaktionen zu verarbeiten.
Front-End-Webserver und Anwendungsserver
Arbeitsprozesse profitieren immer von zusätzlichem Arbeitsspeicher. Je mehr Dienste und Anwendungen auf dem Server ausgeführt werden, desto mehr profitieren sie von der verbesserten Speicherverwaltung und den höheren Speichergrenzen einer 64-Bit-Umgebung. Wenn Sie Front-End-Webserver in 64-Bit-Server umwandeln, sollten Sie darauf achten, alle gleichzeitig zu migrieren.
Es wird nicht empfohlen, 32-Bit- und 64-Bit-Front-End-Webserver über längere Zeit zu kombinieren. Es kann zu einer unausgeglichenen Serverauslastung kommen, wenn ein Server bzw. eine Gruppe von Servern eine höhere Leistung als die restlichen Server bietet.
Anwendungsserver, auf denen die Dienste für Excel-Berechnungen ausgeführt werden
Die Dienste für Excel-Berechnungen stellen weitgehend eine Belastung für die CPU dar. Die verbesserte Architektur des 64-Bit-Prozessors und der externe Datenbus haben eine deutliche Leistungssteigerung zur Folge.
Indexserver
Indexserver benötigen einen schnellen Prozessor und eine rasche Datenträger-E/A. Außerdem müssen sie zur gleichen Zeit zahlreiche Verbindungen aufrechterhalten. Eine 64-Bit-Architektur bietet eine optimierte Speicherverwaltung und einen umfangreichen Datenbus, sodass die Crawlzeiten reduziert werden können.
Abfrageserver
Abfrageserver gehören zu den ruhigsten Servern in der Farm und profitieren von der Migration zur 64-Bit-Hardware möglicherweise am wenigsten. In Fällen, in denen der Abfrageserver jedoch eine Vielzahl von Suchanfragen verarbeitet, ist die Leistungssteigerung spürbar.
32-Bit-Software auf 64-Bit-Hardware
Es ist möglich, 32-Bit-Software auf 64-Bit-Hardware auszuführen. Zum Lieferumfang der 64-Bit-Versionen von Windows Server gehört die Übersetzungsschicht WOW64 (Windows on Windows 64-bit), die ein 32-Bit-Betriebssystem emulieren kann. In den meisten Fällen ist mit WOW64 die gleichzeitige Ausführung von 32-Bit-Software und 64-Bit-Software auf demselben Computer möglich. Es können jedoch nur 64-Bit-Versionen von SharePoint-Produkte und -Technologien auf 64-Bit-Versionen von Windows Server ausgeführt werden.
Kombination von 32-Bit- und 64-Bit-Servern
Bei der kombinierten Ausführung von 32-Bit- und 64-Bit-Servern in einer Farm sollten die folgenden wichtigen Faktoren berücksichtigt werden:
Keine Verwendung der Option /3GB in Windows Server 2003
Auf einem 32-Bit-Server mit einem virtuellen Adressraum von 4 GB kann die Option /3GB die Leistung durch Übertragen von 1 GB des virtuellen Adressraums vom Kernel auf die Benutzermodusprozesse optimieren. Dies wird auf 64-Bit-Hardware nicht empfohlen, da dem Kernel so nur 1 GB zur Verfügung steht. Die umfangreichen Adresstabellen, die von 64-Bit-Hardware verwendet werden, können zu einem Entleeren des Adressraums führen. Dies hat eine mögliche Instabilität des Computers zur Folge. Weitere Informationen finden Sie im Knowledge Base-Artikel Die Option "/3GB" von Windows Server 2003 wird in Windows SharePoint Services 2.0 und späteren Versionen bzw. in SharePoint Portal Server 2003 SP2 und späteren Versionen nicht unterstützt (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=105919&clcid=0x407).
32-Bit- oder 64-Bit-Homogenität auf den einzelnen Topologieebenen
Sie können eine Windows SharePoint Services 3.0-Farm für eine Kombination aus 32-Bit- und 64-Bit-Servern bereitstellen, vorausgesetzt, Sie erhalten die Homogenität der Architektur auf den einzelnen Topologieebenen. So können Sie beispielsweise 64-Bit-Datenbankserver mit 32-Bit-Front-End-Webservern verwenden oder auch 64-Bit-Anwendungsserver mit 32-Bit-Servern, auf denen Excel Services ausgeführt wird. Die Kombination von 32-Bit- mit 64-Bit-Front-End-Webservern innerhalb derselben Farm wird jedoch nicht empfohlen.
Die Kombination von 32-Bit- und 64-Bit-Servern kann den Wartungsaufwand für die Farm erhöhen
In gemischten 32-Bit- und 64-Bit-Szenarien müssen Elemente wie Drittanbieteranwendungen, benutzerdefinierte Lösungen, Softwarepatches und Updates getrennt voneinander für jede Plattform verwaltet werden.
Zusammenfassung
Wenn die 32-Bit-Server in einer Bereitstellung eine adäquate Leistung erbringen und die Benutzer mit dem Verhalten der Websites, Anwendungen und Suchanfragen zufrieden sind, besteht eventuell kein dringender Bedarf, die Bereitstellung von Windows SharePoint Services 3.0 in 64-Bit umzuwandeln. Wenn die Leistung der Serverfarm Ihre Erwartungen bzw. die Erwartungen der Kunden jedoch nicht erfüllt, wenn die Benutzergruppe rasch zunimmt, wenn die Anwendungspools immer häufiger aufbereiten oder wenn die Aktualisierung von Hardware geplant ist, ist dies möglicherweise genau der richtige Zeitpunkt für die Einführung eines neuen, sich zunehmender Beliebtheit erfreuenden Standards und die Migration der Hard- und Software zu 64-Bit.
Siehe auch
Konzepte
Planen der Leistung und Kapazität (Windows SharePoint Services)
Bestimmen von Hardware- und Softwareanforderungen (Windows SharePoint Services)
Buch zum Herunterladen: Planning and architecture for Windows SharePoint Services 3.0