Tecnologia di archiviazione

Si applica a: Exchange Server 2007 SP3, Exchange Server 2007 SP2, Exchange Server 2007 SP1, Exchange Server 2007

Ultima modifica dell'argomento: 2011-05-19

Tra gli aspetti principali per la scelta della tecnologia di archiviazione sono compresi l'affidabilità, la capacità, le prestazioni, la complessità, la gestibilità e il costo. Microsoft Exchange Server 2007 fornisce una vasta gamma di opzioni per la scelta delle tecnologie di archiviazione, quali ad esempio serial ATA (SATA), serial attached SCSI (SAS), Internet SCSI (iSCSI) e Fibre Channel. In questo argomento viene descritta ciascuna delle suddette tecnologie in relazione a Exchange 2007. Inoltre, tali informazioni vengono fornite per ottenere ridondanza in fase di progettazione dell'archiviazione per mezzo di un tipo di array ridondanti di dischi indipendenti (RAID).

A differenza delle versioni precedenti di Exchange Server, Exchange 2007 non supporta l'utilizzo di soluzioni di archiviazione collegate alla rete. L'unico trasporto di archiviazione collegata alla rete supportato da Exchange 2007 è iSCSI.

Indipendentemente dalla soluzione scelta, tutte le soluzioni di archiviazione utilizzate con Exchange 2007 devono essere elencate nel Windows Server Catalog of Tested Products. Inoltre, le soluzioni cluster a copia singola devono elencare l'intera soluzione nella categoria relativa alle soluzioni cluster del Windows Server Catalog of Tested Products e le soluzioni cluster a copia singola geograficamente lontane devono elencare l'intera soluzione nella categoria relativa del Windows Server Catalog of Tested Products.

Serial ATA

SATA è una nuova interfaccia seriale per ATA (Advanced Technology Attachment) e unità IDE (Integrated Device Electronics) generalmente presenti nei computer desktop. Le unità SATA sono in genere più lente rispetto ai dischi Fibre Channel e SCSI ma offrono capacità maggiori. Al momento della scelta dei dischi SATA, si consiglia di controllare le indicazioni del produttore relative alla vibrazione rotazionale e alle tolleranze al calore. Alcuni dischi SATA non sono stati progettati per array di dischi. Pertanto, quando sono presenti troppi dischi a distanza ravvicinata, il calore e le vibrazioni che ne derivano possono provocare errori dei dischi e riduzioni delle prestazioni. Inoltre, è necessario assicurarsi che il controller che verrà utilizzato sia un controller con cache in scrittura poiché tale caratteristica migliora la velocità di trasmissione transazionale per asse.

Serial Attached SCSI

SAS utilizza dischi rigidi di tipo aziendale a elevate prestazioni. La velocità di trasmissione su molti array SAS supera di gran lunga sia quella del tipo SATA che del tradizionale SCSI (fino a 3 Gbit al secondo) e può essere utile per rispettare il contratto di servizio per quanto riguarda la manutenzione o il backup (prestazioni di flusso). Molti array SAS possono essere collegati direttamente al server mediante un semplice cablaggio. I dischi SAS con form factor più ridotto dispongono di una capacità inferiore, sebbene siano estremamente veloci e dunque ideali per le distribuzioni Exchange Server, che richiedono velocità maggiori con cassette postali di dimensioni minori. È importante trovare un compromesso ideale tra la velocità del disco e i requisiti di input/output (I/O). In molte distribuzioni di cassette postali di grandi dimensioni, quando si mettono a confronto la capacità e le esigenze di I/O, è probabile che la velocità dei dischi SAS 10.000 RPM risulti sufficiente.

Internet SCSI

L'unico sistema di archiviazione basato sulla rete e supportato da Exchange 2007 è iSCSI. Sebbene il sistema iSCSI stabilisca una connessione tra un server e il sistema di archiviazione tramite Ethernet, è da considerarlo come la propria connessione al sistema di archiviazione e isolare completamente la rete di archiviazione iSCSI da qualsiasi altro traffico di rete. Se disponibili, le opzioni di controllo del flusso, della qualità del servizio (QoS) e di frame Jumbo possono migliorare ulteriormente le prestazioni. In Microsoft iSCSI Initiator 2.0 è supportato Multipath I/O (MPIO). Negli ambienti di prova di Microsoft sono stati trasferiti oltre 250 megabyte (MB) al secondo su tre schede di rete dimostrando come l'iSCSI sia un efficace trasporto di archiviazione per scenari che richiedono un'elevata velocità di trasmissione.

Se si opta per la tecnologia di archiviazione iSCSI, è fondamentale configurare l'iniziatore iSCSI in modo tale da consentire la riconnessione automatica delle unità connesse dopo il riavvio del server. A tale scopo, l'iniziatore iSCSI deve essere configurato per l'accesso permanente e con volumi permanenti. Nel caso in cui le unità iSCSI non vengano mantenute dopo un riavvio, Exchange Server perderà l'accesso a tali unità.

La configurazione della connessione permanente si rivela di fondamentale importanza durante l'utilizzo di iSCSI con la replica continua cluster e con la replica continua di standby. Inoltre, quando si utilizza la replica continua cluster o la replica continua di standby, si consiglia di rendere il servizio Server dipendente dal servizio iniziatore Microsoft iSCSI nell'origine della replica continua. Nel caso della replica continua cluster, è possibile eseguire l'operazione su entrambi i nodi, poiché le designazioni di attivo e passivo cambiano durante la vita del cluster. In questo modo viene garantita la presenza dei volumi disco e la corretta creazione delle condivisioni file necessarie per la replica continua.

È possibile utilizzare lo strumento dell'interfaccia della riga di comando iSCSI (iSCSICLI) per configurare una destinazione di accesso permanente oppure lo strumento Pannello di controllo Iniziatore iSCSI per rendere i volumi permanenti. Inoltre, è possibile utilizzare il comando iSCSICLI per eseguire il binding dei volumi permanenti o lo strumento Pannello di controllo Iniziatore iSCSI per consentire al servizio iSCSI di configurare l'elenco dei volumi permanenti.

Per informazioni sullo strumento iSCSICLI, vedere Manuale dell'utente di Microsoft iSCSI Software Initiator 2.x (informazioni in lingua inglese). Per la procedura dettagliata di configurazione dei volumi e delle destinazioni iSCSI per i volumi e l'accesso permanenti e di configurazione del servizio Server al fine di renderlo dipendente dal servizio iniziatore iSCSI Microsoft, vedere l'articolo 870964 della Microsoft Knowledge Base, Le condivisioni file sui dispositivi iSCSI possono non essere ricreate dopo il riavvio del computer (informazioni in lingua inglese).

Fibre Channel

Fibre Channel è una tecnologia di rete che utilizza spesso cavi a fibra ottica nelle reti di archiviazione SAN. Si tratta di una rete alla velocità Gigabit dalle prestazioni elevate, eccellente per la gestione e il consolidamento del sistema di archiviazione. Se si utilizza l'archiviazione Fibre Channel, si consiglia di verificare con il proprio fornitore del sistema di archiviazione le impostazioni ottimali di configurazione, in quanto ciascun fornitore dispone delle indicazioni da seguire per le impostazioni relative alla profondità e alla destinazione della coda o alla velocità di esecuzione.

Scelta del RAID

Per garantire la massima disponibilità, l'aggiunta di ridondanza alla progettazione dell'archiviazione è di fondamentale importanza. Per tutti i server Exchange si consiglia l'archiviazione RAID dietro un controller supportato da batteria. Esistono diversi tipi di RAID e numerose modifiche proprietarie ai tipi noti di RAID. Tuttavia, i quattro tipi più comuni utilizzati in ambienti server sono RAID-1/0, RAID-5, RAID-6 e RAID-DP.

Nella seguente tabella vengono confrontate le soluzioni RAID-1/0, RAID-5 e RAID-6 in base alla velocità, all'utilizzo dello spazio e alle prestazioni durante le ricompilazioni e gli errori.

Confronto delle soluzioni RAID

RAID-1/0

Con RAID-1/0 viene eseguito lo striping dei dati (RAID-0) su set con mirroring (RAID-1). RAID-0-1 non è identico a RAID-1/0 e non è consigliato per i dati di Exchange. Le prestazioni transazionali con RAID-1/0 sono molto buone in quanto il disco nel mirroring è in grado di rispondere alle richieste di lettura. Poiché non è necessario calcolare le informazioni di parità, le scritture su disco vengono gestite in maniera efficiente. Ciascun disco nel set con mirroring deve eseguire la stessa operazione di scrittura.

Quando si verifica un errore in un array RAID-1/0, le prestazioni di scrittura non vengono influenzate perché un membro del mirroring è ancora in grado di accettare le operazioni di scrittura. Le operazioni di lettura vengono moderatamente influenzate poiché a questo punto un solo disco fisico può rispondere alle richieste di lettura. Quando il disco danneggiato viene sostituito, il mirroring viene ristabilito ed è necessario copiare o ricostruire i dati.

RAID-5

RAID-5 comporta il calcolo della parità che può essere utilizzata con i dati del membro rimanente per ricreare i dati su un disco danneggiato. La scrittura su un array RAID-5 genera fino a quattro operazioni di I/O per ciascun I/O da scrivere e il calcolo della parità può utilizzare in maniera eccessiva il controller o le risorse del server. Le prestazioni transazionali con RAID-5 possono offrire ancora buoni risultati, in particolare se si utilizza un controller di archiviazione per calcolare le parità.

Quando si verifica un errore in un array RAID-5, l'array è considerato danneggiato, le prestazioni risultano ridotte e le latenze aumentano. Ciò è dovuto al fatto che nella maggior parte degli array le informazioni di parità vengono distribuite equamente a tutti i dischi dell'array e possono essere combinate con i blocchi di dati rimasti ancora integri per la ricostruzione dei dati in tempo reale. Sia le operazioni di scrittura che quelle di lettura devono accedere a più dischi fisici per ricostruire i dati su un disco perso, aumentando in tal modo la latenza e riducendo le prestazioni in un array RAID-5 quando si verifica un errore. Quando il disco danneggiato viene sostituito, i blocchi rimanenti non danneggiati e la parità vengono utilizzati per ricostruire i dati perduti, un processo molto lungo che potrebbe richiedere diverse ore o persino giorni. Se si verifica un errore in un altro membro dell'array RAID-5 durante la procedura denominata Interim Data Recovery Mode o durante la ricompilazione, l'array è perduto. RAID-6 è stato creato appositamente per ovviare a questa vulnerabilità.

RAID-6

RAID-6 aggiunge un ulteriore blocco di parità e fornisce un livello di protezione dati approssimativamente doppio rispetto a RAID-5 ma a scapito di prestazioni di scrittura ancora più ridotte. Con l'aumento delle dimensioni dei dischi fisici e con il conseguente incremento dei tempi di ricompilazione del RAID, in alcuni casi è necessario ricorrere a RAID-6 per impedire che errori nei numeri di unità logica (LUN) possano provocare errori irreversibili durante la ricompilazione o che si verifichi un errore durante la ricompilazione in un secondo disco nel gruppo di array. Data la capacità su disco, alcuni fornitori supportano RAID-6 anziché RAID-5.

RAID-DP

RAID-DP di NetApp è un'implementazione proprietaria della doppia parità di RAID per la protezione dei dati. La definizione di RAID-DP rientra in quella di RAID-6 della Storage Network Industry Association. RAID-DP è anche un marchio registrato di NetApp.

A differenza del tradizionale RAID-6, RAID-DP utilizza la parità diagonale mediante due dischi di parità dedicati nel gruppo RAID. RAID-DP, inoltre, è simile a RAID-6 in termini di metriche di affidabilità e per la sua capacità di resistere in caso di errori in uno dei due dischi. Tuttavia, errori in un terzo disco provocherebbero la perdita di dati. Mentre nelle implementazioni correnti RAID-6 l'introduzione di un blocco di parità aggiuntivo determina un calo di prestazioni di I/O, in RAID-DP è stata messa a punto un'ottimizzazione per ridurre le operazioni I/O di lettura a causa della modalità di gestione delle operazioni di scrittura di parità da parte del controller di NetApp. A differenza di altri controller di archiviazione che scrivono le modifiche nella posizione di origine, il controller NetApp scrive sempre i dati su nuovi blocchi, in modo da visualizzare in ordine sequenziale le scritture eseguite casualmente. È necessario seguire le procedure consigliate di NetApp relative al dimensionamento dell'array, per assicurare un livello di prestazioni coerente per le implementazione di Exchange.

Scelta del tipo di RAID

Nello scegliere il tipo di RAID è necessario ponderare caratteristiche quali capacità, I/O transazionale e prestazioni in caso di ricompilazioni o errori. Ad esempio, la dimensione delle cassette postali influisce notevolmente sulla capacità, mentre i dischi con form factor più ridotto influiscono sulle prestazioni. La scelta del tipo di RAID dipende anche dai dati che devono essere archiviati e dal controller utilizzato. I registri delle transazioni rappresentano l'insieme di dati più importante e pertanto una buona latenza di scrittura è fondamentale per le prestazioni del server. Quando si utilizza un controller di archiviazione indipendente dal RAID, i registri delle transazioni devono essere posizionati sull'array RAID-1 o RAID-1/0 con cache di scrittura supportata da batteria. Per ulteriori informazioni sull'importanza di un'archiviazione rapida e a bassa latenza per i registri delle transazioni, vedere Ottimizzazione del sistema di archiviazione per Exchange Server 2003. Analogamente, quando si utilizza un controller di archiviazione indipendente dal RAID, RAID-1/0 rappresenta la configurazione ideale per i database e funziona bene con dischi con capacità elevate.

In Exchange Server 2003 RAID-5 offriva la massima efficienza in termini di capacità, anche se le scarse prestazioni raramente consentivano l'utilizzo della quantità aggiuntiva di spazio disponibile. Di conseguenza, in molte distribuzioni di Exchange 2003, per soddisfare i requisiti di prestazioni transazionali del RAID-5 era richiesta una quantità maggiore di dischi fisici rispetto al numero necessario per RAID-10.

Con Exchange 2007, l'aumento di scritture del database come percentuale di I/O del database provoca una riduzione delle prestazioni dei LUN del RAID-5 rispetto a quanto si verificava in Exchange 2003. Tuttavia, se si seguono i consigli per raggiungere una riduzione dell'I/O transazionale, RAID-5 può rappresentare una buona soluzione. RAID-5 consente di utilizzare dischi con capacità inferiore e velocità elevata. In soluzioni di cassette postali di grandi dimensioni, RAID-5 può consentire maggiori prestazioni transazionali del necessario per soddisfare i requisiti di capacità con una quantità minore di dischi fisici rispetto a RAID-10.

Per RAID-5 e RAID-6, le prestazioni delle ricompilazioni possono avere un impatto significativo sulla velocità di trasmissione dell'archiviazione. A seconda dell'array e della configurazione dell'archiviazione, tale effetto potrebbe dimezzare la velocità di trasmissione. La pianificazione di ricompilazioni al di fuori delle ore di attività può compensare tale calo di prestazioni, sacrificando l'affidabilità. In un ambiente di replica continua cluster, è possibile impedire la riduzione della velocità di trasmissione spostando il server Cassette postali nel nodo passivo, rendendolo così nodo attivo. Se nessuna opzione è disponibile, la velocità di trasmissione I/O aggiuntiva deve essere progettata nell'architettura per adattare le condizioni di ricompilazione RAID-5/RAID-6 durante le ore di attività. Questa velocità di trasmissione I/O aggiuntiva può essere pari fino a due volte i requisiti di I/O in stato Non riuscito.