Общие сведения об обнулении страниц в Exchange 2013

Статья
04/04/2023

Область применения: Exchange Server 2013 г.

Обнуление страниц в системе Exchange 2013

Обнуление — это механизм безопасности, записывающий нули или двоичный шаблон поверх удаленных данных, чтобы усложнить их восстановление. База данных ESE в Exchange 2013 использует страницы в качестве единицы хранилища и в результате реализует обнуление страниц. Обнуление страниц включено по умолчанию, и его нельзя отключить. Операции обнуления страниц записываются в файлы журнала транзакций, чтобы обнуление страниц для всех копий базы данных выполнялось аналогичным образом. Обнуление страницы в активной базе данных приводит к обнулению страницы в пассивной копии базы данных.

Примечание.

Механизм расширения хранилища (ESE) не предусматривает приоритет повторного использования обнуляемых страниц, а не выделения нового пространства. Таблицы, для которых назначено последовательное выделение места на диске, будут преднамеренно пропускать фрагментированные или обнуленные страницы в пользу новых или свободных последовательных страниц. Этот подход снижает число операций ввода-вывода в секунду для базы данных.

В Exchange 2013 обнуление страниц снижает негативное влияние на производительность серверов, выполняющих обнуление. К ним относятся:

Оптимизированное хранилище и емкость сети. ESE записывает запись об обнуления страницы в файл журнала транзакций, а не регистрирует весь образ страницы. Этот подход сокращает количество операций ввода-вывода для записи в журнал и снижает требования к пропускной способности для доставки журналов.
Оптимизированный дисковый ввод-вывод базы данных. В Exchange 2010 RTM и более ранних версиях обнуление страниц происходило только во время резервного копирования или запланированного обслуживания, что привело к значительному объему операций ввода-вывода на диске базы данных. В Exchange 2010 с пакетом обновления 1 (SP1) и более поздних версиях (включая Exchange 2013) обнуление страниц происходит по умолчанию и происходит во время транзакции. В большинстве случаев обнуление происходит сразу после жесткого удаления. Такая конструкция позволяет базе данных использовать возможность глубины контрольных точек подсистемы. Эта возможность гарантирует, что "грязные" страницы остаются в кэше базы данных в течение определенного периода времени. Другие обновления страниц, которые происходят в непосредственной близости, не вызывают дополнительных операций ввода-вывода в базу данных. Благодаря этому механизму обнуление страниц не оказывает значительного влияния на операции ввода-вывода в базе данных и поэтому включено по умолчанию.

Реализация обнуления страниц в базе данных ESE

При обнулении страниц поверх необратимо удаленной записи записывается один двоичный шаблон. Шаблон обнуления страниц относится к операции обработчика ESE и отличается для операций во время выполнения и операций обслуживания. В следующей таблице перечислены шаблоны заполнения, соответствующие определенным операциям среды выполнения.

Шаблон заполнения функции обнуления во время выполнения ESE

Операция среды выполнения ESE	Шаблон заполнения
Заменить	R
Удаление длинного значения записи	D
Освобожденное место страницы	H

В следующей таблице перечислены шаблоны заполнения, соответствующие определенным операциям, выполняемым во время фонового обслуживания базы данных ESE.

Шаблон заполнения функции обнуления страниц во время фонового обслуживания базы данных ESE

Операция фонового обслуживания базы данных ESE	Шаблон заполнения
Удалить запись	D
Удалить длинное значение	L
Освобожденное место частично используемой страницы	Z
Освобожденное место неиспользуемой страницы	U

Фоновое обслуживание базы данных

Фоновое обслуживание базы данных — это процесс, непрерывно проверяющий контрольные суммы и сканирующий каждую базу данных. Его основная функция — это страницы базы данных контрольной суммы, но она также обрабатывает очистку пространства и обнуление записей и страниц, которые не были обнулялись из-за сбоя Store. При фоновом обслуживании одной базы данных скорость обработки данных составляет приблизительно 1 МБ в секунду. Если приоритетом является своевременное обнуление страниц, можно уменьшить размер базы данных, чтобы обеспечить обнуление страниц в случаях аварийного восстановления в течение более короткого периода времени (например, 24 часа).

Фоновое обслуживание базы данных это непрерывный процесс, поэтому событий, связанных с его началом и завершением, не существует. Можно отслеживать ход выполнения фонового обслуживания базы данных с помощью следующего счетчика производительности:

MSExchange Database —> Экземпляры —> длительность обслуживания базы данных

Этот счетчик указывает количество секунд, прошедших с момента завершения последнего обслуживания для заданной базы данных.

Процесс обнуления страниц базы данных ESE

В следующей таблице описаны сценарии удаления базы данных и случаи выполнения функций обнуления страниц.

Сценарий удаления базы данных	Процесс ESE и временные рамки обнуления данных в базе данных
Сценарий 1. Восстановление одного элемента отключено, и пользователь удаляет элемент из папки «Элементы для восстановления». Сценарий 2. Восстановление одного элемента отключено, а период хранения восстанавливаемых элементов установлен в нулевое значение. Сценарий 3. Восстановление одного элемента включено, и срок действия элемента истекает в соответствии со сроком хранения удаленных элементов.	В асинхронном потоке двоичный шаблон записывается поверх удаленных данных. Это действие выполняется за те миллисекунды, в течение которых происходит удаление записи. Если происходит сбой процесса Store в следующих сценариях: В то время как асинхронное обнуление по-прежнему не выполняется. Очистка хранилища версий отменена из-за роста хранилища версий обнуление завершается, когда фоновое обслуживание базы данных обрабатывает этот раздел базы данных.
Сценарий представления. Истечение строка действия элементов в представлении папки Outlook или Outlook Web App (например, в представлении "Беседа").	Обнуление данных выполняется при обработке этого раздела базы данных во время фонового обслуживания базы данных.
Сценарий перемещения или удаления почтового ящика. Исходный почтовый ящик удален (истечение срока хранения удаленного в корзину почтового ящика)	Обнуление данных выполняется при обработке этого раздела базы данных во время фонового обслуживания базы данных.

Сценарий удаления базы данных

Процесс ESE и временные рамки обнуления данных в базе данных

Сценарий 1. Восстановление одного элемента отключено, и пользователь удаляет элемент из папки «Элементы для восстановления».
Сценарий 2. Восстановление одного элемента отключено, а период хранения восстанавливаемых элементов установлен в нулевое значение.
Сценарий 3. Восстановление одного элемента включено, и срок действия элемента истекает в соответствии со сроком хранения удаленных элементов.

В асинхронном потоке двоичный шаблон записывается поверх удаленных данных. Это действие выполняется за те миллисекунды, в течение которых происходит удаление записи. Если происходит сбой процесса Store в следующих сценариях:

В то время как асинхронное обнуление по-прежнему не выполняется.
Очистка хранилища версий отменена из-за роста хранилища версий

обнуление завершается, когда фоновое обслуживание базы данных обрабатывает этот раздел базы данных.

Сценарий представления. Истечение строка действия элементов в представлении папки Outlook или Outlook Web App (например, в представлении "Беседа").

Обнуление данных выполняется при обработке этого раздела базы данных во время фонового обслуживания базы данных.

Сценарий перемещения или удаления почтового ящика. Исходный почтовый ящик удален (истечение срока хранения удаленного в корзину почтового ящика)

Отслеживание реакции на событие обнуления страниц

Функции обнуления страниц можно измерять и отслеживать с помощью следующих счетчиков производительности ESE:

MSExchange Database —> Обнуление страниц обслуживания базы данных. Указывает количество страниц, обнуляемых ядром СУБД с момента вызова счетчика производительности.
MSExchange Database —> Страницы обслуживания базы данных обнуляются в секунду: указывает скорость обнуляемости страниц.

Примечание.

Сведения о включении этих счетчиков см. в статье Включение расширенных счетчиков производительности ESE.

Обнуление страниц — это функция обслуживания базы данных, поэтому сведения о производительности включаются в следующие счетчики:

Обнуление страниц для транзакций во время выполнения.
Обнуление страниц из-за фонового обслуживания базы данных.

Типы данных почтового ящика без обнуления страниц

Следующие типы данных почтового ящика не предусматривают обнуления страниц:

Журналы транзакций базы данных почтовых ящиков (LOG)

При удалении журналов транзакций (из-за усечения с помощью резервного копирования или циклического ведения журнала) в файловой системе NTFS, в которой хранятся удаленные файлы журналов, процесс обнуления не выполняется. Скорее всего, NTFS быстро повторно использует это свободное пространство для вновь созданных журналов, но нет никакой гарантии, что это произойдет.
Файлы каталога индексов содержимого

В Exchange 2013 для функций индексации при поиске используется платформа поиска. Каталог индекса поиска включает в себя несколько десятков файлов, хранящихся в одном томе с файлом базы данных почтовых ящиков. При необратимом удалении сообщения из базы данных почтовых ящиков связанное с ним содержимое в каталоге поиска не удаляется в тот же момент. Это содержимое удаляется, когда платформа поиска выполняет теневое или основное объединение большого числа небольших файлов каталога в один файл большего размера. После завершения основного объединения файлы каталога меньшего размера удаляются. Нет процесса обнулить блоки, в которые хранятся удаленные файлы каталога.