计算服务器的大小

 

上一次修改主题: 2006-05-05

本主题提供的方法说明如何确定服务器大小的要求,特别侧重于说明支持一组用户所需的硬件。因为 Microsoft® Exchange 配置和用户配置文件的多种多样,很难准确地确定服务器支持的用户数。必须考虑客户端的不同类型、用户的活动级别、存储子系统的容量,以及如何配置 Exchange 服务器以使用磁盘资源。

使用下列步骤可以帮助您评估这些问题并确定所需硬件:

  1. 确定用户配置文件。
  2. 根据用户配置文件选择服务器。
  3. 验证磁盘子系统的容量。
note注意:
此部分中所述的方法也适用于 Exchange 2000 Server。与 Exchange 2000 Server 相比,使用 Exchange Server 2003 能使用户负载略微降低,内存使用显著得到改善。对于相同的用户配置文件,Exchange Server 2003 所使用的磁盘资源比 Exchange 2000 Server 大约少 10%。如果升级并选择新服务器,在评估时要考虑此调整。

若要计算服务器可以支持的用户数,必须先确定当前的用户配置文件。可以同时使用下列两个重要度量标准来计算用户配置文件:

  • Megacycles/mailbox 每个邮箱每秒的兆周期数。在生产服务器上两个小时的高峰时段测量的每个邮箱所需的原始处理器使用。例如,如果用户在活动高峰期使用 1 兆周期/秒,服务器上有 1,000 个用户(1,000 兆周期/秒),则一个 2,000 MHz 处理器的 CPU 使用为 50%。
    note注意:
    此测量实际使用的单位为每个邮箱每秒的兆周期数。为简便起见,“每秒”在此部分中省略了。
  • IOPS/mailbox 每个邮箱每秒的输入/输出。在生产服务器上两个小时的高峰时段测量的每个用户所需的原始数据库 (DB) 磁盘的使用(每秒的输入/输出)。此度量标准不包括事务日志输入/输出 (I/O) 操作。例如,如果在活动高峰期,每个邮箱使用 0.5 DB IOPS,服务器上有 1,000 个用户,则为 500 DB IOPS。IOPS/mailbox 度量基于随机读/写 Exchange 数据库 I/O 操作。
    note注意:
    此测量的实际单位为每个邮箱每秒的 IOPS。为简便起见,“每秒”在此部分中省略了。

用户配置文件基于的生产数据可能包含第三方应用程序以及 Microsoft Outlook®。此部分中的建议并非针对任何特定的客户端或客户端版本。在计算每个邮箱的兆周期数和每个邮箱的 IOPS 时,应使用该服务器当前的邮箱数。

有关如何计算每个邮箱的兆周期数的详细步骤,请参阅如何计算每个邮箱的 Megacycles 值

有关如何测量每个邮箱的 IOPS 的详细步骤,请参阅如何测量每个邮箱的 IOPS

如果服务器中包含许多不使用的邮箱,或在两个小时的高峰时段运行不会增加许多负载的其他应用程序,则结果不代表典型的用户负载。为测量选择具有典型的用户邮箱的服务器,或在计算中不考虑不使用的邮箱。

请注意,星期几不同,使用负载也会略有不同。例如,在许多公司中,星期一的负载比其他几天要重。测量典型活动高峰期的时间是星期一当地时间的 08:00 到 10:00。

如果服务器运行其他占用大量服务器资源的进程,应考虑使用 Store.exe 进程的 Process\% Processor Time 计数器,而不是总 CPU 使用的计数器。因为许多非线性因素会影响 CPU 的使用(例如内存缓存以及服务器扩展 CPU 数目的方式的影响),所以应使用此计算作为确定处理需求的标准。实际需要的处理量取决于最终的硬件与当前用于测量的硬件的差异程度。

note注意:
如果公司中的用户使用要求各不相同,可能必须为不同的用户组分别测量用户配置文件。例如,销售工程师与本地市场部的用户配置文件可能会不同。只有用户组明显不同,才需要进行单独测量。

确定了用户配置文件(每个邮箱的兆周期数和每个邮箱的 IOPS)后,可以计算对 CPU 和磁盘子系统的要求。

下列各部分提供了四个用户配置文件示例,还提供了建议的示例服务器硬件。可以将用户配置文件与示例配置文件进行比较,确定哪个配置文件最符合贵公司的需要,使用建议的硬件作为标准。例如,如果既有重负载用户也有轻负载用户,则对重负载用户使用该标准。

下面的每一种标准都特定于某个用户配置文件和服务器/存储区域网络配置。这些示例中使用 Hewlett Packard StorageWorks 企业虚拟阵列或 CLARiion FC-4500 存储区域网络 (SAN),但是,可以使用任何提供相同磁盘吞吐量的 SAN。选择了合适的硬件后,验证磁盘子系统是否符合需要。有关详细信息,请参阅本主题后面的“验证磁盘子系统容量”。

对于高端服务器配置,建议使用 4 处理器 (2.8 GHz) 服务器。建议的硬件不考虑其他性能因素,例如网络容量、服务器内存和缓存大小。不过,使用示例用户配置文件,可以估计服务器是否有足够的 CPU 和磁盘容量。

有关如何计算邮箱服务器 CPU 需求的详细步骤,请参阅如何计算邮箱服务器 CPU 要求

有关如何计算邮箱服务器磁盘子系统需求的详细步骤,请参阅如何计算邮箱服务器磁盘子系统要求

此部分提供示例用户配置文件以及每个配置文件建议的硬件。使用上一部分中收集的信息确定最符合当前要求的示例配置文件。

根据邮箱大小和用户活动,测量的每个邮箱的 IOPS 与下列各部分列出的示例相比,可能要高很多或低很多。例如,一家公司的用户配置文件为每个邮箱 4 IOPS。每个邮箱的 IOPS 较大主要是因为用户没有邮箱配额(通常,邮箱大小为 1 到 10 GB)。用户还发送了包含较大附件的邮件(附件限制已经增大到 25 MB)。

重负载知识型员工 (HKW) 是重负载知识型员工的配置文件。适合此配置文件的用户的工作非常依赖电子邮件。用户可能有缓存 Exchange 模式客户端。对于此配置文件,可以承受下列使用负载:

  • 每个邮箱的兆周期数:约 2.5
  • 每个邮箱的 IOPS:约 0.75

HKW 配置文件的示例大容量服务器

服务器硬件

4 处理器,1,996 MHz(超线程),4 GB RAM

存储区域网络硬件

Hewlett Packard StorageWorks 企业虚拟阵列

4 个存储组,每个存储组 5 个数据库,使用 RAID0+1 跨越 48 个磁盘心轴

每个存储组的邮箱数

1,150

每台服务器的邮箱数

4,600

处理器的峰值使用

80%

磁盘的峰值使用

84%

在此示例配置中,服务器可以支持 5,100 个 HKW 用户。服务器上有 5,100 个 HKW 用户时,处理器的峰值使用为 80%,为负载非常高的阶段留出了足够的开销。

48 个心轴大约每秒可以处理 4,800 IOPS(假定磁盘支持每个心轴 100 IOPS)。因此,如果有 4,600 个要求每个邮箱 0.75 IOPS 的用户,数据库驱动器的磁盘峰值使用为 72%。如果考虑 RAID1 配置每次写入需要两个 I/O 操作,估计的吞吐量减小为每秒 3,840 IOPS(有关如何计算此值的说明,请参阅本主题后面的“估计磁盘容量”)。上表中所示的实际的磁盘峰值使用略高,因为计算是基于测量的实际磁盘容量,而不是估计容量。

中负载知识型员工 (MKW) 是中负载知识型员工的配置文件。客户端可能使用 BlackBerry 或其他漫游设备。适合此配置文件的用户的工作非常依赖电子邮件。对于此配置文件,可以承受下列使用负载:

  • 每个邮箱的兆周期数:约 1.9
  • 每个邮箱的 IOPS:约 0.4

MKW 配置文件的示例大容量服务器

服务器硬件

4 处理器,2,800 MHz,4 GB RAM

存储区域网络硬件

Hewlett Packard StorageWorks 企业虚拟阵列

3 个存储组,每个存储组 1 个数据库,使用 RAID0+1 跨越 30 个磁盘心轴

每个存储组的邮箱数

1,575

每台服务器的邮箱数

4,725

处理器的峰值使用

80%

磁盘的峰值使用

67%

在此示例配置中,服务器可以支持 4,725 个 MKW 用户。服务器上有 4,725 个 MKW 用户时,处理器的峰值使用为 80%,为负载非常高的阶段留出了足够的开销。

30 个心轴大约每秒可以处理 3,000 IOPS(假定磁盘支持每个心轴 100 IOPS)。因此,如果有 4,725 个要求每个邮箱 0.4 IOPS 的用户,数据库驱动器的磁盘峰值使用为 63%。此表中所示的实际的磁盘峰值使用略高,因为计算是基于测量的实际磁盘容量,而不是估计容量。

轻负载知识型员工 (LKW) 是轻负载知识型员工的配置文件。适合此配置文件的用户通常具有较小的邮箱配额。对于此配置文件,可以承受下列使用负载:

  • 每个邮箱的兆周期数:约 0.75
  • 每个邮箱的 IOPS:约 0.18

LKW 配置文件的示例大容量服务器

服务器硬件

4 处理器,2,800 MHz,4 GB RAM

存储区域网络硬件

Hewlett Packard StorageWorks 企业虚拟阵列

3 个存储组,每个存储组 1 个数据库,使用 RAID0+1 跨越 30 个磁盘心轴

每个存储组的邮箱数

3,000

每台服务器的邮箱数

9,000

处理器的峰值使用

76%

磁盘的峰值使用

46%

极轻负载知识型员工 (VLKW) 是使用电子邮件很少的用户。适合此配置文件的用户可能使用邮局协议版本 3 (POP3) 且具有较小的邮箱配额。对于此配置文件,可以承受下列使用负载:

  • 每个邮箱的兆周期数:约 0.33
  • 每个邮箱的 IOPS:约 0.078

VLKW 配置文件的示例大容量服务器

服务器硬件

4 处理器,2,000 MHz,4 GB RAM

存储区域网络硬件

CLARiion FC-4500

4 个存储组,每个存储组 1 个数据库,使用 RAID0+1 跨越 18 个磁盘心轴

每个存储组的邮箱数

6,700

每台服务器的邮箱数

20,100

处理器的峰值使用

76%

磁盘的峰值使用

46%

评估服务器的最后一步是验证磁盘子系统的容量。选择了磁盘子系统后,应测试硬件的吞吐量,确保符合要求。可以使用 Microsoft 提供的 Jetstress 工具评估磁盘子系统的性能。Jetstress 生成模拟 Exchange 数据库读/写负载的压力负载。运行该工具时,以最大的 IOPS(每秒的 I/O 操作数)数加载每个 SAN,读写延迟时间不超过 20 毫秒。有关 Jetstress 的详细信息,请参阅 Exchange Server 2003 性能工具

许多不同类型的磁盘子系统可以为 Exchange 邮件部署提供服务。下列部分介绍的示例子系统只是一个示例,并不是特定存储子系统的建议。无论选择哪种磁盘子系统,应先通过测试验证子系统是否符合要求。

表 C.5 中的数据显示在测试光纤通道 SAN 上最大可承受的吞吐量时得到的测试结果。测试在实验室环境中进行。

Jetstress SAN 测试

功能 日志 数据库

存储组配置

采用 RAID0+1 的 6 个磁盘

采用 RAID0+1 的 6 个磁盘

磁盘写入延迟时间(毫秒)

3

10

磁盘读取延迟时间(毫秒)

0

20

每秒的磁盘传输次数

135

430

每秒的磁盘读取次数

0

285

每秒的磁盘写入次数

135

145

每个心轴的 IOPS

不适用

71.7

在此示例中,Jetstress 测试对每个存储组数据库保持最高 430 IOPS 的速率。运行的 Jetstress 测试使用了下列参数:

jetstress -l L:\logfile_location -Z -A -I 50 -D 50 -R 0 -N 0

note注意:
如果 Exchange 逻辑单元与其他非邮件应用程序或服务器共享心轴,可能会降低性能。磁盘专门供 Exchange 服务器使用时,Exchange 的性能最高。如果 Exchange 共享心轴,实际的性能比在实验室测试中观察到的性能更低。

根据 Jetstress 测试显示的测量吞吐量,可以确定磁盘子系统能够支持的用户数。例如,在此情况下,存储区域网络可以支持 1,075 个 HKW 邮箱。

如果要估计磁盘容量,最好是期望每个心轴可实现每秒约 100 IOPS(假定磁盘为 10,000 rpm)。根据磁盘配置的不同,可能需要进行调整。对于 Exchange 数据库磁盘,磁盘读取次数与磁盘写入次数的合理比率为 3:1。不过,可能需要自己为用户测量该比率。假定比率为 3:1,下表显示 RAID0、RAID1、RAID0+1 和 RAID5 配置的吞吐量估计值。

每个心轴的 RAID 吞吐量估计值

Raid 配置 每个心轴的每秒 IOPS 估计值

Raid0

100

Raid1

80

Raid0+1

80

Raid5

57

上述计算估计一起条带化的 48 个磁盘可以实现每秒 3,840 IOPS。同样,RAID5 配置中的 5 个磁盘可以实现每秒 285 IOPS。

在 RAID0 配置中,每次读取和每次写入会产生一个 I/O 操作。在 RAID1 和 RAID0+1 配置中,每次读取生成一个 I/O 操作,但是每次写入需要两个 I/O 操作(写入每个镜像的磁盘)。在 RAID5 中,每次写入需要四个 I/O 操作:用于计算奇偶校验的两次读取以及两次写入(一次写入数据,一次写入奇偶校验)。因此,对于 RAID1、RAID0+1 和 RAID5,初始的读取次数和写入次数已经增大。有关 I/O 操作的增加的示例,请参阅本主题后面的“示例计算”。按照初始的读取次数和写入次数,实际吞吐量减少了。

下表显示对于每个 RAID 配置,300 个读取 I/O 操作和 100 个写入 I/O 操作所需的 I/O 操作数。

示例 RAID I/O 操作性能

RAID 配置 读取次数和写入次数 总 I/O 操作数

RAID0

1 次读取 + 1 次写入

400

RAID1

1 次读取 +(2 次写入)

500

RAID0+1

1 次读取 +(2 次写入)

500

RAID5

1 次读取 +(4 次写入)

700

在此示例中,可能会发现在 RAID1 配置中,400 个事务(300 次读取,100 次写入)产生 500 个 I/O 操作。实际吞吐量会减少到 400/500(即 0.8)。因此,不要为 RAID0 估计每个心轴 100 IOPS,更准确的估计是每个心轴 80 IOPS。

System Center Capacity Planner 2006 是 Microsoft 产品,该产品旨在为部署包括 Exchange Server 2003 的服务器应用程序创建系统体系结构模型。典型的模型由下列几部分组成:

  • 拓扑:站点位置、网络类型、网络组件和网络特征(带宽、延迟)。
  • 硬件:服务器分布和特征、服务器和网络映射。
  • 软件:服务器角色和服务映射、文件和存储设备映射。
  • 使用配置文件:站点使用和客户端使用。

创建模型之后,可以运行一个模拟,以提供有关应用程序性能的摘要和详细信息以及它的支持组件。有关此工具的详细信息,请参阅 System Center Capacity Planner 2006(英文)网页。

在评估服务器时要执行的三个步骤包括:

  • 确定用户配置文件。
  • 选择硬件,并计算硬件 CPU 和磁盘是否适合用户配置文件。
  • 验证磁盘子系统的性能。

用户配置文件随时间的推移会改变;因此,必须定期监视服务器,保证整体性能良好并且负载合适。

 
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