儲存技術

Exchange 2007
 

適用版本: Exchange Server 2007 SP3, Exchange Server 2007 SP2, Exchange Server 2007 SP1, Exchange Server 2007

上次修改主題的時間: 2011-05-19

選擇儲存技術時,需要考慮的因素主要包括:可靠性、容量、效能、複雜性、管理性和成本。Microsoft Exchange Server 2007 提供許多選項讓您選取儲存技術,例如 Serial ATA (SATA)、Serial Attached SCSI (SAS)、Internet SCSI (iSCSI) 及光纖通道。本主題討論與 Exchange 2007 有關的每一種技術。此外,本主題也說明透過各種獨立磁碟容錯陣列 (RAID),讓儲存設計具有備援能力。

Exchange 2007 與舊版 Exchange Server 不同,並不支援網路連接儲存。Exchange 2007 唯一支援的網路型儲存傳輸是 iSCSI。

無論您選擇的解決方案為何,與 Exchange 2007 搭配使用的所有儲存解決方案都必須列在「已測試產品的 Windows Server Catalog」中。此外,單一副本叢集 (SCC) 解決方案必須在「已測試產品的 Windows Server Catalog」的「叢集解決方案」類別中列出完整解決方案,而分散各處的 SCC 解決方案必須在「已測試產品的 Windows Server Catalog」的「分散各處的叢集解決方案」類別中列出完整解決方案。

SATA 是桌上型電腦上常見的進階技術附加裝置 (ATA) 和整合式電子裝置 (IDE) 磁碟機的一種新的序列介面。SATA 磁碟機速度通常比小型電腦系統介面 (SCSI) 和光纖通道磁碟更慢,但體積卻很大。考慮使用 SATA 磁碟時,建議您查看製造商在旋轉震動和耐熱性方面提供的建議。某些 SATA 磁碟不是專為磁碟陣列而設計,因此當您有太多磁碟彼此靠近時,產生的高溫和震動會造成磁碟錯誤及效能下降。此外,您應該確定要使用的控制器是寫入快取陣列控制器,因為此行為可改善每個磁針的交易傳輸量。

SAS 儲存是使用企業級高效能的硬碟。許多 SAS 陣列上的輸送量遠大於 SATA 和傳統 SCSI (最多每秒 3 Gbit),在維護或備份方面 (資料流效能) 可能有助於達成您的服務等級協定 (SLA)。許多 SAS 陣列可以直接連接伺服器而且佈線簡單。外觀尺寸較小的 SAS 磁碟容量較小,但速度極快,因此適合信箱較小、需要最快存取速度的 Exchange Server 部署。此外,在磁碟速度與輸入/輸出 (I/O) 需求之間取得平衡很重要。在許多大型信箱部署中,為了在容量與 I/O 需求之間取得平衡,10,000 RPM SAS 的速度就已足夠。

iSCSI 是 Exchange 2007 唯一支援的網路型儲存。雖然 iSCSI 會透過乙太網路連接伺服器與儲存,但您必須將它視為儲存連線,並將 iSCSI 儲存網路與其他所有網路流量完全隔離。像流量控制、服務品質 (QoS) 及 jumbo 框架等選項 (如果有的話) 可以進一步增加效能。Microsoft iSCSI Initiator 2.0 支援 Multipath I/O (MPIO)。在 Microsoft 測試實驗室中,3 張網路卡已達每秒傳送 250 MB 的資料量,證明 iSCSI 在需要高輸送量的情況下是可行的儲存傳輸技術。

如果您選擇 iSCSI 儲存技術,則必須設定 iSCSI 啟動器,讓連接的磁碟機可以在伺服器重新啟動之後自動重新連接。這是經由設定 iSCSI 啟動器的持續登入和使用永續磁碟區來達成。如果 iSCSI 磁碟機在重新開機之後未持續,Exchange Server 會無法存取磁碟機。

當叢集連續複寫 (CCR) 和待命連續複寫 (SCR) 使用 iSCSI 時,設定持續性尤其重要。此外,在使用 CCR 或 SCR 時,強烈建議您讓伺服器服務依存於連續複寫來源上的 Microsoft iSCSI 啟動器服務。(在 CCR 的情況下,兩個節點上都應該這樣做,因為在叢集的生命週期內,主動和被動的指定會變更。)這樣可以確保磁碟區是持續,並且適當地建立連續複寫所需的檔案共用。

您可以使用 iSCSI 命令列介面 (iSCSICLI) 工具來設定持續登入目標或 iSCSI 啟動器控制台工具,將磁碟區變成持續。您也可以使用 iSCSICLI 命令來繫結永續磁碟區,或使用 iSCSI 啟動器控制器工具來允許 iSCSI 服務設定永續磁碟區清單。

如需 iSCSICLI 工具的相關資訊,請參閱《Microsoft iSCSI Software Initiator 2.x 使用者手冊》(英文)。如需如何設定 iSCSI 目標和磁碟區以進行持續登入和使用永續磁碟區的詳細步驟,以及將 Server 服務設定為依存於 Microsoft iSCSI Initiator 服務的詳細步驟,請參閱 Microsoft 知識庫文章 870964 重新啟動電腦時未重新建立 iSCSI 裝置上的檔案共用 (英文)。

光纖通道是存放區域網路 (SAN) 中通常使用光纖纜線的一種網路技術。它是高效率的 gigabit 速度網路,在儲存彙總和管理方面是絕佳選擇。如果您使用光纖通道儲存,建議您詢問儲存廠商有無最佳組態設定,因為在佇列深度、佇列目標或執行節流設定方面,各家儲存廠商皆有相關的建議。

在儲存設計中加入備援能力,是達到高可用性的必要條件。對於所有 Exchange 伺服器,強烈建議您對採用以電池供電的控制器加裝 RAID 儲存設備。RAID 有許多類型,而已知的 RAID 類型也有許多特殊修改。不過,伺服器環境中最常見的四種類型是 RAID-1/0、RAID-5、RAID-6 及 RAID-DP。

下表根據速度、空間使用率及重新建置和失敗期間的效能來比較 RAID-1/0、RAID-5 及 RAID-6 解決方案。

RAID 解決方案的比較

RAID 類型 速度 容量使用 重新建置效能 磁碟故障效能 交易 I/O 效能

RAID-1/0

最佳

不佳

最佳

最佳

最佳

RAID-5

良好

最佳

不佳

不佳

不佳

RAID-6*

不佳

良好

不佳

不佳

不佳

note附註:
*RAID-6 的效能會隨著磁碟配置、儲存控制器及儲存組態而異。請向儲存供應商查詢 RAID-6 解決方案的詳細效能資訊。

RAID-1/0 是資料等量分割 (RAID-0) 至鏡像集 (RAID-1) 的地方。RAID-0-1 不同於 RAID-1/0,不建議使用 RAID-0-1 來儲存 Exchange 資料。RAID-1/10 的交易效能很好,因為鏡像中的任一磁碟都可以回應讀取要求。不需要計算同位檢查資訊,所以磁碟寫入的處理很有效率。鏡像集的每一個磁碟都必須執行相同的寫入。

當 RAID-10 陣列中有磁碟故障時,因為鏡像中仍有成員可以接受寫入,所以不影響寫入效能。但讀取作業會受到一些影響,因為同一時間只有一個實體磁碟可以回應讀取要求。更換故障磁碟時,會再次建立鏡像,而且必須複製或重新建立資料。

RAID-5 需要計算同位檢查,連同其餘的成員資料一起使用,以便在故障磁碟上重新建立資料。寫入 RAID-5 陣列最多會造成四個需要寫入的 I/O,而且同位檢查計算會耗用控制器或伺服器資源。RAID-5 的交易效能仍然良好,特別是當使用儲存控制器進行同位檢查計算時。

當 RAID-5 陣列中有磁碟故障時,此陣列處於降級狀態,效能下降而且延遲升高。發生此情況是因為大部分陣列都會將同位檢查資訊平均分散至陣列中的所有磁碟,而且這項資訊可以結合其餘的資料區塊來即時重建資料。讀取和寫入作業都必須存取多個實體磁碟以便在遺失磁碟上重建資料,因此在故障期間,RAID-5 陣列上的延遲會增加,效能會降低。更換故障磁碟時,會使用同位檢查和剩餘區塊重建遺失資料,那是需要花費數小時或數日的冗長過程。如果在暫時資料復原模式或重新建置期間,RAID-5 陣列的第二個成員失敗,就會失去陣列。因為這個弱點,所以又出現了 RAID6。

RAID-6 會額外新增一個同位檢查區塊,提供大約 RAID-5 兩倍的資料保護,但代價是寫入效能較差。隨著實體磁碟變大,因此 RAID 重新建置時間也會變長,在某些情況下需要使用 RAID-6 來預防因為在重新建置期間發生無法更正的錯誤,或重新建置期間陣列群組中的第二個磁碟故障,因而造成的邏輯單元編號 (LUN) 失敗。由於磁碟容量的關係,某些廠商支援 RAID-6 而不是 RAID-5。

note附註:
如需儲存網路產業協會的 RAID-6 定義相關資訊,請參閱 SNIA 字典連結 (英文)。 UNRESOLVED_TOKEN_VAL(exNote3rdPartyURL)

NetApp 的 RAID-DP 是 RAID-DP 資料保護雙同位檢查的一種專利技術。RAID-DP 的範圍屬於儲存網路產業協會的 RAID-6 定義。RAID-DP 也是 NetApp 的商標。

不同於傳統的 RAID-6,RAID-DP 在 RAID 群組中使用兩個專用的同位檢查磁碟來進行對角線同位檢查。就可靠性計量和從失去任兩個磁碟的意外中幸免於難的能力而言,RAID-DP 也類似其他 RAID-6 執行;不過,若第三個磁碟故障就會導致資料遺失。而目前的 RAID-6 執行引進了額外的同位檢查區塊,需要付出 I/O 效能的代價,RAID-DP 受益於 NetApp 控制器處理同位檢查寫入作業的方式,在減少讀取 I/O 方面達到最佳化。不同於其他 RAID 控制器將變更寫入原來位置,NetApp 控制器一律是將資料寫入新的區塊,因此讓隨機寫入變得像循序寫入一樣。調整陣列大小時,請務必遵循 NetApp 最佳作法,以確保 Exchange 執行維持在一定的效能水準。

note附註:
如需 RAID-DP 的相關資訊,請參閱 "RAID-DP:Network Appliance Implementation of RAID Double Parity for Data Protection" (http://www.netapp.com/library/tr/3298.pdf) 和 "Using NETAPP RAID-DP in Exchange Server 2007 Storage Designs" (http://www.netapp.com/library/tr/3574.pdf),或直接連絡 NetApp。 UNRESOLVED_TOKEN_VAL(exNote3rdPartyURL)

選取 RAID 類型就是在容量、交易 I/O 及失敗或重建效能特性之間取得平衡點。例如,信箱大小對容量影響很大,而體積小的磁碟會影響效能。選擇的 RAID 類型也取決於儲存的資料和使用的控制器。交易記錄是最重要的資料組,而不長的寫入延遲對伺服器效能來說很重要。當使用 RAID 無關的儲存控制器時,交易記錄應該放在使用以電池供電之寫入快取的 RAID-1 或 RAID-1/0 陣列上。如需快速且低延遲之交易記錄儲存的重要性相關資訊,請參閱最佳化 Exchange Server 2003 儲存 (英文)。同樣地,當使用 RAID 無關的儲存控制器時,RAID-1/0 是資料庫的理想組態,也很適用於大容量磁碟。

在 Exchange Server 2003 中,RAID-5 提供最佳的容量效率,但其效能較差,往往不能利用額外的空間。因此,在許多 Exchange 2003 部署中,RAID-5 比 RAID-10 需要更多實體磁碟才能符合交易效能需求。

在 Exchange 2007 中,資料庫寫入增加 (以資料庫 I/O 百分比來看) 的這項轉變,會造成 RAID-5 LUN 的執行效果比在 Exchange 2003 中的表現更差。不過,當依照建議使交易 I/O 減少時,RAID-5 也許是不錯的解決方案。RAID-5 很適用於高速、容量小的磁碟。在大型信箱解決方案中,RAID-5 能夠提供超過您需要的交易效能,以比 RAID-1/0 更少的實體磁碟來符合容量需求。

就 RAID-5 和 RAID-6 來說,重新建置效能對儲存傳輸量的影響很大。視儲存陣列和組態而定,此影響可能會削減一半的儲存輸送量。將重新建置作業排程在非營業時間,可以補償降低的效能,但是這麼做會犧牲可靠性。在 CCR 環境中,您可將信箱伺服器移至被動節點,使其變成主動節點,藉此避免輸送量降低而影響使用者。如果上述選項都不適用,則應該將額外的 I/O 輸送量納入架構設計中,以便在工作時段顧及 RAID-5 或 RAID-6 重建狀況。此額外 I/O 輸送量可以是未失敗狀態 I/O 需求的兩倍。

 
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