Tech ED2009分享之二：Exchange Server 2010高可用

在企业邮件系统这一块，微软的Exchange Server已经占据了超过50%的市场份额，事实上我们的客户很多都在使用Exchange Server，这其中有2003的版本，也有2007的版本，总的来说，或多或少有些不尽如人意的地方。

曾经有很多次这样的经验，用户的邮件服务器因为硬件故障或者病毒的原因宕机了，有些客户还是很频繁的发生这样的事情，当然通过恢复备份、邮件服务器灾难恢复安装等方式可以在半天或者一天的时间恢复邮件服务，代价是邮件系统崩溃引起业务停顿或者数据丢失，还有就是IT部门绩效考评的。这样的事情一多了之后有些客户就希望我们能帮他们想些办法解决这个问题，对于我们来说当然十分的乐意做这样的事情，于是乎我们销售技术一班人跟客户做了长达几个小时的沟通，介绍微软邮件系统高可用性的解决方案如何的好，可以帮助企业实现7*24在线的服务，保障系统不间断运行等等。

把客户说动心了之后客户就开始问：“那实现这样的系统我需要做什么投入啊？”

不知道什么时候流行ROI这个词，特别是在经济不明朗的今天，IT的投入更要考虑投入和产出。

“要达到完全的高可用，至少需要投入三台服务器，一个高性能的存储，若干个Exchange Server企业版的授权，”

“那要多少钱啊？”

基本上故事到这里就结束了，不是被IT枪毙就是被IT的老板枪毙。为保障邮件的可用性追加几十万的投资，在衡量了费用及宕机成本之后，很多客户都选择了接受宕机成本。

事实上无论是Exchange Server 2003或者Exchange Server 2007，高可用性解决方案都需要较高的投入，更多时候是一些大型或者预算比较充裕的企业在部署电子邮件系统才会采用的一种架构，其他的企业非不愿采用，而是因为经费问题无法采用。

今天电子邮件在企业的业务及沟通上充当了极其重要的角色，电子邮件系统保留了大量企业经营和运作的重要信息，无论大型企业或者中小型企业，都需要最大限度的保障电子邮件系统的可用性及服务的连续性，而微软也意识到这样的一个问题，在Exchange Server 2010上推出全新的电子邮件系统高可用性解决方面来帮助企业面对这样的挑战。

在以往，高可用解决方案的成本主要来自于两部分：一个是为保障数据可用性而采用的昂贵的磁盘存储，另外是为了保障服务冗余而采用的冗余的服务器。Exchange Server 2003虽然是可以使用2台服务器实现SCC（单一副本群集）保障Exchange服务的高可用，并可以不部署前端服务器，但是SCC只能保证服务的冗余，数据在这个时候其实是一个单点故障点，很多时候还是建议部署多2台前端服务器并网络负载均衡技术实现邮件访问的高可用，另外Exchange Server 2003作为32位的应用程序最高支持4GB内存严重制约着系统性能；虽然Exchange Server 2007提供CCR（群集连续复制）实现服务和数据的冗余，解决了数据存在单点故障的问题，并且支持更多的内存访问，有效地提高系统性能，但是当邮箱服务器角色做了高可用保障之后，无法集成像中心传输服务器等Exchange组织中必需存在的服务器角色，所以需要至少4台服务器才能实现完全的服务器冗余。

假如可以有效地控制磁盘存储的成本，同时使用尽可能少的服务器，就意味着可以实现低成本的高可用性解决方案。影响Exchange系统性能的关键因素之一来自于大量的磁盘IO，为保证系统的性能，很多时候在设计Exchange磁盘存储系统的时候都考虑FC硬盘或者SAS硬盘构建的磁盘阵列。相比于昂贵的FC硬盘或者SAS硬盘，SATA硬盘相当的廉价，1TB的SATA硬盘报价在1000人民币左右，如果可以使用SATA硬盘构架的磁盘阵列作为Exchange系统的磁盘存储，那将大量的节省磁盘存储的成本。那SATA硬盘相比于FC硬盘和SAS硬盘有什么缺点呢？相比于FC硬盘或者SAS硬盘，SATA硬盘速度较慢但是单碟容量更大，意味着SATA硬盘的随机读写能力较弱，但是连续读写能力较强。Exchange Server 2010通过重新设计ESE数据库结构，通过尽量分配连续空间、调整数据库页面文件大小8KB增加到32KB、加大检查点深度等措施使原本分散的、随机的、小的磁盘IO变成连续的大的磁盘IO，有效的减少IOPS，通过调查表明相比于Exchange Server 2007，IOPS有70%的减少，而这种设计显然是很适合SATA硬盘的特点，使SATA硬盘阵列成为Exchange Server 2010高可用部署磁盘存储的选择。

众所周知在Exchange Server 2007中存在LCR（本地连续复制）、CCR（群集连续复制）及SCR（备用连续复制）等几种数据库复制技术，这些复制技术都是通过Log Shipping的方式实现一个数据库的多副本。LCR用于实现单服务器的多数据库副本，保证数据的冗余，故障时需要手动切换；CCR用于实现Windows多数节点群集上两台节点服务器上多数据库副本，实现服务及数据的冗余，故障时自动切换；SCR用于实现本地服务器及远程服务器多个数据库副本，用于实现远程容灾，配置需要使用命令行，故障是必需手动进行激活。相比于Exchange Server 2007，Exchange Server 2010使用一种改进性的复制技术DAG（数据库可用组）来实现高可用及远程容灾。DAG技术允许数据库在多达16个本地或者远程的服务器上进行复制，实现数据高可用及远程容灾。每个数据库可以有1个活动副本及15个备用副本，并且在数据库出现故障时实现数据库级别的切换。在这种情况下可以不考虑阵列是否配置了RAID10或者RAID5实现硬盘的高可用，甚至可以在启用了删除项目保护及邮件归档的情况下忽略电子邮件数据的备份。DAG内的所有服务器都可以挂载活动的数据库提供服务，而避免出现CCR或者SCC中为空置被动节点服务器的情况，有效的利用服务器硬件。

在Exchange Server 2010，即使邮箱服务器角色进行了高可用部署，依然可以在此服务器上集成中心传输服务器等角色，在这种情况下，只需要两台服务器就可以实现邮箱服务器、中心传输服务器、客户端访问服务器等必要角色的完全冗余。

相比于Exchange Server 2003或者Exchange Server 2007动辄需要几十万甚至上百万投入才是可以实现邮件系统的高可用，Exchange Server 2010最少使用2台服务器及廉价的SATA阵列就可以构建高可用解决方案，高可用部署将成为中小型企业构建电子邮件系统的一个必然的选择。

附图：中小型企业Exchange Server 2010部署架构图