O Que Causa E/S de Disco do Exchange

Artigo
09/30/2014

Aplica-se a: Exchange Server 2007 SP3, Exchange Server 2007 SP2, Exchange Server 2007 SP1, Exchange Server 2007

Tópico modificado em: 2010-05-31

As funções de servidor no Microsoft Exchange Server 2007 são Transporte de Hub e Transporte de Borda (coletivamente conhecidas como servidores de transporte), Acesso para Cliente, Unificação de Mensagens e Caixa de Correio. Cada função de servidor tem requisitos de armazenamento, backup e restauração diferentes, em parte porque excutam funções diferentes:

Servidores de Transporte de Hub e de Borda enviam:
- Entrada e saída de emails da organização.
- Entrada e saída de emails de servidores da Caixa de Correio.
- Mensagens de voz enviadas por servidores de Unificação de Mensagens.
Servidores de Acesso para Cliente são servidores de protocolo do cliente para Exchange, fornecendo Microsoft Outlook Web Access, Exchange ActiveSync, Outlook em Qualquer Lugar e outros protocolos de Internet.
Os servidores de Unificação de Mensagens fornecem o Outlook Voice Access e também suporte de fax de entrada.
Os servidores de Caixa de Correio, o núcleo do Exchange Server, são o lugar onde as caixas de correio e as pastas públicas do usuário são armazenadas.
As caixas de correio em cluster ou o SCC (cluster de cópia única) usa o serviço de Cluster em uma configuração ativa/passiva de disco compartilhado.
A replicação contínua envia arquivos de log para um local alternativo, que pode ser em um servidor independente usando a LCR (replicação contínua local), em um cluster usando a CCR (replicação contínua em cluster) ou em um servidor remoto usando a SCR (replicação contínua em espera).

Função de servidor Caixa de Correio

A função de servidor Caixa de Correio do Exchange 2007 é a função de servidor central por meio da qual todas as outras funções de servidor são criadas. Depois de determinar o perfil de sua caixa de correio, que inclui E/S do usuário por segundo e capacidade, você pode começar a planejar sua implantação. A quantidade de usuários colocada em um servidor Exchange é geralmente baseada em um equilíbrio entre a prevenção contra um afunilamento de hardware e o fornecimento da capacidade de fazer backup e restauração desses dados dentro do seu SLA (acordo de nível de serviço).

Três requisitos de armazenamento devem ser equilibrados para obter uma implantação bem-sucedida do Exchange 2007. O primeiro requisito é a E/S transacional ou o desempenho medido em latência para que cada E/S seja satisfeita pelo armazenamento. O segundo requisito é a taxa de transferência de backup e restauração ou a velocidade com que os dados podem ser movidos para e da mídia de backup. O terceiro requisito é a capacidade ou a garantia de que você tem espaço suficiente na configuração escolhida da RAID (matriz redundante de discos independentes) para suas LUNs (números de unidades lógicas) de produção e na mídia de backup de destino.

Para obter informações sobre como dimensionar os requisitos de E/S do disco usando perfis de caixa de correio, consulte Estrutura do Armazenamento do Servidor de Caixa de Correio. Por exemplo, você pode desejar colocar 3.000 usuários em um servidor com um perfil de 0,4 IOPS (E/S por segundo) com caixas de correio de 2 GB (gigabytes). Seu requisito de desempenho seria de 1.200 IOPS. Você teria de garantir que poderia fazer backup e restaurar 6 terabytes de informações. Se seu SLA de backup for de quatro horas, você teria um backup de 1,5 terabytes de dados em uma hora ou 417 MB (megabytes) por segundo. Se sua solução de backup puder fazer backup somente a 300 MB por segundo, será necessário reduzir o tamanho de sua caixa de correio ou o número de usuários em 28 por cento.

No Exchange 2000 Server, a prática recomendada, influenciada por limitações de memória virtual, é preencher um grupo de armazenamento com cinco bancos de dados antes de criar outro grupo de armazenamento. No Exchange Server 2003, essas limitações foram consideravelmente reduzidas e a prática recomendada é adicionar outro grupo de armazenamento para cada novo banco de dados até que o número máximo de grupos de armazenamento seja criado. Com o Exchange 2007, a quantidade de espaço em disco necessária para E/S é reduzida devido aos aprimoramentos no ESE (Mecanismo de Armazenamento Extensível), o mecanismo de banco de dados subjacente usado pelo Exchange Server.

Aprimoramentos essenciais do Mecanismo de Armazenamento Extensível

O Exchange 2007 reduz a quantidade geral de espaço em disco necessária para E/S do Exchange Server devido a várias alterações no design principal do ESE:

Um sistema operacional de 64 bits e um aplicativo do Exchange Server de 64 bits permitem um cache de banco de dados muito maior, aumentando de 900 MB para potencialmente dezenas de gigabytes, dependendo da memória total do sistema.
As operações de leitura do banco de dados também se beneficiam com as diversas otimizações do novo cache. Um aumento na união de E/S de 64 KB (quilobytes) para 1 MB reduz ainda mais a E/S do disco, aumentando a chance de ler e gravar E/S maiores.
Não existe arquivo de banco de dados de streaming e o IFS (sistema de arquivos instalável) foi removido.

Como um aplicativo de 64 bits, o Exchange 2007 não tem as limitações de memória virtual de seus antecessores de 32 bits. Os servidores de Caixa de Correio do Exchange 2007 oferecem suporte para até 50 bancos de dados e 50 grupos de armazenamento e você pode colocar até cinco bancos de dados em um grupo de armazenamento. No entanto, cada servidor de Caixa de Correio do Exchange 2007 pode ter um máximo de 50 bancos de dados.

Cada grupo de armazenamento cria seu próprio log de transações separado e é a unidade básica para backup e restauração. Na ausência de pressão do cache, a quantidade máxima de dados que o ESE pode gravar no log de transações antes de gravá-lo no banco de dados é um cache chamado de profundidade do ponto de verificação. O uso de um banco de dados em um grupo de armazenamento aloca a profundidade total do ponto de verificação desse banco de dados, aumentando a probabilidade de que várias atualizações em uma página do banco de dados sejam feitas no cache e somente a última atualização seja gravada no banco de dados, reduzindo assim a E/S.

Componentes de dados da caixa de correio do Exchange

A tabela a seguir descreve atividades da função de servidor Caixa de Correio e como cada atividade afeta a E/S do disco.

Atividades da função de servidor Caixa de Correio no Exchange 2007

Atividade	Como a atividade afeta a E/S do disco
Banco de dados ESE (arquivo .edb)	O servidor de Caixa de Correio armazena todas as mensagens em um banco de dados ESE. O banco de dados ESE é acessado aleatoriamente e usa um tamanho de página de 8 KB, embora a união de E/S possa resultar em E/Ss maiores. Por razões de confiabilidade e, em alguns casos, por razões de desempenho, o banco de dados deve estar em discos que não contenham logs de transações.
Arquivos do log de transações (arquivos .log)	Todas as alterações feitas no banco de dados são primeiramente confirmadas no log de transações, que é uma gravação seqüencial no disco. As gravações variam em tamanho de 512 bytes até o tamanho do buffer de log.
Indexação de conteúdo	A indexação de conteúdo é uma carga de trabalho aleatória que deve ser colocada na mesma LUN do banco de dados e representará geralmente 5 por cento do tamanho do banco de dados. Como a indexação de conteúdo é executada em segundo plano, indexando as mensagens à medida que elas chegam, o impacto de E/S do disco é mínimo.
Paginação	Se um processo solicitar uma página da memória e o sistema não puder encontrá-la no local solicitado, ocorrerá uma falha de página. Se a página estiver em algum lugar da memória, será uma falha leve de página. Se a página precisar ser recuperada do disco, será uma falha grave de página. A maioria dos processadores pode processar várias falhas leves de página sem conseqüência alguma. No entanto, as falhas graves de página podem causar atrasos significativos. Taxas altas e contínuas de paginação de disco indicam insuficiência de memória.
Conversão de conteúdo	O método nativo para armazenar dados no Exchange usa mensagens MAPI que são encapsuladas em TNEF (Transport Neutral Encapsulating Format). Isso permite que as mensagens MAPI sejam transportadas por SMTP e forneça mensagens MAPI para clientes MAPI, como o Microsoft Outlook. Os clientes não MAPI exigem mensagens em formato MIME. Esse formato exige que o Exchange execute um processo de conversão de conteúdo do formato TNEF/MAPI no formato MIME. A maior parte da conversão de conteúdo é executada nos servidores de Acesso para Cliente e Transporte de Hub. No entanto, os aplicativos WebDAV (Web Distributed Authoring and Versioning) herdados, como o Microsoft Entourage, acessam o servidor de Caixa de Correio diretamente. Neste cenário, o processo de conversão de conteúdo ocorre diretamente no servidor de Caixa de Correio do Exchange 2007. Quando um cliente WebDAV herdado solicita dados que devem ser convertidos em um servidor de Acesso para Cliente, os dados são acessados do servidor de Caixa de Correio do Exchange 2007 por meio do diretório virtual /Exchange. (Algumas ferramentas acessam o diretório virtual /ExAdmin para acessar dados.) Os dados são convertidos no diretório Tmp do servidor de Caixa de Correio e enviados ao servidor de Acesso para Cliente. O maior uso do diretório Tmp geralmente ocorre depois que os usuários de clientes não MAPI são movidos para um novo servidor. Este comportamento ocorre porque pode haver uma grande quantidade de conversão de conteúdo quando os usuários se conectam pela primeira vez às caixas de correio. Para aprimorar o desempenho, o diretório Tmp não deve estar na mesma LUN do arquivo de paginação e do sistema operacional.
Manutenção do banco de dados	O armazenamento de informações do Exchange 2007 exige que uma manutenção online periódica seja feita em cada banco de dados. As duas tarefas que afetam a E/S do disco são a exclusão efetiva de mensagens e caixas de correio anteriores à diretiva de retenção configurada e a desfragmentação online do banco de dados. Como o backup em um banco de dados interromperá qualquer desfragmentação online desse banco de dados que esteja acontecendo, deve-se ter cuidado para dar tempo suficiente para que as janelas exclusivas de backup e manutenção do banco de dados concluam suas tarefas.
Backup e restauração	O processo de backup de dados exige que os dados sejam lidos dos volumes de banco de dados e de arquivo de log de transações. Essa E/S adicional pode afetar os tempos de resposta do usuário e deve ser evitada durante o horário comercial. O processo de recuperação simples exige que o ESE reproduza todos os arquivos de log de transações. Isso faz com que o perfil de E/S seja um fluxo de leitura seqüencial. Como resultado, o desempenho da recuperação será aprimorado se os arquivos do log de transações estiverem em um disco com acesso seqüencial rápido ao disco. Uma maneira de evitar isso é usar a replicação contínua, o que permite que você descarregue backups com base em VSS (Serviço de Cópia de Sombras de Volume)da cópia ativa do banco de dados para a cópia passiva.
Zerar páginas excluídas do banco de dados	Se você configurar um servidor de Caixa de Correio para zerar páginas excluídas do banco de dados, sempre que excluir um item do banco de dados, várias páginas serão excluídas. O Exchange substituirá as páginas excluídas por zeros. Na versão RTM (versão de produção) do Microsoft Exchange Server 2007, esse recurso só é executado durante o backup de streaming online, causando mais E/S do disco físico. No Exchange Server 2007 Service Pack 1 (SP1), esse recurso pode ser habilitado durante a janela de manutenção online.

Além do acesso ao arquivo do banco de dados, há outras atividades que resultam em E/S de disco. A tabela a seguir lista essas atividades adicionais e seu efeito na E/S do disco.

Atividades adicionais que afetam a E/S de disco

Atividade	Como a atividade afeta a E/S do disco
Número de itens em uma pasta	Como o número de itens nas pastas fundamentais da caixa de correio aumenta, o custo do disco físico para realizar algumas tarefas também aumenta para os usuários do Outlook no Modo Online. Índices e pesquisas são realizadas no cliente ao usar Outlook no Modo Cache do Exchange. Classificar a Caixa de Entrada por tamanho pela primeira vez requer a criação de um novo índice, o que exigirá muitas E/S do disco. Futuras classificações da Caixa de Entrada por tamanho serão muito baratas. Há um número estático de índices que você pode ter, portanto os usuários que freqüentemente classificam suas pastas de muitas manieras diferentes podem exceder esse limite e causar E/S de disco adicional.
BlackBerry	Para obter mais informações sobre BlackBerry e o Exchange 2007, consulte as diretrizes de parâmetro de comparação de desempenho na página da Web do BlackBerry Enterprise Server para Microsoft Exchange no site da Research In Motion (RIM). Dica UNRESOLVED_TOKEN_VAL(exNote3rdPartyURL)
Pastas públicas	Se há pastas públicas no servidor, ocorrerão cargas de E/S adicionais. Entretanto, se não houver réplicas de conteúdo da pasta no servidor, a E/S gerada do banco de dados da pasta pública será inconseqüentemente relativa à E/S gerada pelo acesso da caixa de correio do usuário.

Backup

O backup de caixas de correio exige planejamento cuidadoso. As seções a seguir fornecem algumas considerações sobre VSS e backups online de streaming. Há trocas em cada solução que afetam as variáveis, como custo, tempo e confiabilidade. A maioria dos administradores define um tempo para a manutenção, desfragmentação online do banco de dados e a manutenção do sistema operacional. Essas atividades competem com o tempo de backup. Deve-se ter cuidado especial ao equilibrar a carga de backup, manutenção e produção. Caixas de correio maiores podem tornar impossível a conclusão de uma estratégia de backup completo diário em acordo com seu SLA. Uma estratégia comum para minimizar o impacto de um backup completo noturno é executar backups completos semanais e backups diferenciais diários. Com essa estratégia, você precisará recuperar o backup completo e depois o último backup diferencial.

Serviço de cópias de sombra de volume

Para obter detalhes sobre noções básicas e práticas recomendadas do VSS para o Exchange 2003, recomendamos que você leia Práticas recomendadas para uso do serviço de cópia de sombra de volume com o Exchange Server 2003 (página em inglês). Além das informações fornecidas nesse artigo, há duas considerações principais relacionadas ao VSS no Exchange 2007 que devem ser consideradas:

Caixas de correio maiores
Capacidade de fazer backup de uma cópia de CCR e de LCR

Embora os backups de VSS possam ser feitos nos dados de produção ou de cópia, recomendamos que você faça backup da cópia e evite um impacto nos discos físicos de produção.

Com a LCR, o Exchange 2007 está replicando logs de transações em um disco separado no mesmo servidor. Ao usar clones de VSS na cópia, o armazenamento da cópia deverá ser configurado em discos físicos separados de modo que a operação de clonagem e a integridade da soma de verificação não afetem os discos físicos de produção. Com instantâneos VSS na cópia, o armazenamento da cópia deverá ser configurado em discos físicos diferentes, de modo que a integridade da soma de verificação e o streaming subseqüente para a fita não afete os discos físicos de produção.

Com a CCR, o Exchange 2007 está replicando logs de transações em um servidor separado. Este servidor é um nó do cluster, mas a cópia de destino não é mantida no armazenamento compartilhado. Ao usar clones de VSS, você pode executar a integridade da soma de verificação na cópia no nó passivo usando discos físicos diferentes, isolando, assim, o processo de backup. Com instantâneos VSS, a integridade da soma de verificação e o streaming subseqüente para a fila não impactará seu servidor de produção ou discos físicos.

Backup online de streaming

Ao contrário de backups VSS com base em hardware, em que os dados são geralmente movidos dentro do dispositivo de armazenamento, ao usar backups de streaming, o servidor é responsável pela movimentação dos dados. O impacto sobre o desempenho do processo de integridade da soma de verificação não é um problema, porque todas as páginas são verificadas durante o backup. No caso de backups simultâneos, vários fluxos podem enfatizar os limites de sua mídia de backup, seja ela Ethernet em gigabits ou fita conectada por Canal de Fibras. Para muitos clientes, a janela SLA de backup, dividida pela taxa de transferência por minuto de sua mídia de backup de streaming, limita o tamanho permissível do grupo de armazenamento. Por exemplo, se você tivesse um SLA de 1 hora em seu grupo de armazenamento e pudesse fazer um backup de 100 MB por segundo, o tamanho máximo do grupo de armazenamento seria de 360 GB.

Servidor de Acesso para Cliente

O servidor de Acesso para Cliente descarrega várias tarefas sem estado do servidor de Caixa de Correio (supondo que as funções estejam instaladas em servidores físicos diferentes) e fornece um namespace unificado em que os usuários precisam apontar somente para um único nome, seja qual for o servidor de Caixa de Correio em que estejam. Os protocolos de Internet, como IMAP4, POP3 e HTTP são atendidos pelo servidor de Acesso para Cliente. O Outlook em Qualquer Lugar (anteriormente conhecido como RPC sobre HTTP), o ActiveSync, a Descoberta Automática, o serviço de Disponibilidade e os serviços Web são outros exemplos de recursos atendidos pelo servidor de Acesso para Cliente.

O servidor de Acesso para Cliente pode ser afetado por afunilamentos da CPU, memória e rede, mesmo assim ele possui uma quantidade de espaço em disco necessária para E/S pequena. O tráfego SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), uma possível consideração de E/S de disco em servidores front-end que executam o Exchange 2003 e Exchange 2000, pertence agora com exclusividade aos servidores de Transporte de Hub e aos servidores de Transporte de Borda.

A tabela a seguir descreve atividades da função de servidor Acesso para cliente e como cada atividade afeta a E/S do disco.

Atividades da função de servidor Acesso para Cliente no Exchange 2007

Atividade	Como a atividade afeta a E/S do disco
Log de protocolo	O log de protocolo é uma gravação seqüencial que, se habilitada, causa um problema no desempenho e consome espaço em disco para armazenar os logs. Ao manter um histórico do protocolo escolhido para ser registrado em log, você pode verificar se o protocolo está executando seu trabalho conforme o esperado ou se está com problemas de comunicação. Assim, você pode identificar ataques provenientes da Internet.
Conversão de conteúdo	A conversão de conteúdo para todos os protocolos do Exchange 2007 ocorre no servidor de Acesso para Cliente. A conversão de conteúdo WebDAV herdado, para clientes Outlook Web Access herdados, ocorre no servidor de Caixa de Correio do Exchange 2003. Quando um cliente solicita dados que devem ser convertidos em um servidor de Acesso para Cliente, os dados são acessados do servidor de Caixa de Correio doExchange 2003, convertidos na pasta TMP do servidor de Caixa de Correio e enviados para o servidor de Acesso para Cliente. Para aprimorar o desempenho, a pasta TMP não deve estar na mesma LUN do arquivo de página e do sistema operacional.
Paginação	Se um processo solicitar uma página da memória e o sistema não puder encontrá-la no local solicitado, ocorrerá uma falha de página. Se a página estiver em algum lugar da memória, será uma falha leve de página. Se a página precisar ser recuperada do disco, será uma falha grave de página. A maioria dos processadores pode processar várias falhas leves de página sem conseqüência alguma. No entanto, as falhas graves de página podem causar atrasos significativos. Taxas altas e contínuas de paginação de disco indicam insuficiência de memória.

O cenário em que a E/S de disco se torna um problema para servidores de Acesso para Cliente é aquele em que o usuário utiliza um cliente da Internet para acessar dados de caixa de correio por meio de protocolos POP3 ou IMAP4. Como o mecanismo de transporte converte todas as mensagens de entrada em MAPI, um cliente POP3 e IMAP4 precisa que o conteúdo seja convertido de volta em MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) antes de enviá-lo ao cliente. Essa conversão ocorre no servidor de Acesso para Cliente, e se a mensagem for maior que 64 KB, a conversão ocorre no disco. Se uma grande porcentagem da base de usuários estiver usando POP3 ou IMAP4, a pasta temporária onde a conversão ocorre deverá ser colocada em um disco rápido dedicado.

Servidores de Transporte

Os servidores de Transporte de Hub e os servidores de Transporte de Borda são o bridgehead e o gateway do Exchange 2007. Sua principal missão é enviar e receber emails. Muitas empresas irão implantar um servidor de transporte em dois grupos:

Proteção anti-spam e antivírus (servidor de Transporte de Borda)
Roteamento (Servidor de Transporte de Hub)

A principal responsabilidade do servidor de Transporte de Borda é proteger a infra-estrutura do Exchange contra emails de entrada que contenham spam ou vírus. Em seguida, o servidor de Transporte de Hub categoriza os emails limpos e os entrega ao servidor de Caixa de Correio correto. O impacto do armazenamento desses servidores varia, dependendo do número de mensagens tratadas por segundo e do tamanho médio dessas mensagens.

A tabela a seguir descreve as atividades do servidor de Transporte de Borda e de Transporte de Hub e como cada atividade afeta a E/S do disco.

Atividades da função de servidor Transporte de Borda e Transporte de Hub no Exchange 2007

Atividade	Como a atividade afeta a E/S do disco
Banco de dados ESE (arquivo mail.que)	O servidor de Transporte de Borda e o servidor de Transporte de Hub do Exchange 2007 armazenam todos os emails em um banco de dados ESE. O banco de dados ESE é acessado aleatoriamente e usa um tamanho de página de 8 KB. Por razões de confiabilidade e, em alguns casos, por razões de desempenho, o banco de dados deve estar em discos separados dos logs de transações.
Arquivos do log de transações (arquivos .log)	Todas as alterações feitas no banco de dados são primeiramente confirmadas no log de transações, que é uma gravação seqüencial no disco. As gravações variam em tamanho de 512 bytes até o tamanho do buffer de log.
Log de protocolo e logs de controle de mensagens	O log de controle de mensagens e de protocolo é uma gravação seqüencial que, se habilitada, causa um problema no desempenho do disco e consome espaço em disco para armazenar os logs. Ao manter um histórico do protocolo escolhido para ser registrado em log, você pode verificar se o protocolo está executando seu trabalho conforme o esperado ou se está com problemas de comunicação. Assim, você pode identificar ataques provenientes da Internet.
Conversão de conteúdo	No servidor de Transporte de Hub, a mensagem de entrada da Internet é convertida em MAPI antes de ser entregue. Esse processo de conversão de conteúdo ocorre na pasta TMP. Para aprimorar o desempenho, a pasta TMP não deve estar na mesma LUN do arquivo de paginação e do sistema operacional.
Paginação	Se um processo solicitar uma página da memória e o sistema não puder encontrá-la no local solicitado, ocorrerá uma falha de página. Se a página estiver em algum lugar da memória, será uma falha leve de página. Se a página precisar ser recuperada do disco, será uma falha grave de página. A maioria dos processadores pode processar várias falhas leves de página sem conseqüência alguma. No entanto, as falhas graves de página podem causar atrasos significativos. Taxas altas e contínuas de paginação de disco indicam insuficiência de memória.
Agentes	A personalização do servidor de transporte é feita por meio de código, conhecido como agentes, executando no ambiente CLR (common language runtime) e acionado por um evento. Alguns agentes registram dados, os quais serão uma ocorrência de desempenho do disco e consumirão espaço em disco para armazenar os logs.

Servidor de Unificação de Mensagens

Para obter informações sobre dimensionamento de servidores de Unificação de Mensagens, consulte Determinando o número de usuários que um servidor de Unificação de Mensagens do Exchange 2007 pode aceitar (em inglês).

Dica

UNRESOLVED_TOKEN_VAL(exBlog)

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