Общие сведения о производительности и масштабируемости единой системы обмена сообщениями

Статья
09/01/2016

Применимо к: Exchange Server 2010 SP2, Exchange Server 2010 SP3

Последнее изменение раздела: 2009-11-30

Эффективность повседневной работы многих организаций сегодня напрямую зависит от доступа к электронной и голосовой почте. Чтобы почта была доступной постоянно, необходимо грамотно спланировать и реализовать решение для Microsoft Exchange Server 2010, обеспечивающее доступность серверов, предоставляющих возможность пользоваться этими службами. Чтобы в единой системе обмена сообщениями Exchange 2010 создать высокомасштабируемое решение, необходимо понимать, как осуществляется масштабирование компонентов системы для поддержки пользователей.

Масштабируемость сервера единой системы обмена сообщениями

Масштабируемостью называют возможность задействовать дополнительные ресурсы для повышения эффективности или расширения функциональности определенной службы. Серверы единой системы обмена сообщениями поддерживают масштабирование двух типов для увеличения емкости: горизонтальное и вертикальное. В единой системе обмена сообщениями вертикальное масштабирование предполагает наращивание аппаратных ресурсов одного или нескольких серверов системы, например, следующими способами:

Увеличение объема жестких дисков, используемых для хранения сообщений
Увеличение числа процессоров или использование более производительных процессоров
Увеличение объема оперативной памяти или использование более быстродействующей памяти
Увеличение числа сетевых адаптеров или числа портов локальной сети на сетевом адаптере

При горизонтальном масштабировании роль сервера единой системы обмена сообщениями устанавливается на новых серверах системы, а в абонентскую группу добавляются дополнительные серверы этой системы для увеличения максимального количества одновременно обрабатываемых вызовов. Для горизонтального масштабирования единой системы обмена сообщениями можно также установить дополнительные шлюзы IP. При этом увеличивается число портов, доступных для обработки входящих вызовов.

Единая система обмена сообщениями поддерживает эффективную и простую модель развертывания, которая хорошо масштабируется без усложнения среды. Существует множество способов развертывания единой системы обмена сообщениями в организации. Однако рекомендуемой моделью развертывания является централизация серверов этой системы. Все способы развертывания единой системы обмена сообщениями включают в себя общие этапы, необходимые для создания масштабируемой системы, поддерживающей большое количество пользователей. Эти этапы описаны ниже.

Подготовка линий связи УАТС Первым этапом построения высокомасштабируемого решения единой системы обмена сообщениями является прокладка линий связи УАТС.
Организация каналов После создания голосовых каналов, обслуживаемых УАТС, можно организовать их в сервисные группы.
Развертывание шлюзов IP После организации голосовых каналов в сервисные группы эти каналы следует подключить к шлюзам IP. Шлюзы IP используются вместе с традиционными УАТС для преобразования используемых в телефонных сетях протоколов с коммутацией каналов в протоколы с коммутацией пакетов, основанные на протоколе IP.
Добавление дополнительных серверов единой системы обмена сообщениями в абонентскую группу Если необходимо увеличить максимально допустимое число вызовов, обрабатываемых единой системой обмена сообщениями, можно установить и настроить дополнительные серверы системы и добавить их в абонентскую группу. В большинстве случаев шлюзы IP осуществляют балансировку нагрузки между существовавшими ранее и новыми серверами единой системы обмена сообщениями, используя службу DNS.

В начало

Сетевой трафик

При получении каждого входящего вызова от шлюза IP увеличивается объем сетевого трафика и уменьшается доступная пропускная способность сети. Перед развертыванием единой системы обмена сообщениями следует проанализировать типичные способы использования системы и определить потенциальные проблемы. В большинстве сетей требования к пропускной способности колеблются в течение рабочего дня. Поскольку все вызовы, совершаемые по протоколу IP, направляются шлюзами IP непосредственно на серверы единой системы обмена сообщениями и уменьшают доступную пропускную способность сети, рекомендуется соблюдать изложенные ниже правила.

Устанавливайте УАТС рядом со шлюзами IP.
Устанавливайте шлюзы IP и серверы единой системы обмена сообщениями в одной сети с хорошей связью или на одном физическом сайте.
Устанавливайте серверы единой системы обмена сообщениями в той же сети или на том же физическом сайте, что и другие компьютеры с установленными ролями сервера Exchange 2010, в том числе ролями сервера почтовых ящиков, транспортного сервера-концентратора и сервера клиентского доступа.
Осуществляйте терминацию подключений к глобальной сети поблизости от телефонного оборудования.
В сценариях, включающих филиалы или подключения к глобальной сети, используйте кодек G.723.1 вместо кодека G.711u или G.711A, чтобы свести к минимуму объем трафика, передаваемого между шлюзами IP и серверами единой системы обмена сообщениями.

Серверы единой системы обмена сообщениями

Как правило, масштабируемость единой системы обмена сообщениями определяется по возможному количеству одновременно обрабатываемых вызовов. По умолчанию один сервер единой системы обмена сообщениями может одновременно принять не более 100 голосовых вызовов. Эти вызовы могут быть входящими либо исходящими и могут инициироваться, когда пользователь оставляет сообщение голосовой почты, использует голосовой доступ к Outlook для доступа к своему почтовому ящику Exchange 2010 или прослушивает голосовые сообщения с помощью функции воспроизведения на телефоне. Кроме количества одновременно обрабатываемых вызовов, при создании масштабируемой инфраструктуры единой системы обмена сообщениями необходимо определить оптимальный кодек для кодирования голосовых сообщений, а также типы и число пользователей, которых требуется обслуживать.

Количество одновременных вызовов По умолчанию сервер единой системы обмена сообщениями может одновременно принимать 100 голосовых вызовов; один такой сервер можно настроить на одновременный прием до 200 голосовых сообщений. Увеличение числа одновременных подключений на сервере единой системы обмена сообщениями приводит к росту потребления системных ресурсов. При установке роли единой системы обмена сообщениями на компьютерах начального уровня с невысокой производительностью значение этого параметра следует уменьшить. Для наблюдения за количеством одновременных подключений к серверу единой системы обмена сообщениями можно использовать соответствующие счетчики производительности и командлет Get-UMActiveCalls.

Если один сервер единой системы обмена сообщениями не обеспечивает поддержку достаточного количества одновременных вызовов, можно выполнить горизонтальное масштабирование системы и увеличить емкость одновременных вызовов путем установки роли сервера системы на дополнительный сервер и добавления нового сервера системы в ту же абонентскую группу.
Кодек хранилища голосовой почты Термин «кодек» составлен из слов «кодирование» и «декодирование» и используется в контексте преобразования цифровых данных. Кодек — это программа, которая преобразует цифровые данные в формат звукового файла или звукового потока.

В единой системе обмена сообщениями Microsoft Exchange применяются кодеки двух основных типов: кодек, используемый между шлюзами IP, и кодек, используемый для кодирования голосовых сообщений. Для создания звуковых файлов голосовых сообщений в форматах MP3, WMA и WAV используются аудиокодеки MP3, Windows Media Audio (WMA), Group System Mobile (GSM) 06.10 и G.711 Pulse Code Modulation (PCM) Linear. Однако тип используемого файла зависит от аудиокодека, используемого для создания звукового файла голосового сообщения. В единой системе обмена сообщениями Microsoft Exchange с помощью аудиокодека MP3 создаются аудиофайлы MP3, путем применения кодека WMA — файлы WMA, а с использованием кодеков GSM 06.10 и G.711 PCM Linear — WAV-файлы. Звуковой файл в формате WMA или WAV (в зависимости от использованного кодека) отправляется вместе с сообщением электронной почты получателю голосовой почты. Размер голосовых сообщений единой системы обмена сообщениями зависит от размера вложений, содержащих голосовые данные. В свою очередь размер вложений зависит от следующих факторов:
- Продолжительность записи голосовой почты
- Используемый аудиокодек
- Формат хранения звукового файла
На приведенном ниже рисунке показано, как размер звукового файла зависит от продолжительности записи голосовой почты в случае каждого из четырех аудиокодеков, используемых в единой системе обмена сообщениями.

Размер звукового файла

Ниже приведены примерная скорость потока (бит/с) и свойства сжатия для каждого аудиокодека единой системы обмена сообщениями:
- MP3 — 16-бит — сжатый файл
- WMA — 16-бит — сжатый файл
- G.711 – 16-бит – несжатый файл
- GSM — 8-бит – сжатый файл
По умолчанию выбран формат MP3. Формат MP3 — это распространенный формат аудиофайлов, используемый для значительного уменьшения размера аудиофайлов и чаще других используемый в персональных аудиоустройствах и MP3-плеерах. MP3 — это межплатформенный тип аудиокодека, используемый для совместимости со многими мобильными телефонами и устройствами, а также с различными операционными системами компьютеров.

Согласно нашим оценкам, при использовании кодека WMA каждый сервер единой системы обмена сообщениями может одновременно обрабатывать от 60 до 75 вызовов, совершаемых по протоколу IP. Это оценка основана на том предположении, что за один час, на который в течение дня приходится наибольшая нагрузка на систему, поступает 14% всех вызовов, совершаемых по протоколу IP. В зависимости от следующих допущений:
- Используется кодек WMA
- За один час, на который в течение дня приходится наибольшая нагрузка на систему, поступает 14% всех вызовов, совершаемых по протоколу IP
- Пользователи часто осуществляют доступ к своим голосовым сообщениям с помощью голосового доступа к Outlook
По нашим оценкам, каждый сервер единой системы обмена сообщениями может поддерживать от 2 000 до 10 000 пользователей.

Как правило, следует исходить из того, что один сервер единой системы обмена сообщениями может одновременно обслуживать следующее количество вызовов:
- 60, если кодеком по умолчанию для абонентской группы является кодек WMA
- 75, если кодеком по умолчанию для абонентской группы является кодек GSM
Типы пользователей Пользователей, получающих доступ к единой системе обмена сообщениями и ее ресурсам, можно разделить на две категории: на прошедших и не прошедших проверку подлинности. При создании масштабируемой среды единой системы обмена сообщениями необходимо учесть, какие ресурсы необходимы этим пользователям и как выполняемые ими действия будут влиять на работу системы.
- Пользователи, прошедшие проверку подлинности Для пользователей, прошедших проверку подлинности, включена поддержка единой системы обмена сообщениями, и они могут получать доступ к своим почтовым ящикам с помощью функции голосового доступа к Outlook. Они могут использовать ресурсы сервера единой системы обмена сообщениями несколькими способами, например: при прямом наборе кода доступа, при входе в почтовый ящик, доступе к сообщениям, календарю, контактам или каталогу, а также при использовании сервера единой системы обмена сообщениями для воспроизведения голосовых сообщений по телефону. Кроме того, они могут использовать ресурсы системы косвенно, например передавая вызов, отправляя голосовое сообщение или набирая добавочный номер, а затем оставляя голосовое сообщение.
- Пользователи, не прошедшие проверку подлинности К этой категории относятся пользователи, звонящие на номер автосекретаря единой системы обмена сообщениями или набирающие код доступа, но не вошедшие в свой почтовый ящик. Ресурсы единой системы обмена сообщениями используются для обслуживания запросов при каждом вызове автосекретаря системы или наборе кода доступа. Даже когда пользователь не входит в свой почтовый ящик, он продолжает использовать ресурсы системы, когда переводит вызов, отправляет голосовое сообщение, переключается на другой автосекретарь либо другой телефонный номер или прослушивает записанные звуковые приглашения.

Шлюзы IP

В единой системе обмена сообщениями используется возможность шлюза IP преобразовывать протоколы TDM или протоколы телефонии с коммутацией каналов, например ISDN (Integrated Services Digital Network) или QSIG, используемые УАТС, в протоколы на основе VoIP или IP, такие как SIP, RTP или протокол T.38 для передачи факсов в реальном времени.

На рынке доступны многие модели шлюзов IP от разных изготовителей, поддерживающие от 4 до 32 портов. В компании можно использовать любое число шлюзов IP, необходимое для обеспечения отказоустойчивости и достаточной емкости. Если один шлюз IP не обеспечивает поддержку достаточного количества вызовов или имеет недостаточное число портов, можно выполнить горизонтальное масштабирование путем установки и настройки дополнительных шлюзов IP, создания объекта шлюза IP единой системы обмена сообщениями и настройки необходимых сервисных групп для поддержки среды.

Количество шлюзов IP в данной среде должно соответствовать количеству имеющихся серверов единой системы обмена сообщениями. Например, подключение десяти шлюзов IP к одному серверу единой системы обмена сообщениями по линии T-1 не имеет смысла. В этом случае серверу единой системы обмена сообщениями пришлось бы поддерживать одновременный прием 240 входящих вызовов. Имейте это в виду и соотносите количество шлюзов IP с ресурсами серверов единой системы обмена сообщениями.