確保 Microsoft Exchange Server 2010 中的高可用性
郵箱數(shù)據(jù)庫和它們包含的數(shù)據(jù)對于任何 Exchange 組織都十分重要。為了確保郵箱數(shù)據(jù)庫的高可用性，Exchange 2007 提供了各種復(fù)制和群集選項，包括本地連續(xù)復(fù)制、單一副本群集和群集郵箱服務(wù)器。雖然這些功能相對早期功能有所改進，但它們?nèi)悦媾R許多實現(xiàn)難題。對于初學(xué)者，實現(xiàn)高可用性的每種方法都是以不同方式管理的。通過單一復(fù)制群集，群集中的所有郵箱服務(wù)器都使用共享存儲。實現(xiàn)群集意味著 Exchange 管理員必須配置 Windows 故障轉(zhuǎn)移群集，而這種群集相當復(fù)雜，管理員可能需要用大量時間才能取得較長的正常運行時間。在連續(xù)復(fù)制中，Exchange 2007 使用內(nèi)置異步復(fù)制來創(chuàng)建數(shù)據(jù)的副本，然后使用事務(wù)日志傳送和重播來維護這些副本。雖然您在非群集環(huán)境中使用本地連續(xù)復(fù)制來創(chuàng)建本地副本，但在群集環(huán)境中要使用群集連續(xù)復(fù)制或備用連續(xù)復(fù)制，并且管理每種連續(xù)復(fù)制的方式有所不同。
Exchange Server 2010 擁有全然不同的實現(xiàn)高可用性的方法，它將高可用性集成到其核心體系結(jié)構(gòu)中，從而產(chǎn)生一種提供服務(wù)可用性、數(shù)據(jù)可用性和自動恢復(fù)的端到端解決方案。其結(jié)果是，單一的關(guān)鍵高可用性解決方案取代了以前所使用的很多不同解決方案。此解決方案就是數(shù)據(jù)庫可用性分組 (DAG)。
DAG 在數(shù)據(jù)庫級（而不是在服務(wù)器級）提供自動故障轉(zhuǎn)移和恢復(fù)，在您部署包含多個郵箱數(shù)據(jù)庫副本的多個郵箱服務(wù)器時無需使用群集。由于這些變化，構(gòu)建高可用性郵箱服務(wù)器解決方案不再需要群集硬件或高級群集配置。DAG 自身提供了用于實現(xiàn)高可用性的基礎(chǔ)組件，屬于同一 DAG 的郵箱數(shù)據(jù)庫的故障轉(zhuǎn)移自動實現(xiàn)?？梢詫?DAG 擴展到多個 Active Directory 站點，并通過對郵箱服務(wù)器進行相關(guān)體系結(jié)構(gòu)更改而使單一郵箱數(shù)據(jù)庫能夠在 Active Directory 站點之間移動。如此一來，一個 Active Directory 站點中的單一郵箱數(shù)據(jù)庫便可以故障轉(zhuǎn)移到其他 Active Directory 站點。
您需要記住的是，數(shù)據(jù)庫副本僅適用于郵箱數(shù)據(jù)庫。為了獲得公用文件夾數(shù)據(jù)庫的冗余性和高可用性，您將使用公用文件夾復(fù)制。與群集連續(xù)復(fù)制（同一群集中不能存在一個公用文件夾數(shù)據(jù)庫的多個副本）不同的是，您可以在一個 DAG 中的服務(wù)器之間復(fù)制公用文件夾數(shù)據(jù)庫。
在深入探討 DAG 的細節(jié)之前，我們來看一下 Exchange 2010 中的高可用性選項在其他方面的變化。
Exchange Server 2010 中高可用性功能的簡要介紹
在以前的版本中，Exchange 作為一個使用群集資源管理模型的群集應(yīng)用程序運行。在此方法中，您通過先創(chuàng)建一個 Windows 故障轉(zhuǎn)移群集、然后在群集模式中運行 Exchange 安裝程序來實現(xiàn)郵箱服務(wù)器的高可用性。作為安裝過程的一部分，將會注冊 Exchange 群集資源 DLL (exres.dll)，從而允許創(chuàng)建群集郵箱服務(wù)器。相比之下，Exchange 2010 不作為群集應(yīng)用程序運行，群集資源管理模型也不再用于獲得高可用性。Exchange 群集資源 DLL 和它提供的所有群集資源都不再存在。Exchange 2010 使用其內(nèi)部自有的高可用性模型。雖然 Windows 故障轉(zhuǎn)移群集的某些組件仍在此模型中使用，但它們現(xiàn)在只由 Exchange 2010 進行管理。
非常有趣的是，很多基礎(chǔ)復(fù)制技術(shù)都保留下來，只是經(jīng)過改進現(xiàn)在以明顯不同的方式工作。由于已從 Exchange 2010 移除存儲組，因此將在數(shù)據(jù)庫級別運行連續(xù)復(fù)制。Exchange 2010 將管理員定義的單一 TCP 端口用于數(shù)據(jù)傳輸，而不是將服務(wù)器消息塊 (SMB) 用于日志傳送和種子設(shè)定。它不是讓被動副本從主動副本拉出一個已關(guān)閉的日志文件，而是讓主動副本將日志文件推入被動副本，并使用加密來保證數(shù)據(jù)流的安全性，或?qū)?shù)據(jù)流壓縮以減小復(fù)制數(shù)據(jù)的大小。雖然早期版本 Exchange 中數(shù)據(jù)庫的主動副本僅可用于設(shè)定種子和重新設(shè)定種子，但在 Exchange Server 2010 中，郵箱數(shù)據(jù)庫的主動和被動副本都可指定為用于設(shè)定種子和重新設(shè)定種子的源，從而允許您更輕松地將數(shù)據(jù)庫副本添加到其他郵箱服務(wù)器。
另一個重大變化與復(fù)制數(shù)據(jù)的方式有關(guān)。在 Exchange 2007 中，Microsoft Exchange 復(fù)制服務(wù)會將日志重播到被動數(shù)據(jù)庫副本中，并構(gòu)建一個用于減少 I/O 讀取操作的讀/寫操作緩存。但是，在數(shù)據(jù)庫的被動副本激活之后，該數(shù)據(jù)庫緩存會丟失，因為用于裝載數(shù)據(jù)庫的 Microsoft Exchange 信息存儲服務(wù)并沒有提供該緩存。這意味著該被動副本已激活并在沒有就緒緩存的一個冷狀態(tài)下提供。冷狀態(tài)與數(shù)據(jù)庫緩存在服務(wù)器重新啟動或執(zhí)行緩存的服務(wù)重新啟動之后的狀態(tài)相同。處于冷狀態(tài)意味著服務(wù)器不具有緩存的讀/寫操作，這種情況通常會增加所需 I/O 讀取操作的數(shù)量，直到緩存大小增加到足以減少服務(wù)器上的磁盤 I/O。在 Exchange 2010 中，Microsoft Exchange 信息存儲服務(wù)將重播日志并處理裝載操作，以確保在激活并提供被動副本時有可用的緩存。因此，在發(fā)生切換或故障轉(zhuǎn)移之后，服務(wù)器更有可能使用緩存來減少 I/O 讀取操作。
對于高可用性郵箱服務(wù)器，電子郵件一旦到達郵箱中就將變得安全；但是，對傳輸中的電子郵件加以保護又是另外一回事。如果在處理郵件時集線器傳輸服務(wù)器出現(xiàn)故障且無法恢復(fù)，郵件就可能丟失。作為防范數(shù)據(jù)丟失的安全措施，Exchange 2007 引入了傳輸轉(zhuǎn)儲程序功能，該功能可確保集線器傳輸服務(wù)器保持最近傳送到收件人的一個郵件隊列，這些收件人的郵箱通過本地連續(xù)復(fù)制或群集連續(xù)復(fù)制加以保護。郵件保留在傳輸轉(zhuǎn)儲程序中，直到達到管理員定義的時間限制或大小限制。發(fā)生故障轉(zhuǎn)移時，群集郵箱服務(wù)器自動請求 Active Directory 站點中的每臺集線器傳輸服務(wù)器從傳輸轉(zhuǎn)儲程序隊列重新提交郵件。這種方法可防止郵件在群集進行故障轉(zhuǎn)移所需的時間內(nèi)丟失。雖然這種方法很有效，但它僅可用于連續(xù)復(fù)制環(huán)境中的郵件傳送，無法解決郵件在集線器傳輸服務(wù)器和邊緣傳輸服務(wù)器之間傳輸時可能發(fā)生的郵件丟失問題。
Exchange 2010 通過幾種方式彌補了這些不足。傳輸轉(zhuǎn)儲程序現(xiàn)在可接收反饋，以確定已經(jīng)傳送和復(fù)制了哪些郵件。集線器傳輸服務(wù)器將保留發(fā)送到 DAG 中已復(fù)制郵箱數(shù)據(jù)庫的郵件的副本。該副本保留在傳輸隊列 (mail.que) 中，直到集線器傳輸服務(wù)器得到通知，獲知表示郵件的事務(wù)日志已成功復(fù)制到郵箱數(shù)據(jù)庫的所有副本并已由這些副本進行檢查。然后，將從傳輸轉(zhuǎn)儲程序?qū)⑦@些日志截斷，以確保傳輸轉(zhuǎn)儲程序隊列僅用于保持尚未復(fù)制相應(yīng)事務(wù)日志的那些郵件副本。另外，當一個 Active Directory 站點中的郵箱數(shù)據(jù)庫故障轉(zhuǎn)移到另一個 Active Directory 站點時，就會將傳輸轉(zhuǎn)儲程序重新傳送請求發(fā)送到原始站點和新站點。
為了在傳輸郵件的整個過程中提供郵件冗余性，Exchange 2010 新增了卷影冗余功能。卷影冗余采用了與傳輸轉(zhuǎn)儲程序相似的方法，不同之處是它將推遲從傳輸數(shù)據(jù)庫刪除郵件的操作，直到傳輸服務(wù)器驗證該郵件所有后續(xù)躍點均已完成傳送時才執(zhí)行。如果傳輸服務(wù)器無法驗證下一躍點傳送，則重新提交該郵件以傳送到下一躍點。與在多臺服務(wù)器上創(chuàng)建郵件的同一副本相比，這種方法占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬更少。此時，所生成的唯一附加網(wǎng)絡(luò)流量是在傳輸服務(wù)器之間交換丟棄狀態(tài)消息所生成的流量。丟棄狀態(tài)消息是由 Shadow Redundancy Manager 生成的，用于指示準備好從傳輸數(shù)據(jù)庫丟棄電子郵件的時機。
卷影冗余是簡單郵件傳輸協(xié)議 (SMTP) 服務(wù)的擴展，只要 SMTP 連接中的兩臺服務(wù)器都支持該功能，就可以使用該功能。當您的路由拓撲中有冗余消息路徑時，卷影冗余可以消除對任何特定集線器狀態(tài)或邊緣傳輸服務(wù)器狀態(tài)的依賴，從而使任何傳輸服務(wù)器都可處置。在這種情況下，如果傳輸服務(wù)器出現(xiàn)故障，或者您想將其脫機以進行維護，則您可隨時這樣做，方法是將其移除、替換或升級，而不必清空其隊列或擔心丟失郵件。
Shadow Redundancy Manager 使用一種檢測信號方法來確定擁有卷影郵件隊列的服務(wù)器的可用性。啟動服務(wù)器時會發(fā)出一個 XQUERYDISCARD 消息，目標服務(wù)器返回丟棄通知作為響應(yīng)。此通知交換就是檢測信號。
如果一臺服務(wù)器在檢測信號超時間隔（默認為 300 秒）內(nèi)無法與主服務(wù)器建立連接，則該服務(wù)器將計時器重置并重試最多三次（檢測信號重試次數(shù)的默認值）。如果在達到最多重試次數(shù)之前，主服務(wù)器未響應(yīng)，則該服務(wù)器確定主服務(wù)器已出現(xiàn)故障，承擔起卷影郵件的所有權(quán)，并重新將它們提交。隨后，郵件將傳送到它們的相應(yīng)目標位置。在某些情況下，例如在原始服務(wù)器重新與其原始數(shù)據(jù)庫聯(lián)機時，可能會發(fā)生重復(fù)的郵件傳送。由于 Exchange 中具有重復(fù)郵件檢測功能，因此 Exchange 郵箱用戶不會看到重復(fù)的郵件。但是，非 Exchange 郵箱服務(wù)器上的收件人可能會收到重復(fù)的副本。
深入探討 DAG
雖然到目前為止我所介紹的許多高可用性增強功能十分重要，但沒有一個功能對 Exchange 2010 管理方式的影響超過數(shù)據(jù)庫可用性分組。DAG 是 Exchange 2010 中的基礎(chǔ)高可用性組件，它的規(guī)則十分簡單。每個 DAG 都可具有最多 16 個郵箱服務(wù)器作為其成員。每個郵箱服務(wù)器只能作為一個 DAG 的成員，并且只能承載一個數(shù)據(jù)庫副本。所承載的副本可以是主動副本或被動副本。主動副本與被動副本的不同之處在于：主動副本是用戶一直使用和訪問的副本而不是脫機副本。不能在同一臺服務(wù)器上創(chuàng)建同一個數(shù)據(jù)庫的兩個副本。這樣，DAG 中的任何服務(wù)器都可以承載 DAG 中任何其他服務(wù)器上的任何郵箱數(shù)據(jù)庫的一個副本。雖然多個數(shù)據(jù)庫可同時處于主動狀態(tài)，但在任意時刻，任何特定數(shù)據(jù)庫的僅一個副本可處于主動狀態(tài)，該數(shù)據(jù)庫的最多 15 個被動副本可位于 DAG 中的其他服務(wù)器上。
在 Exchange 組織中創(chuàng)建第一個 DAG 時，Exchange 將創(chuàng)建一個 Windows 故障轉(zhuǎn)移群集，但是沒有 Exchange 群集組，群集中也沒有存儲資源。DAG 僅使用 Windows 故障轉(zhuǎn)移群集的群集檢測信號、群集網(wǎng)絡(luò)和群集數(shù)據(jù)庫功能。群集檢測信號用于檢測故障。每個 DAG 需要至少一個網(wǎng)絡(luò)用于復(fù)制通信，需要至少一個網(wǎng)絡(luò)用于 MAPI 和其他通信。群集數(shù)據(jù)庫將存儲數(shù)據(jù)庫狀態(tài)更改和其他重要信息。當您將其他服務(wù)器添加到 DAG 中時，這些服務(wù)器將加入到基礎(chǔ)群集中，該群集的仲裁模型將基于成員服務(wù)器的數(shù)目根據(jù)需要自動得到修改。
Active Manager 是 Exchange 2010 的一個組件，它提供了資源模型和故障轉(zhuǎn)移管理功能。Active Manager 可在作為 DAG 成員的所有郵箱服務(wù)器上運行，充當特定數(shù)據(jù)庫的主角色擁有者 (Primary Active Manager) 或備用輔助角色擁有者 (Standby Active Manager)。主角色擁有者將確定哪些數(shù)據(jù)庫副本是主動副本以及要激活哪些副本。主角色擁有者接收拓撲更改通知并對服務(wù)器故障做出反應(yīng)。主角色擁有者還擁有群集仲裁資源。如果充當主角色擁有者的服務(wù)器發(fā)生故障，則主角色會自動移動到 DAG 中的另一臺服務(wù)器，該服務(wù)器將取得對群集仲裁資源的所有權(quán)。
輔助角色擁有者將檢測復(fù)制的本地數(shù)據(jù)庫以及本地信息存儲庫的故障，并將故障通知發(fā)送給主角色擁有者，要求主角色擁有者啟動故障轉(zhuǎn)移。輔助角色擁有者不會確定哪臺服務(wù)器進行接管，也不會更新數(shù)據(jù)庫的位置狀態(tài)。主角色擁有者執(zhí)行這些任務(wù)。當一個主動數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時，Active Manager 使用一種最佳副本選擇算法來選擇要激活的數(shù)據(jù)庫副本。此算法將根據(jù)數(shù)據(jù)庫副本的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)、內(nèi)容索引狀態(tài)、副本隊列長度以及重播隊列長度來確定要激活的最佳數(shù)據(jù)庫副本。如果一個以上數(shù)據(jù)庫副本滿足選擇條件，則將使用激活首選值，并激活和裝載具有最低首選值的數(shù)據(jù)庫。
在將服務(wù)器添加到 DAG 之后，可以將每臺服務(wù)器上的主動數(shù)據(jù)庫復(fù)制到 DAG 中的其他服務(wù)器，并且您可以配置其他 DAG 屬性，如用于數(shù)據(jù)庫復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)加密或網(wǎng)絡(luò)壓縮。在 DAG 內(nèi)，事務(wù)日志將復(fù)制到擁有郵箱數(shù)據(jù)庫副本的每臺成員服務(wù)器上，并重播到該郵箱數(shù)據(jù)庫的副本中。創(chuàng)建了多個數(shù)據(jù)庫副本以后，您可以使用 Exchange 管理控制臺和 Exchange 命令行管理程序來監(jiān)視 DAG 的復(fù)制和運行狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫故障轉(zhuǎn)移可在發(fā)生中斷故障時自動執(zhí)行，或者您也可以手動啟動切換。在切換過程中將卸除主動副本，然后裝載 DAG 中另一臺服務(wù)器上的被動副本并使該副本成為主動副本。
真正的簡化
如前文所述，Exchange 2010 有很多可提高可用性的重要增強功能，包括將高可用性功能集成到核心中以及用于提高可用性的體系結(jié)構(gòu)更改等。在所有新增功能和更改功能當中，我最喜歡的功能是 DAG。DAG 真正簡化了群集的實現(xiàn)，可使您專注于最重要的事情（即數(shù)據(jù)）。希望本文對您有所幫助，同時推薦您查閱我的新書：《Exchange Server 2010 Administrator’s Pocket Consultant》、《Windows 7 Administrator’s Pocket Consultant》和《Windows Server 2008 Administrator’s Pocket Consultant, 2nd Edition》。
William R. Stanek (williamstanek.com) 是一位杰出的技術(shù)專家、非凡的培訓(xùn)講師和屢獲殊榮的作家，所著書籍已有 100 多本。目前已出版或即將出版的書籍包括：《Active Directory Administrator’s Pocket Consultant》、《Group Policy Administrator’s Pocket Consultant》、《Windows 7 Administrator’s Pocket Consultant》、《Exchange Server 2010 Administrator’s Pocket Consultant》和《Windows Server 2008 Inside Out》。在 Twitter 上可以了解 Stanek 的最新情況，網(wǎng)址為 twitter.com/WilliamStanek。
文章來源：TechNet中文網(wǎng)
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