Exchange 2007 und 64bit

Exchange 2007 ist für den produktiven Einsatz "NUR" auf 64bit Windows freigegeben. Die 32bit Version ist verfügbar aber darf nur für Schulungen, Tests etc. genutzt werden
Denken Sie daran bei der Bestellung der Server.

Exchange 2003 hingegen läuft "NUR" mit Windows 2003 32-bit.
Dies kann aber auch auf den meisten Systemen mit 64bit CPU installiert und betrieben werden.

Windows 64bit unterstützt keine "MS-DOS" und keine 16-bit Windows Anwendungen.

Nicht erst seit dem Näherkommen des Itanium Prozessors rollt die Welle der 64bit Begeisterung. Nach der 8bit 6502/Z80 Welt und dem 16bit 8086/8088 hat uns die 32bit Welt lange Zeit getragen. Allerdings ist mit 32bit nur maximal ein Hauptspeicher von 4 Gigabyte direkt adressierbar. Alles darüber muss wieder wie in alten DOS-Zeiten "eingeblendet" werden. Früher nannten wir das EMS Speicher, heute wird ein ähnliches Verfahren PAE (Physical Address Extension) genannt. Ein 32bit Prozessor kann natürlich schon viele Jahre auch mehr als 4 GByte Speicher Adressieren nur ist Windows NT, 2000; 2003 als 32bit Version nur dafür ausgelegt, jedem Prozess 2/3GB bereit zustellen.

Letztlich entfesselt erst die 64bit Technik, wie sie mit der Intel EM64T-Erweiterung und den neuen AMD Prozessoren möglich wird, die Begrenzungen im Hauptspeicher. Neben SQL ist Exchange ein wichtiger Kandidat für die Nutzung dieser neuen Möglichkeiten. Noch sind wir an den Anfängen der 64bit Stufe. für die Nutzung der neuen Technik ist nämlich ein neu kompiliertes und angepasstes Betriebssystem erforderlich. Windows 2003 und Windows XP gibt es schon als 64bit Versionen, aber auch alle Treiber für Netzwerkkarten, Speichersubsysteme, Grafikkarten etc. müssen für 64bit neu geschrieben werden. Es kann also noch etwas dauern, bis wirklich jede Hardware unter Windows 64bit unterstützt wird.

Warum 64bit ?

Die kurze Antwort ist:
Für alle die mit 2 GB RAM nicht mehr auskommen.

Natürlich können Sie sich die Frage stellen, wer denn jemals mehrere Terabyte Speicher brauchen wird. Aber die Fragen haben Sie sich schon zu den Zeiten eines ZX81 (8-16 kbyte RAM),  C64 (64-128kByte RAM) , IBM PC (256-640 KByte) gestellt und Ende 2005 wurden selbst bei den Supermärkten die PCs mit 1 GByte Speicher verkauft. 2006 sind wir schon bei Notebooks mit 2 GByte

Wenn Sie sich heute einen Server anschauen, dann gibt es ein paar Faktoren, die maßgeblich für die Performance sind.

  • CPU
    Die Steigerung der CPU-Taktrate hat sich verlangsamt, so dass heute andere Architekturen oder mehrere CPUs für die Skalierung benutzt werden. Aber wenn Sie ihre CPU-Belastung anschauen, dann sind die meisten modernen Server hier nicht nicht ausgelastet. Die CPU wartet oft auf andere Komponenten. Aber 64bit Register erlauben natürlich eine viel schnellere Berechnung von Werten und sorgen daher für höhere Geschwindigkeiten für solche Aufgaben.
  • RAM
    Der Speicher dient zur Ablage von Programmen und Daten. Was dort nicht enthalten ist, muss von langsameren Speichern nachgeladen werden. Viel RAM hilft daher, mehr Daten im Cache zu halten und damit die Zugriffe auf Festplatten zu reduzieren. Hier ist 64bit ein großer Fortschritt, da die 32-bit Technik bis 4 Gigabyte nur umständlich über PAE erreichen kann. Erinnern Sie sich an die Zeiten von Extended Memory (EMS) mit EMM386.EXE aus den DOS und Windows 3.x Zeiten? Zudem sind nicht einmal die 4 GB am Stück nutzbar, sondern entweder als 2GB System und 2 GB für Anwendungen oder als 1GB/3GB aufgeteilt (/3GB Schalter in den Boot.ini)
  • Netzwerk
    Daten müssen zwischen Servern übertragen werden. Fakt ist aber auch, dass selbst moderne Server nur sehr schwer wirklich eine 1 GBit-Verbindung bedienen können, da andere Faktoren (speziell Datenträger) hier als Flaschenhals wirken. Erst wenn die abgeforderten Daten überwiegend im Hauptspeicher liegen (Cache), kann das Netzwerk zum Engpass werden.
  • Speichersystem
    Festplatten nehmen zwar immer größere Kapazitäten an und höhere umdrehungszahlen sorgen für höhere Datenraten, aber die immer erforderliche Positionierung sind Welten im Vergleich zu Zugriffen auf Hauptspeicher und CPU. Server werden schnell, wenn die Festplatten schnell werden (z.B.: viele Festplatte) oder wenn die Zugriffe darauf minimiert werden. Und das geht umso besser, je mehr Daten im RAM gehalten werden

Die Wichtige Antwort für 64bit ist daher "RAM, RAM, RAM". Viel RAM hilft den Servern von heute, viel mehr Daten im Hauptspeicher zu halten und damit die Belastung der Festplatten zu reduzieren und vor allem dort Reserven für erforderliche Zugriffe zu schaffen.

64bit Argumentation von Microsoft

Natürlich hat sich auch Microsoft einiges einfallen lassen, um den Wechsel nach 64bit zu erklären. Bedeutet es doch, dass bisher angeschaffte Server vielleicht nach einen Jahr nicht mehr genutzt werden können. Aber die Argumente sind dennoch passend.

  • Disk-I/O
    Wie schon weiter oben genannt hat Microsoft festgestellt, dass die Skalierung von Exchange auf heutiger Hardware mit 32bit durch der Leistung der Festplatten vorgegeben ist. Exchange 2007 soll durch bessere Nutzung von Hauptspeicher (Caching) die erforderliche I/O-Leistung um bis zu 75% reduzieren. Das bedeutet, dass Sie entweder einen sehr viel schnelleren Server erhalten (Was aber dank dem Outlook 2003 Cached Mode nicht mehr so wichtig ist), oder eben sehr viel mehr Postfächer (also bis zu 4 mal so viel) auf einem Server betreiben können. Das kommt dem Hosting und natürlich auch der Reduzierung von Servern in Firmen entgegen. Oder sie können einen "günstigeren" Server verwenden, da die I/O-Last nur noch 1/4 betragen soll. Hier muss aber natürlich das zukünftige Wachstum berücksichtigt werden, damit keine Milchmädchenrechnung draus wird.
  • Mehr Clients
    Die Zeiten, dass ein Anwender ab und an mal die Anwendung "Mail" gestartet hat, bzw. diese nutzt, sind endgültig vorbei. Vielmehr nutzen Anwender heute parallel sogar mehrere Zugänge auf das Postfach. Neben Outlook wird oft noch ein PDA oder Blackberry repliziert (ActiveSync), Sharepoint oder Desktop Search erstellt Suchindexe und vieles mehr. Alle Verbindungen belegen "Speicher". Schon daher ist 64bit wieder ein Gewinn.
  • Sicherheit
    Sicherheit ist natürlich wichtig und schon Exchange 32bit hat umfangreiche Zugriffssteuerungslisten (ACLs). Hierzu werden oft Sicherheitsgruppen verwendet, die auch verschachtelt sind. Dies belegt Kernel-Speicher. Angeblich wäre das ein Grund für mehr Server, um die Berechtigungen feiner zu vergeben, was mit 64bit ebenfalls gelöst wäre.
    Dieser Argumentation kann ich mich aktuell noch nicht anschließen, aber vielleicht weiß Microsoft hier schon mehr als wir alle.
  • Größere Postfächer
    Dieses Argument zieht aber wieder, da Sie als verantwortlicher Administrator oder Geschäftsführer es nicht zulassen sollten, dass Nachrichten in lokalen PST-Dateien ausgelagert werden müssen. Das Postfach und eine serverbasierte Archivierung ist der besser Platz dafür. Allerdings bedeutet das eben auch größere Postfächer. Hier kann 64bit helfen, da eben mehr Speicher adressiert werden kann (Cache) und bis zu 50 Datenbanken eingerichtet werden können.
  • Speicherbedarf
    Angeblich machen die Kosten für den "Storage" eines Servers bis zu 80% der Gesamtkosten aus. Und dabei ist das Problem, dass Sie zwar heute 100 GB und mehr an Festplattenkapazität kaufen und installieren können, aber die meisten Administratoren doch ein mulmiges Gefühl haben, wenn die EDB-Datenbank dann mal über 25 GByte anwächst. Denken Sie nur an die Wiederherstellung oder einen Einsatz von ESEUTIL. Daher nutzen die meisten Administratoren gar nicht diese Kapazitäten. Das wird mit 64bit (genauer: den 50 Datenbanken) natürlich einfacher

Sie sehen also, dass es viele Argumente für den umstieg auf Exchange 2007 geben wird, von denen aber nur einige direkt mit 64bit zu tun haben, sondern auch neue Funktionen von Exchange 2007 zählen.

64bit für Alle ?

Sicher wird es auch Desktops mit  64bit CPUs geben, aber da auch die Treiber darauf abgestimmt werden müssen. Daher erwarte ich nicht, dass sehr viele Endanwender (mal von Freaks abgesehen) gleich auch die 64bit Version von Windows XP oder Windows 2003 installieren werden. Oftmals erlauben die 64bit CPUs auch den Betrieb mit einem 32-bit Betriebssystem, wenngleich dann nicht alle Leistungsreserven genutzt werden können.

Aber für Server stellt sich das Bild komplett anders dar. für Hersteller von Servern und passenden Adaptern lohnt sich sehr wohl die Entwicklung von 64bit Treibern, so dass es sehr schnell nicht nur entsprechende Hardware mit Treibern, sondern auch entsprechende Installationen geben wird. Hier sehen ich folgende Dienste als erste Server:

  • SQL 2005
    Es ist nicht verwunderlich, dass gerade großen Datenbankserver von 64bit und besonders der damit möglichen großen Hauptspeicherausstattung profitieren. Da diese Server zugleich immer sehr "wichtig" sind und auch Performance ein Thema ist, dürften die meisten 64bit Systeme daher eben Datenbankserver werden
  • Domaincontroller
    Stellen Sie sich vor, ihr Active Directory enthält so viele Objekte (Speziell auf GCs größerer Firmen), dass es nicht mehr in den Speicher passt. Damit verschlechtert sich die Performance des DC natürlich sehr stark. Es kann daher hilfreich sein, einen DC mit ausreichend Speicher auszustatten, so dass die komplette NTDS-Datenbank im Speicher ist. Es gibt Berichte, dass solche ein "Super-DC" problemlos die Last von mehreren 32-bit DCs übernehmen kann.

Ein 32bit DC kann maximal eine NTDS.DIT von 500 MB im Speicher vorhalten. Zwar kann ein 32bit Prozess bis zu 2 GB adressieren und mit /3GB entsprechende mehr, aber LSASS betreibt im gleichen Speicher noch Kerberos und andere Dienste und verwendet sowieso nie mehr als (Gesamtprozessspeicher - 1GB) / 2. Insofern kann ein 64bit DC schon bei mittleren unternehmen Vorteile bringen
http://blogs.technet.com/b/exchange/archive/2007/03/28/437313.aspx
308356 Memory usage by the Lsass.exe process on domain controllers that are running Windows Server 2003 or Windows 2000 Server

  • Terminal Server
    Aktuell gibt es noch sehr wenige Anwendungen für 64bit, aber gerade Terminal Server haben oft das Problem, dass die 2 GByte für das System eine erreichbare Grenze darstellen. Der Betrieb mit Windows 64bit hebt diese Grenze an. Der Zusätzliche Speicher wird ebenfalls eine weitere Skalierung zulassen.
  • Exchange
    Zwar können Sie Exchange 2003 auf einem 64bit System betreiben, aber Sie müssen dazu weiterhin die 32-bit Version von Windows einsetzen und haben daher keinen Vorteil. Erst Exchange 2007 wird 64bit unterstützen. Das sollte Sie aber nicht daran hindern, bei der Neubeschaffung gleich ein 64bit System zu kaufen, so dass in naher Zukunft da update möglich ist.

64bit Tauglichkeit feststellen ?

Aber wie bekomme ich Gewissheit, dass meine CPU auch "64bit"-Tauglich ist und damit für Exchange verwendet werden kann ?.

Der einfachste Weg ist natürlich das Datenblatt heran zu ziehen oder vom Hersteller den kompletten Server gleich auf Windows 2003 64bit zertifizieren zu lassen. Dann sind Sie auch sicher, dass auch alle anderen Komponenten mit entsprechenden Treibern versehen sind. Aber auch ohne  vollständige Zertifizierung können Sie recht einfach erkennen, ob eine CPU die EM64T-Erweiterung unterstützt.

test64bit.vbs.txt
Nach dem Download und umbenennen der Erweiterung nach VBS in einer Dosbox mit "cscript test64bit.vbs" aufrufen.

  • Inventory Lösung
    Wenn Sie mehrere Server haben dann ist natürlich eine Inventarsoftware wie SMS o.ä. ideal geeignet, diese Daten zu ermitteln.

Unterstützung durch Net at Work:
Wenn Sie mehrere Server haben und gerne einen Überblick über die Funktionen, Rollen und Fähigkeiten benötigen, können die Kunden von Net at Work auf das Skript NAWInventory zurückgreifen.

Weitere Links

Es gibt noch einige andere Seiten, die über Exchange 2007 spekulieren bzw. offizielle Informationen bereit stellen