Exchange Sizing - Festplatten und RAID ?

Ein sehr guter Artikel zum Sizing von Disks finden Sie auf dem Exchange Team Blog

Worte zu Redundanz und Geschwindigkeit

Sie sollten NIE einen Server ohne redundante Festplattensysteme installieren, denn Festplatten = Mechanik = Ausfall und he mehr Festplatten Sie einsetzen, desto eher sollten sie an eine Hot Spare Festplatte denken. Dabei gilt:

Details zu den RAID-Level und deren Einsatzzweck finden Sie bei den Herstellern guter Controller.

Je mehr Festplatten Sie zusammenschalten, desto größer ist die Gefahr eines "Doppelfehlers". Mein persönliches Limit ist bei ca. 7 Platten. Auch die kritische Zeit nimmt zu, d.h. bis eine reparierte Festplatte wieder synchron ist. Mit zunehmender Anzahl an Festplatten kann man Überlegungen anstellen, die Datenbank zu teilen (PRIV.EDB und PUB.EDB). Exchange 200 erlaubt noch weitere Teilungen. Bei vielen Festplatten sollte man überlegen, ob man alle Platten der gleichen Größe nimmt (Austauschbarkeit) auch wenn es teurer ist oder "zu groß" aussieht.

RAID ist aber nicht nur eine Frage der Größe und der Anzahl der Festplatten und der Kosten sondern auch der Performance. So ist ein RAID-1 in der Regel fast doppelt so schnell wie ein RAID-5 mit 3 Festplatten. Oftmals ist der Server im Hinblick auf die CPU und Speicherauslastung "Idle", aber die Festplatten sind auf Volllast. Dann wurde an der falschen Stelle gespart.

Angenommen Sie brauchen 90 GB Kapazität, dann können Sie dies mit 9 GB Platten erreichen. Angenommen die Platten schaffen 100 I/O pro Sekunde.

RAID-Level Anzahl der Platten Leseperformance Schreibperformance Verfügbarkeit
RAID-0 10 1000 1000 niedrig
RAID-0+1 20 1000 2000 sehr hoch
RAID-5 11 275 1100 sehr hoch

(Zahlen aus der Exchange Core Dokumentation: Storage Solutions for Exchange 2000 Server). Die Unterschiede sind nicht so gravierend, wenn weniger Festplatten zum Einsatz kommen. Ein RAID-5 aus 11 Festplatten wird hoffentlich auch niemand projektieren aber es wird deutlich, dass es nicht einfach reicht "irgendwie" ein paar Festplatten zu verkabeln. Oftmals lohnt es sich, auf eine CPU oder einige MHz Takt zu verzichten und das Geld in das Festplattensubsystem zu stecken.

RAID-Level und Kosten

Es ist wie beim Autokauf: Viel Leistung kostet viel Geld. Ob Sie die Leistung auch brauchen, müssen Sie selbst wissen oder in Erfahrung bringen. Aber was bedeutet eigentlich "Geld" ?. Vielleicht eine kleine Rechenaufgabe, die Sie so vermutlich jedes Jahr immer wieder verwenden können, solange Sie einfach die Größe der Platten der aktuelle Hardware einsetzen. Für die Rechnung nutze ich daher folgende virtuelle Eckparameter:

Hier ein paar Beispielrechnungen, die sie miteinander vergleichen können:

Kapazität RAID-Level Disks + HotSpare Slots Kosten Performance Benmerkung
200 GB RAID1 2x200GB + 1x200GB 3 600 hoch Nur möglich, wenn die Kapazität der Festplatten groß genug ist.
RAID5 3x100GB + 1x100GB 4 400 niedrig Das Standard RAID5. Kann jeder aber Performancewunder sind keine zu erwarten
RAID10 4x100GB + 1x100GB 5 500 sehr hoch Achtung. Auch Einbauschächte, Strom und RAID-Controller mit vielen Ports kosten Geld
400 GB RAID10 8x100GB + 1x100GB 9 1100 sehr hoch Achtung. Auch Einbauschächte, Strom und RAID-Controller mit vielen Ports kosten Geld
RAID10 4x200GB + 1x200GB 5 1000 hoch Größere Platten sind hier aufgrund der Anzahl letztlich günstiger, wenngleich wohl etwas langsamer
RAID5 5x100GB + 1x100GB 6 600 Durchschnitt Standard RAID5 mit 5 statt 3 Disks..Performancewunder sind keine zu erwarten.
RAID5 3x200GB + 1x200GB 4 800 Durchschnitt Standard RAID5. Kann jeder aber Performancewunder sind keine zu erwarten
1000 GB RAID1 nicht möglich entfällt entfällt entfällt Nicht möglich, wenn es keine so großen Disks gibt
RAID10 10x200GB + 1x200GB 11 2200 sehr hoch Achtung. Auch Einbauschächte, Strom und RAID-Controller mit vielen Ports kosten Geld.Achtung. Auch Einbauschächte, Strom und RAID-Controller mit vielen Ports kosten Geld.
RAID10 20x100GB + 1x100GB 21 2100 sehr hoch
Viele Disks
RAID5 11x100 GB + 1x100GB 12 1200 mittel Hier stört mich die "kritische Zeit" bei einem Ausfall, da sehr viele GB beim Rebuild neu geschrieben werden müssen, was zudem die Performance stark beschränkt.
RAID5 6x200 GB + 1x200GB 7 1400 mittel

Sie sehen also, dass es in den meisten Fällen ein RAID1 oder RAID10 teurer ist, also ein RAID5 + Hot-Spare oder RAID6, Bei großen Kapazitäten wird es schon interessant ein SAN mit einem Storage System anzuschaffen, da ein einzelner Server mit vielen Disks auch meist nicht mehr in einem Chassis unterkommt.

Welches RAID für wen ?

Also können wir nun überlegen was wir zusammenfassen (Die Datenberuhen auf dem Stand von 2001 !!):

Und wenn man dann noch Platten frei hat, kann man sich über RAID10 etc. Gedanken machen. Wobei ab einer bestimmten Größe auch die Überlegung auf Cluster mit SAN oder mehrere Server durchaus ins Kalkül genommen werden sollte.

Im Hinblick auf das Active Directory mit Exchange 2000 bleibt nur zu sagen, dass die Last des AD entweder so klein ist, dass sich dafür keine eigene Festplatte rechnet. dann müssen sie mit dem ausgeschalteten Schreibcache leben. Oder ihre Struktur ist so groß, dass sie eh mehrere Server haben und dann werden Sie sowieso die Funktion "Verzeichnisdienste" von den Exchange Server getrennt halten. Active Directory Design ist eine ganz andere Baustelle.

Verschiedene Partitionen auf einer Festplatte bringen kein Tempo, sondern nur eine Abtrennung der Dateisysteme. Wenn wirklich mal eine NTFS Partition korrupt würde (mir noch nie passiert), dann wäre nicht die ganze Festplatte hinüber und ein Vollaufen eines Bereichs betrifft nicht die anderen Partitionen. Aber gegen Festplattenfehler, Headcrash oder eine verlorene Partitionstabelle hilft das auch nicht. Mehrere Partitionen auf einer Festplatte machen also nur Sinn um Bereiche abzugrenzen ohne Quotas einzusetzen und natürlich um die 4Gb Swapdateigröße zu umgehen. Ein Swapfile kann maximal 4 GB groß sein und es kann nur eine PAGEFILE.SYS pro Partition geben (auch mit Windows 2000). 

Versuchen Sie um Himmels willen nicht, sich einen Server "selbst" zu bauen, vor allem wenn es der erste ist. Ohne besseres Wissen zu den Hintergründen wie Exchange arbeitet, landen Sie sehr wahrscheinlich einen Missgriff. Sie können ja mal bei Compaq oder Siemens entsprechend Designführer zu Exchange lesen. Ein Exchange Server sollte kein "Einzelstück" sein, sondern schon mehrfach so laufen. Glauben Sie mir einfach oder lesen sie den Artikel zum "-1018". Oder lassen Sie sich vom Hersteller eine Garantie mit Haftung geben, damit sie wenigstens jemanden dann "zur Sau" machen können. Ich verspreche Ihnen, das Exchange in kurzer Zeit wichtiger sein wird, als es ihre Dateiserver je gewesen sind.

Aber nun mal zu einer Beispieldimensionierung. Genaue Werte gibt es natürlich nicht ohne den Einsatzfall zu kennen. Alle heute neu gefertigten Rechner sind von der CPU-Leistung alle viel zu schnell für einen "kleinen" Exchangeserver. Der Engpass in einem System von heute ist wirklich die Platte.

Was brauchen wir für das System ?

(Die Daten basieren auf einer Planung im Jahre 2003. Bei der jährlichen Zunahme an Daten und Diensten sollten sie aktuell sicher höhere Werte ansetzen.

Also landen wir bei einem System was etwa folgenden Aufbau hat:

Es gibt ein Punkt der mit Exchange 2000 zu beachten ist:
Exchange 2000 braucht "ZWINGEND" Active Directory. Die Planung und Installation des Active Directory ist vor der Planung und Installation von Exchange 2000 zu erledigen.

Keywords:Sizing