Exchange 2013服务器角色和架构深入探讨

Exchange 2013服务器角色和架构深入探讨强红军微软（中国）有限公司议程−Exchange 2013 的新架构−客户端访问服务器角色（Client Access Server role)讨论−邮件服务器角色 (Mailbox Server role)讨论AD5个主要服务器角色紧密耦合–功能 –地理 –版本 –用户分区Web browser Outlook (remote user)Mobile phoneLine of business applicationClient AccessClient connectivity Web servicesOutlook (local user)Layer 7 LBExternal SMTP servers Hub Transport Routing & policyForefrontOnline Protectionfor ExchangeMailbox Storage of mailbox items Enterprise NetworkPhone system (PBX or VOIP)Unified Messaging Voice mail and voice accessEdge Transport Routing and AV/ASE2007/E2010 服务器架构现有模式的问题? •Exchange的部署过于复杂•很难确定“正确的”负载均衡（load balance），而且通常费用很高–在负载均衡层实现“粘性会话”(session affinity) 严重影响可扩展性–大多数基于硬件的负载均衡解决方案费用很高，需要专业IT人员•客户在专属机器上分别部署不同的服务器角色–在多数情况下，硬件资源没有被充分利用•过多的域名需求 (特别是在有AD 站点容错-site resilient-的部署下)将不同服务器角色分开，使部署和管理更方便支持便宜的存储2007易扩展，平衡性，故障隔离。

统一的高可用性设计（HA/DAG ）简化了网络架构2013不同服务器角色拥有有自己的高可用性方案引入了DAG (数据库可用性组）通过RBAC （基于角色的访问控制）实现了管理的细化和灵活充分利用不同服务器的资源2010通过手动配置区分不同服务器角色依赖硬件解决方案实现可靠性 ($$$$)ExEx ExEx SAN2000/2003L7 LBCAS HT MBXMBXLBExchange 的进化Exchange 2013 新架构Exchange 2013 架构的主题使用“模块化”的方式满足各种规模的部署的需求–从小机构到Office 365–服务器角色的进化–网络层的改善–版本和交互问题的原则效益–硬件效能提高–简化部署–更顺畅的跨版本交互–故障隔离ADWeb browser Outlook (remote user)Mobile phoneLine of business applicationOutlook (local user)External SMTP servers ForefrontOnline Protectionfor ExchangeEnterprise NetworkPhone system (PBX or VOIP)Edge Transport Routing and AV/AS两个模块CAS （客户端访问服务器） 阵列E2010 CAS 阵列的进化 •SMTP 前端服务DAGE2010 DAG 的进化 •包括核心协议松散关联•功能 •版本•用户分区 •地理粘性L a y e r 4L BCAS CAS CAS CASCAS CAS ArrayMBX MBX MBX MBXMBXDAGExchange 2013 架构功能层次的重组E2013 架构硬件负载均衡CAS, HT, UMMBXL7LBE2010 架构AuthN, Proxy, Re-directProtocols, API, Biz-logicAssistants, Store, CILoad BalancerAuthN, Proxy, Re-direct CAS2013Store, CIProtocols, API, Biz-logic MBX2013服务器孤岛 （server is island ）E2010 禁止Server1 (V n ) Server2 (V n+1)Protocols, Server AgentsEWS RPC CATransport AssistantsMRS MRSProxy Transport AssistantsEWSRPC CAMRS MRSProxyBusiness LogicXSO Mail Item Other APICTSXSO Mail Item Other APICTSStorageStore Content index File systemESEStore Content index File systemESESMTPMRS proxy protocolEWS protocol Custom WS如何理解新架构？关键是CAS…一个给定的邮箱链接，总是由这个邮箱所在的活跃数据库拷贝所在的邮件服务器（MBX ）协议的实例来处理。

这意味着•针对客户端（比如OWA ）的数据呈现是在MBX 服务器上发生的•传输代码转换 （ Transport transcoding ）是在MBX 服务器上发生的UserDAG1MBX-BMBX-A客户端访问服务器−协议代理CAS2013 的角色? •CAS2013 由三部分组成:–客户端协议 (HTTP, IMAP, POP)–SMTP–统一消息（UM）呼叫路由•负载均衡配置的—–不依赖负载均衡层实现粘性会话•瘦的，无状态的服务器•为客户端提供了统一的访问域名•是处理协议路由的逻辑的“所在地”–通过重定向或者代理链接的方式支持旧版本的MBX•是在企业域内的CAS2013- 客户端协议架构CAS2013MBX2013RPC CAIISRPS OWA, EAS, EWS, ECP, OABPOPIMAPTransport UMRpcProxyMDB MailQHTTP ProxyIISPOPIMAPSMTP UMTelephonyIMAP SMTPOWA EAS EACOutlook PowerShell负载均衡HTTP POPIMAPSMTPRedirectSIP +RTPOutlook 链接和第三方MAPI产品RPC/HTTP替代 RPC/TCP•优点–不需要“DAG的远程进程调用（ RPC）客户端访问服务器阵列域名”（RPC CAS array namespace）–邮箱迁移/故障切换（failover）后，Outlook 不必再重启–十分可靠/稳定的链接–（因为RPC 会话只发生在MBX 内部）•变化–RPC的接入点现在是GUID 值1ce50dc3-2b1e-11d3-aef2-0008c7088037@ –支持内网和外网 Outlook Anywhere 访问域名•第三方的MAPI 产品–需要使用 RPC/HTTP的方式连接到 CAS2013–Exchange 2013 是最后一个支持 MAPI/CDO的版本–将来必须迁移到 EWSCAS2013 客户端协议链接流程MBXCASLoad BalancerHTTP ProxyIIS DBProtocol HeadLocal Proxy RequestHTTPHTTPSite BoundaryMBXCASLoad BalancerHTTP ProxyIIS DBProtocol HeadOWA Cross-Site Redirect RequestHTTPMBXDBProtocol HeadHTTPCross-Site Proxy RequestHTTPSite Boundary示例：唯一访问域名地理DNS方案Sue(somewhere in NA)DNS ResolutionDAGVIP #1 VIP #2Sue(travelingin APAC)DNS Resolution via Geo-DNSRound-Robin between # of VIPsDAGVIP #3 VIP #4Round-Robin between # of VIPsCAS2013 客户端协议优点•简化了网络层–不需要在负载均衡层处理“粘性会话”–将请求简单传递给CAS2013，由CAS2013负责“粘性会话”–可以在CAS2013远离MBX2013的情况下仍然保持很好的性能 (because it is a 1:1 proxy)–不再需要RPC客户端访问阵列•部署的灵活性–CAS2013提供了更多的部署灵活性; 例如：CAS集中在特定的少数站点（Site）–可以部署全球唯一访问域名•简化了升级和交互操作–支持多版本MBX服务器（高版本/低版本）–DAGs可以随意升级到2013邮件服务器角色邮件服务器角色•运行/管理所有数据存储，处理和呈现的组件的服务器•所有客户端到MBX2013的链接，都通过CAS2013 •DAG（数据库可用性组）的进化–实现高可用性的一组服务器集合–在DAG内，数据库在不同服务器间备份–服务器可以在不同的站点，以实现“站点容错”（ site resiliency）–DAG 最多有16个邮件服务器–每个服务器最多有50个数据库拷贝MBX1 MBX2 MBX16新的存储进程•存储实际上包括3个进程–复制服务（Replication service）–存储服务进程（Store service process/controller）–存储工作进程（Store worker process）•同步服务负责启动故障切换，以及数据库的装入/卸载操作命令发布（mount/dismount operations）•存储服务进程管理存储工作进程•每一个数据库拥有自己独立的存储工作进程Exchange 磁盘读取需求趋势DB IOPS/MailboxExchange 2003Exchange 2007 Exchange 2010 Exchange 20131 0.8 0.6 0.4 0.2 0+99%reduction!大邮箱!•大邮箱100GB+–聚合邮箱=基本邮箱+归档邮箱+可恢复条目（Aggregate Mailbox = PrimaryMailbox + Archive Mailbox + RecoverableItems）–1-2 年的邮件 (至少)•提高用户的工作效率•消除/降低对PST的依赖•消除/降低对第三方归档解决方案的需求•Outlook 2013允许你控制OST的大小–更多的邮箱配置选择1 Day 150 11 MB 1 Month 3300 242 MB1 Year 39000 2.8 GB2 Years 78000 5.6 GB 4 Years 156000 11.2 GBExchange搜索的新架构•利用“搜索基础”（Search Foundation）–一个Office产品公共的，重点积极研发的搜索平台–消耗更多的内存，但是提升了查询性能–与2010相比明显提高的查询性能–与2010相比明显提高的索引性能•索引的变化•与2010同等的功能集•依赖同样的命令行，比如:–Get-MailboxDatabaseCopyStatus公共文件夹架构公共文件夹是基于邮箱的细节•文件夹层级是存储在PF 邮箱中(一个可写的邮箱) •内容可以被分开存放有不同的邮箱 •层级文件夹指向内容邮箱•和邮箱使用同样的高可用性机制 •没有单独的复制机制 •单一主邮箱模式•不变的管理功能(设置配额，期限, 等) •最终用户体验不变MBX2013 CAS 2013MBX2013 MBX2013Private logonPublic logonContent MailboxHierarchy MailboxPublic Logon传输服务架构客户端访问服务器上的SMTP组件前端传输服务•负责处理所有外部的SMTP流量的出入，以及SMTP客户端的访问节点–不是替代边缘传输服务器•起到第七层（应用层）代理的功能，对协议会话拥有完全访问•不保存邮件队列，完全无状态•对外显示：所有的出站流量都来自CAS2013•监听 TCP25 和 TCP587 (两个接受连接器）进站消息的处理外部服务器CAS MBX 1.新建SMTP连接2.CAS 执行信封过滤3.CAS 决定最佳路由4.开始消息交付1.如果成功，CAS将向外部服务器返回250 OK 应答2.如果失败，CAS将返回 421 错误代码前端传输服务的优点•SMTP前端服务提供了:–协议层的过滤–执行链接，收件人，发件人和协议过滤–网络保护–集中的，负载均衡的入口/出口管理–邮箱定位–通过邮件服务器的最优选择，避免了不必要的路由–SMTP客户端和应用的负载均衡•基于链接数量的扩展–只需要增加服务器数量邮件服务器上的传输组件•传输组建在MBX2013上分成了3个组件–传输服务（Transport Service） - SMTP邮件流的处理（有状态的），邮件内容审查–邮箱传输交付服务（Mailbox Transport Delivery Service）- 从传输服务接收邮件并递交给数据库–邮箱传输提交服务（Mailbox Transport SubmissionService） - 从数据库提取邮件并提交到传输服务•邮箱传输服务是无状态的，没有持续存储机制•邮件服务器上的传输组件执行内容转换（content conversion）邮件服务器上的传输组件的任务•接收所有发给该组织的邮件（通过CAS代理，或者直接接收的) •提交所有该组织发出的邮件(通过CAS代理，或者直接发送的) •处理所有内部消息，比如传输规则，内容过滤，防病毒。