Настройка производительности Exchange Server 2003

Знакомство с работой оснастки Performance

Хотя полное описание работы Performance выходит за рамки этой лекции, в данном разделе приводятся некоторые базовые понятия и кратко описывается работа Performance. Поскольку основная часть работы по настройке производительности относится к операционной системе Windows, мы будем в основном говорить о мониторинге Windows Server 2003.

Понятия мониторинга производительности

Для начала кратко опишем некоторые базовые понятия и термины. В данном материале сразу встретятся термины "мониторинг производительности" и "оснастка Performance". Мониторинг производительности - это деятельность по сбору результатов измерений и данных отдельных счетчиков, которые показывают, как сервер выполняет свои операции. Оснастка Performance - это утилита-оснастка в консоли ММС, которая используется для сбора этих данных.

В некоторых предыдущих версиях Windows оснастка Performance называлась System Monitor (это название считается более понятным).

Старое название по-прежнему встречается в некоторой документации, однако в этой лекции мы будем использовать нынешнее официальное название оснастки - Performance.

Мониторинг производительности показывает, как операционная система Windows и инсталлированные приложения используют ресурсы этой системы. Мониторинг выполняется для четырех основных подсистем: дисков, памяти, процессора и сетевых компонентов. Ниже в этой лекции мы рассмотрим каждый из этих компонентов и выделим некоторые важные счетчики и выполняемые для них измерения. В связи с мониторингом производительности нам нужно рассмотреть четыре понятия: пропускная способность, очередь, узкое место (критический элемент) и время отклика (реакции).

Производительность

Производительность - это количество работы, выполняемой в заданную единицу времени. Чаще всего понятие "производительность" трактуется как объем данных, который можно передать из одной точки в другую в заданный период времени. Однако это понятие применимо и к перемещению данных внутри компьютера. Производительность может возрастать и убывать. При ее возрастании нагрузка, отражающая количество данных, которое пытается передать система, может увеличиться настолько, что система не сможет передавать большее количество данных. Такое состояние называется пиковым уровнем.При падении нагрузки, что соответствует необходимости передачи меньшего количества данных, производительность также падает.

При передаче данных из одной точки в другую производительность зависит от каждого компонента на пути передачи данных. Самый медленный компонент всего маршрута данных определяет производительность (пропускную способность) для всего пути. Если в этой точке данные передаются слишком медленно (понятие "слишком" зависит от конкретной ситуации) и очередь начинает возрастать, то эта точка называется узким местом (мы обсудим это понятие чуть позже). Часто узким местом является наиболее используемый ресурс, и эффект "узкого места" часто возникает как результат излишней нагрузки на этот ресурс.

Обычно мы не считаем интенсивно используемый ресурс узким местом, если очередь к этому ресурсу не увеличивается. Например, если маршрутизатор интенсивно используется, но при этом очередь имеет небольшую или нулевую длину, то он не считается узким местом. С другой стороны, если на этом маршрутизаторе создается большая очередь (понятие "большая" зависит от конкретной ситуации), то его можно считать узким местом.

Очередь

Очередь - это место, где находится запрос на обслуживание, пока он не поступит на обработку. Например, если требуется записать файл на диск, то запрос на запись файла сначала поступает в очередь для этого диска. Затем драйвер диска читает информацию из этой очереди и записывает ее на диск.

Очереди могут увеличиваться при различных обстоятельствах. Если запросы на обслуживание поступают с интенсивностью, превышающей пропускную способность данного ресурса, или для выполнения определенных запросов требуется много времени, это приводит к возрастанию очереди. Если очередь удлиняется, то это снижает эффективность работы. Windows Server 2003 сообщает о росте очередей на дисках и процессорах, рабочих очередей сервера и вызовов блоков сообщений сервера (блоков SMB).

Время отклика

Время отклика (реакции) - это количество времени, которое требуется для выполнения элемента работы от начала до конца. Вообще говоря, время отклика увеличивается по мере увеличения нагрузки на ресурс. Его можно измерить, разделив длину очереди для заданного ресурса на производительность этого ресурса. Используя новое средство - журнал трассировки в Windows, можно отслеживать элементы работы от начала до конца, чтобы определять их время отклика.

Узкое место

Как мы уже отмечали выше, узкое место характеризуется излишним использованием какого-либо ресурса. Оно проявляет себя в виде длительного времени отклика, но на самом деле это результат излишнего использования ресурса. Поиск узких мест является главной целью в настройке производительности, поскольку их устранение позволяет системе работать более эффективно. Кроме того, если вы способны предсказать, когда возникнет эффект узкого места, то сможете разрешить проблему прежде, чем она повлияет на работу пользователей. Возникновение узких мест определяется такими факторами, как число запросов к ресурсу, частота поступления этих запросов и длительность обслуживания каждого запроса.

Сбор данных с помощью оснастки Performance

Прежде чем начать настройку сервера Exchange, необходимо собрать данные, отражающие его текущую работу. Сбор данных основывается на трех различных элементах: объектах, счетчиках и экземплярах. Объект - это любой ресурс, приложение или служба, для которых осуществляется мониторинг и измерение. Вы будете выбирать различные объекты, для которых требуется сбор данных.

У каждого объекта имеется несколько счетчиков, которые измеряют различные аспекты этого объекта. Например, количество пакетов, которое отправляет или получает сетевая плата в заданный промежуток времени, или время, которое затрачивает процессор на обработку потоков

привилегированного режима. Счетчики присутствуют там, где происходит реальный сбор и измерение данных.

И, наконец, счетчик может иметь несколько экземпляров. Экземпляры счетчиков используются для мониторинга нескольких процессоров на сервере или нескольких сетевых плат. Например, если сервер имеет два процессора, можно измерять количество времени, которое требуется каждому процессору на обработку занятых потоков, или измерять работу двух процессоров в целом, получая средние значения. Использование нескольких экземпляров позволяет увеличить детализацию в измерении производительности. Важно отметить, что не для всех типов объектов используется несколько экземпляров счетчиков.

Каждому счетчику присваивается тип, который определяет, каким образом происходит расчет, усреднение и отображение на экране данных этого счетчика. В общем случае счетчики классифицируются по их обобщенному типу (см. табл. 9.1). Оснастка Performance поддерживает более 30 типов счетчиков. Однако многие из них не реализованы в Windows Server 2003 и поэтому не приводятся в таблице.

Просмотр собранных данных

Впервые открыв оснастку Performance, вы увидите пустое окно, которое называется панелью диаграмм (chart view). В нем выбранные счетчики отображаются в виде графика в реальном масштабе времени (см. рис. 29.1). Чтобы увидеть данные в виде диаграммы, нужно добавить счетчики. Нажмите кнопку Add (Добавить) в панели инструментов, чтобы открыть диалоговое окно Add Counters (Добавить счетчики) (см. рис. 29.2).

По умолчанию компьютер, для которого выполняется мониторинг, -это компьютер, на котором запущена оснастка Performance, но можно

выполнять мониторинг и других компьютеров. Вы можете одновременно выбрать несколько различных счетчиков на различных компьютерах, например, для мониторинга работы какого-либо распределенного приложения. Вы можете выполнять мониторинг одного и того же счетчика на нескольких компьютерах для сравнения. Например, на рис. 29.3 выбран мониторинг одного счетчика на четырех серверах - Indianapolis, Minneapolis, Tucson и Folsom - при инсталляции Microsoft Office 2003 на сервере Folsom с исходных файлов на сервере Indianapolis. Два графика показывают более высокие уровни активности процессоров на серверах Indianapolis и Folsom.

Как видно из рисунка, можно просматривать числовые значения для выбранного счетчика, выделив этот счетчик в списке внизу экрана и читая значения непосредственно под соответствующим графиком: последнее (last), среднее (average), минимальное (minimum) и максимальное (maximum) значения для каждого выбранного счетчика. В данном случае уровень активности процессора на сервере Folsom составил в среднем чуть больше 14% за период в 1 мин 40 с.

Оценка четырех основных подсистем в Windows

Ранее мы уже отмечали, что имеется четыре подсистемы, для которых всегда должен выполняться мониторинг: память, процессор, диск и сеть. В этой лекции мы кратко рассмотрим каждый элемент и дадим рекомендации по настройке этих частей Windows для оптимизации их работы с Exchange Server 2003.

Ко всем четырем подсистемам относится одно общее замечание: текущие данные будут не слишком полезны, пока вы не получите базовый уровень, с которым можно сравнивать результаты измерений. Поэтому необходимо составить расписания регулярного мониторинга всех серверов и затем регулярно обрабатывать эти данные, чтобы зафиксировать базовые уровни, соответствующие работе серверов в периоды отсутствия нагрузки, нормальной нагрузки и пиковой нагрузки. Например, если один сервер обрабатывает в среднем 53 страницы в минуту, этот показатель ничего не значит, если не известен период времени, который представлен этим средним значением, и чему он соответствует - необычному поведению или ожидаемому результату. Единственный способ использования этой сравнительной информации - регулярный мониторинг данного сервера.

Анализ использования памяти

Используйте счетчики, приведенные в табл. 9.2, чтобы установить базовый уровень для памяти системы. При мониторинге этих счетчиков вы увидите случайные скачки, которые можете исключить из базового уровня, поскольку эти кратковременные изменения не отражают общий уровень работы серверов. Однако не игнорируйте эти скачки, если их частота возрастает. Это увеличение говорит о слишком большой нагрузке на данный ресурс.

Кэш DSAccess автоматически выделяет для себя 4 Мб (заданные в реестре), чтобы держать результаты поиска LDAP с сервера глобального каталога. За его размером можно следить с помощью счетчика MSExchangeDSAccess Caches\Total Memory Size.

Чтобы увидеть распределение памяти по процессам, используйте утилиту Memsnap, являющуюся частью средств поддержки, находящихся на компакт-диске Windows Server 2003. Memsnap записывает показатели использования памяти в журнальный файл для последующего просмотра. Это только "снимок" использования памяти, а не запись того, как используется память каждым процессом. На рис. 29.4 показан этот файл журнала.

Анализ использования процессора

Используйте счетчики, которые приводятся в табл. 9.3, чтобы определить базовый уровень использования процессора. Процессор всегда обрабатывает какой-либо поток. Чаще всего система направляет процессору незанятый поток, пока он ожидает поступления активного потока. Счетчик Processor\% Processor Time не учитывает незанятый поток при расчете этого значения.

Наиболее распространенными причинами возникновения узких мест для процессора являются недостаточная память и излишнее количество прерываний от компонентов ввода-вывода диска или сети. В периоды низкой активности единственным источником прерываний процессора могут быть импульсы таймера процессора. Импульсы таймера наращивают таймер процессора. Эти прерывания происходят через интервалы от 10 до 15 мс, или от 70 до 100 раз в секунду. Чтобы измерить количество прерываний, используйте счетчик Processor(_Total)\Interrupts/Sec (Процессор (Всего)\Прерываний/сек). Обычный диапазон для сервера Windows составляет порядка тысяч прерываний в секунду, и может изменяться от процессора к процессору. Инсталляция нового приложения может привести к резкому увеличению этого значения.

Если вы хотите снизить время отклика (повысить производительность) процессора, то запланируйте выполнение приложений с интенсивным использованием процессора на время, когда обычно наблюдается низкая загруженность системы. Для этого воспользуйтесь средством Scheduled Tasks

(Назначенные задания) в панели управления. Вы можете также выполнить модернизацию для установки более быстрого процессора с кэшем большего размера типа L2. Эта модернизация обязательно увеличит производительность системы; можно также использовать несколько процессоров вместо одного, чтобы сбалансировать процессорную нагрузку.

Анализ использования диска

В состав Windows Server 2003 включены счетчики, которые следят за работой физического диска и логических томов. В объекте PhysicalDisk находятся счетчики, которые определяют нагрузку на физический диск, а в объекте LogicalDisk -счетчики, которые определяют статистику для логических дисков и томов для устройств хранения. По умолчанию операционная система Windows активизирует только счетчики производительности PhysicalDisk. Чтобы активизировать счетчики объекта LogicalDisk, перейдите в командную строку и введите diskperf -yv.Эти счетчики будут активизированы после перезагрузки сервера.

В табл. 9.4 приводится список счетчиков для оценки производительности дисков. Для объектов LogicalDisk и PhysicalDisk используются одни и те же счетчики. Мы использовали в таблице объект PhysicalDisk.

Диагностирование диска как узкого места - это сложный процесс, который требует времени и опыта. Мы дадим здесь несколько полезных советов, однако для более подробного рассмотрения данной темы обратитесь к материалу, приведенному ранее в лекции.

Для диагностирования диска как узкого места системы необходимо обнаружить длительную интенсивность операций на диске, существенно превышающую базовый уровень, или возрастание интенсивности операций на диске, резко отличающееся от базовой статистики. Кроме того, вы должны увидеть устойчивые очереди запросов к диску, которые постоянно возрастают или существенно превышают базовую статистику, в сочетании с низким уровнем страничного обмена (менее 20 страниц в секунду). Если эти факторы проявляются в другом сочетании, то, скорее всего, диск не является узким местом. Например, если система не имеет RAM, достаточную для ее нагрузки, то вы увидите, что страничный обмен происходит гораздо чаще, что приводит к нежелательной активности диска. Если вы следите только за объектом PhysicalDisk, то вам может показаться, что эта активность говорит о том, что диск является узким местом. Поэтому нужно также следить за счетчиками памяти, чтобы определить истинный источник проблемы этого типа.

Если вы определили, что диск работает слишком медленно, выполните один или несколько следующих шагов.

Анализ использования сети

В состав Windows Server 2003 включены две утилиты для мониторинга производительности сети: оснастка Performance и Network Monitor. Программу Network Monitor мы здесь рассматривать не будем. Для получения подробных сведений по этой программе обратитесь к системной документации и соответствующим книгам серии Resource Kit.

Вы должны следить за такими ресурсами, как диск, память и процессор, в сочетании с сетевыми объектами, чтобы иметь общее представление о результатах, полученных для сетевых объектов. Кроме того, вы можете выбирать уровень модели взаимодействия открытых систем (OSI), для которого выполняется мониторинг. В табл. 9.5 приводится список счетчиков и соответствующий им уровень OSI

Объект Network Interface инсталлируется при установке TCP/IP, объект Network Segment - при установке Network Monitor. Для мониторинга протокола TCP/IP используйте объекты TCP/IP, UDP и ICMP. (Вам больше не требуется инсталлировать SNMP, чтобы получать счетчики IP, как это приходилось делать в Windows NT.) Используйте объект NBT Connection для отслеживания пакетов между компьютерами на уровне сеанса. Вы можете применять этот объект для мониторинга маршрутизируемых серверов, которые используют разрешение имен NETBIOS.

К объектам на уровне приложений относятся Browser, Redirector, Server и Server Work Queue на компьютерах, работающих под управлением Windows Server 2003. Эти объекты помогут понять, как работают файловые службы и службы печати, использующие протокол Server Message Block (SMB).

Использование оснастки Performance для настройки Exchange Server 2003

Для подробного рассмотрения всех счетчиков Exchange Server и использования комбинаций этих счетчиков для получения отчета определенного типа потребовалась бы отдельная книга. Вместо этого мы рассмотрим здесь наиболее важные счетчики и дадим несколько рекомендаций по их использованию. Мы рассмотрим счетчики для индексирования содержимого (Content Indexing), SMTP и Outlook Web Access (OWA). Если у вас возникнут вопросы по протоколам SMTP, обратитесь к гл. 20, в которой приводится подробное описание этого протокола.

Счетчики System Monitor для SMTP

Сервер SMTP получает сообщения, классифицирует их, помещает в очереди, созданные для указанного места назначения, а затем доставляет их в указанное место. Сообщения могут поступать из порта 25, от агента передачи сообщений (МТА) или через локальное хранилище. В табл. 9.6 приводится список наиболее важных счетчиков для службы SMTP. Основным объектом здесь является объект SMTP Server.Некоторые счетчики включены в другие объекты, что отмечено в колонке "Счетчик".

Счетчики System Monitor для индексирования содержимого

Индексирование содержимого (Content Indexing, CI) в Exchange Server 2003 состоит из двух этапов. Первый, начальный, обход может занимать часы и даже дни, и его требуется выполнить только один раз. Пока не будет выполнен этот этап, индекс нельзя использовать для поиска. Второй обход используется для наращивания индекса; он выполняется много раз после начального этапа, чтобы поддерживать индекс на уровне текущих изменений. Этот добавочный обход обычно занимает менее часа.

В табл. 9.7 приводится список наиболее важных счетчиков и условия, при которых эти счетчики играют важную роль. Больше всего нас интересует объект Microsoft Gatherer Projects.В табл. 9.8 показаны счетчики для объекта Microsoft Search Indexer Catalogs, которые дают важную информацию об индексах.

И, наконец, в табл. 9.9 показаны два счетчика, которые наиболее часто используются для получения информации о количестве и размерах очередей к индексам. Эти счетчики предназначены для объекта Microsoft Search Catalogs.

Outlook Web Access

Outlook Web Access позволяет пользователям осуществлять доступ к своим почтовым ящикам через интернет с помощью браузера, такого как Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator. Из-за отличий в браузерах уровня IE4 (Internet Explorer 4 и Netscape Navigator) и IE 5.x счетчики в объекте MSExchange Web Mail присутствуют в трех формах: non-IE5 (не IE5), IE5 and later (IE5 и выше) и Total (Всего), который является суммой первых двух. В табл. 9.10 показаны счетчики для мониторинга Web Mail.

Заключение

Мониторинг сети необходим для выявления проблем до того, как они станут слишком серьезными. В данной лекции рассказывалось о счетчиках, необходимых для оценки параметров четырех главных подсистем системы Windows: дисков, памяти, сети и процессора. Также были рассмотрены наиболее важные счетчики для SMTP, индексирования содержимого и OWA. Необходимо отметить, что регулярный мониторинг серверов Exchange поможет определить момент появления ошибки и выдает предупреждение, после чего вы сможете предотвратить проблему еще до того, как она возникнет. Используйте информацию в этой лекции для разработки стратегии регулярного мониторинга системы.