Erste Schritte in Exchange Server Datenbankverfügbarkeitsgruppen

Wenn Sie neu in Exchange sind, sollten Sie sich mit der Verwendung von Datenbankverfügbarkeitsgruppen vertraut machen. Hier ein erster Einstieg.

Exchange 2007 hat mit der Einführung der Cluster Replikation schon einen großen Schritt bei der Verfügbarkeit von Exchange Servern gemacht. Der Verzicht auf einen gemeinsamen Speicher zugunsten einer Replikation hat viele, allerdings nicht alle Probleme eliminiert.

Exchange 2010 und 2013 gehen hier weiter, aber in einem ganz anderen Ansatz. Microsoft konzentrierte sich bei Exchange Server 2010 und 2013 auf Hochverfügbarkeits-Features und beseitigte die fortlaufende lokale Replikation (Local Continuous Replication), die fortlaufende Standby Replikation (Standby Continuous Replikation), einzelnes Copy Clustering (Single Copy Clustering) und die fortlaufende Cluster Replikation (Cluster Continuous Replication). 

All diese Methoden wurden ersetzt durch Database Availability Groups (Datenbankverfügbarkeitsgruppen, DAGs) und Database Mobility. Dieser Tipp stellt die DAGs von Exchange Server 2010 beziehungsweise 2013 und ihre Konfigurationsmethoden vor.

Database Availability Groups: Das Gesamtbild

Sie können DAG ansehen als hybride Replikationsmethode für die fortlaufende Cluster Replikation (Cluster Continuous Replication, CCR) und die fortlaufende Standby Replikation (Standby Continuous Replication, SCR) des Exchange Server 2007. Bei der hybriden Replikation erfolgt diese als Funktion der Änderungen im Laufe der Zeit und nicht als Funktion von Datenänderungen. Snapshots können dadurch in kürzeren Zeitabständen ohne Datenverlust und ohne Notwendigkeit, bei jedem Replikationsdurchlauf eine Prüfung vornehmen zu müssen, erstellt werden.

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Unterschiede zwischen Exchange 2013 Enterprise und Standard Edition.

DAGs ermöglichen es dem Exchange Server, Onsite- und Offsite Datenreplikationsszenarien nahtlos zu verarbeiten. Um DAGs zu verwenden, muss auf den Mailbox-Servern Windows Server 2008 Failover Clustering installiert sein. Sie brauchen auch die Windows Enterprise Edition; allerdings gibt es Failover Clustering dort nur für grundlegende Clustering-Funktionen.

Sie können Windows Server 2008 Failover Clustering vor der Installation von Exchange oder dem Exchange Server 2010 vorinstallieren. Wenn Sie New-DatabaseAvailabilityGroup laufen haben, installiert das cmdlet automatisch Failover-Cluster-Unterstützung.

Auch wenn Failover Clustering installiert ist, steuert der Failover Cluster Manager keine DAG-Funktionen. Nachdem Sie DAG konfiguriert haben, werden Sie keine Ressourcen im Failover Cluster Tool sehen. Alle Funktionen werden von der Exchange-Verwaltungskonsole (EMC) oder der Exchange-Verwaltungsshell gemanagt.

Mit der Komponente Active Manager können Sie DAG steuern. Active Manager erhält Informationen aus dem Exchange Replication Service, der die Extensible Storage Engine (ESE) und alle Datenbank-Instanzen überwacht. 

Aktiv Manager übersieht aber Failover, wenn eine Datenbank im Mount-Zustand ausfällt. Wenn ein Administrator eine manuelle Kopie einer Datenbank von einer aktiven Kopie der Datenbank macht, ist dies bekanntermaßen ein Switchover.

So funktioniert Database Mobility von Exchange Server 2010

Viele Administratoren denken bei Datenbankverfügbarkeitsgruppen an eine alleinstehende Einheit. Dabei sind sie Teil einer größeren Technologiegruppe im Exchange Server 2010, der Datenbase Mobility.

Datenbase Mobility setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

  • Inkrementelle Bereitstellung: Sie können Database Mobility einschließlich DAG nach der Installation und Konfiguration des Exchange Servers einrichten. Wenn Sie zum Beispiel eine Mailbox in Exchange Server 2000 durch Exchange 2007 clustern möchten, müssten Sie eine neue Exchange-Clusterinstanz erstellen und dann alle Postfächer dorthin migrieren. Die Nutzung der inkrementellen Bereitstellung erlaubt Ihnen hingegen, hohe Verfügbarkeiten zu konfigurieren und Database Mobility zu implementieren – wenn Sie die Enterprise-Versionen von Windows 2008 (SP2) oder 2008 R2 haben.
    Exchange 2010 enthält nun keine Instanz eines Clustermodells mehr und Exchange-Database Mobility nutzt Failover Cluster Unterstützung. Daher brauchen Sie kein Failover Admin-Tool mehr, um irgendeinen Teil von Exchange hochverfügbar zu halten.
  • Datenbankverfügbarkeitsgruppen: Mit einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe können Sie bis zu 16 Exchange 2013-Postfach-Server generieren, die eine automatische Wiederherstellung auf Datenbankebene nach einem Datenbank-, Server- oder Netzwerkfehler bieten. Wenn einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe ein Postfach-Server hinzugefügt wird, wird dieser mit den anderen Servern in der Datenbankverfügbarkeitsgruppe eingesetzt, um eine automatische Wiederherstellung auf Datenbankebene nach Datenbank-, Server- oder Netzwerkausfällen zu bieten. Während DAGs Teil von mehreren Active Directory-Sites und Subnetzen sein können, müssen sie Teil der gleichen AD-Domäne sein.
  • Kopien von Postdach-Datenbanken: Datenbankkopien, die auf Postfach-Servern gespeichert sind. Diese Kopien bilden den Verbund aus DAGs.

Die Grundlagen von DAGs und Datenbankkopien

Die wichtigsten Grundprinzipien von Database Mobility und DAGs werden Ihnen auf den ersten Blick recht komplex erscheinen. Nachdem Sie aber mit beiden eine Weile gearbeitet haben, werden Sie sehen, dass sie ziemlich einfach zu handhaben sind.

  • Es gibt bis 16 zu Datenbankkopien pro DAG.
  • Speichergruppen sind nicht Teil des Datenbankkonstrukts. Jede Datenbank verfügt über ihren eigenen Satz von Transaktionsprotokollen.
  • Direct-attached Storage (DAS) ist eine attraktive und kostengünstige Wahl. Wenn DAS richtig eingesetzt wird, verbraucht eine DAG 50% weniger Festplatten-I/O. Abhängig davon, wie sie eingesetzt wird, können Sie einige Datenbankkopien auch auf Standard-JBODs speichern.
  • Jeder Postfach-Server innerhalb einer DAG sollte zwei Netzwerkschnittstellen haben. Die eine Schnittstelle kann für die Replikation und das Standard-MAPI-Netzwerk verwendet werden; die Schnittstelle übernimmt die Replikation. Der DAG-Replikationsverkehr wird immer komprimiert und verschlüsselt.
  • Postfach-Server können auch andere Exchange-Server-Rollen unterstützen.
  • Der Protokollversand in Exchange Server 2010 verwendet TCP-Sockets – jeder Datenbank ist ihr eigener Socket zugeordnet. In Exchange Server 2007 wurde der Protokollversand über Server Message Block (SMB) ausgeführt, wobei eine einzige SMB-Session zwischen den Knoten für alle Datenbanken im Cluster verwendet wurde. Der Wechsel auf TCP-Sockets führt zu einer effizienteren Replikation.

Die Daten werden zwischen primären Datenbanken auf den Servern MBXSRV-1 und MBXSRV-2 repliziert. Im Falle eines Datenbankfehlers werden die passiven Kopien von den Datenbanken DB-01 und DB-02 online auf den Server MBXSRV-02 gebracht.

Konfigurieren einer Datenbankverfügbarkeitsgruppe

Eine grundlegende DAG-Konfiguration wird mit fünf cmdlets für die Exchange-Verwaltungsshell ausgeführt. Ich habe zum Beispiel die folgende Konfiguration verwendet:

  • Ein einzelner Windows 2008 R2 Standard-Server, der sowohl als Client-Zugang als auch als Hub-Transport-Server fungiert.
  • Zwei Windows 2008 R2 Enterprise-Server – von denen jeder als Mailbox Server mit 5 GB-Logs und 5 GB Datenbankspeicher konfiguriert ist.

1. Erstellen Sie eine DAG

Öffnen Sie die Exchange-Management Shell und geben Sie folgenden Befehl ein. Dieser vergibt den Namen für die DAG, den Namen für den File Share Witness Server („Zeugenserver“), seinen Standort auf dem Zeugenserver und die IP-Adresse für die DAG:

New-DatabaseAvailabilityGroup -name TTLon -WitnessServer lab-2010htc-01.justice.lab.com -WitnessDirectory c:\TechTargetLonFSW -DatabaseAvailabilityGroupIpAddresses 172.31.253.146

Hinweis: Dieser Schritt installiert automatisch Failover Cluster, wenn es nicht bereits auf dem Server eingerichtet wurde.

Wenn Sie eine DAG erfolgreich erstellt haben, sehen Sie ein Fenster wie in Abbildung 1.

Abbildung  1: Diese Meldung informiert Sie, dass Sie eine Datenbankverfügbarkeitsgruppe erfolgreich erstellt haben.

2. Fügen Sie zur neuen DAG einen Mailbox-Server hinzu

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um einen Server mit dem Namen LAB-EX2010MB-01 zu TTLon DAG hinzufügen, die wir in Schritt 1 erstellt haben. Nachdem Sie diesen Befehl ausgeführt haben, wiederholen Sie ihn für den zweiten Mailbox-Server, den Sie in Ihre DAG-Konfiguration ebenfalls übernehmen möchten:

Add-DatabaseAvailabilityGroupServer -id TTLon -MailboxServer LAB-EX2010MB-01.justice.lab.com

Wenn Sie die Eingabetaste drücken, sehen Sie den in Abbildung  2 dargestellten Output.

Abbildung  2: Dieses Fenster informiert Sie, dass Sie einen Mailbox-Server erfolgreich zur neuen DAG hinzugefügt haben.

3. Erstellen und Mounten einer Datenbank, um sie mit der DAG auf dem ersten Mailbox-Server zu verwenden

Der folgende Befehl erstellt ein neues Transaktionsprotokoll und eine Datenbank für einen Pfad zum Postfach-Server Ihrer Wahl:

New-MailboxDatabase -Name LAB-EX2010-01-GEN -Server LAB-EX2010MB-01.justice.lab.com -LogFolderPath l:\Exchsrvr -EdbFilePath x:\Exchsrvr\LAB-EX2010-GEN.edb

Drücken Sie die Eingabetaste, um die in Abbildung 3 dargestellte Ausgabe zu sehen.

Abbildung 3: Das Ergebnis der Erstellung eines neuen Transaktionsprotokolls

Jetzt können Sie die Datenbank, die Sie gerade erstellt haben, mit dem folgenden Befehl mounten:

Mount-Database LAB-EX2010-01-GEN

Abbildung 4: Ausgabe nach dem Mounten einer Datenbank

4. Fügen Sie eine Kopie der zuvor erstellten Datenbank hinzu

Der folgende Befehl fügt eine Kopie der Datenbank, die Sie zuvor für den zweiten Mailbox-Server erstellt haben, mit der Aktivierungspräferenz 2 hinzu. Wenn Sie mehr als zwei Mailbox-Server haben und eine dritte Kopie dieser Datenbank hinzufügen möchten, können Sie dem Server die Aktivierungspräferenz 3 geben. Sollte der primäre Server fehlschlagen, können Sie auch die Einstellungen ändern, um den spezifischen Server, der als aktive Server fungieren soll, anzupassen:

Add-Mailbox -id LAB-EX2010-01-GEN -MailboxServer LAB-EX2010MB-02.justice.lab.com -ActivationPreference 2.

Drücken Sie nach der Eingabe des oben genannten Befehls Enter und Sie sehen eine Ausgabe ähnlich der in Abbildung 5.

Abbildung 5: Die Ausgabe nach dem Hinzufügen einer Kopie Ihrer Datenbank

Über den Autor:
Andy Grogan ist Microsoft Exchange MVP. Er arbeitet seit 18 Jahren in der IT-Industrie. Seine Spezialgebiete sind Exchange Server, Active Directory, SQL Server, Storage-Lösungen, Technologie-Strategie und technische Führung in großen Unternehmen.

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