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Exchange User Group Berlin 1
Exchange Server 2019
MetaCache Database und BigFunnel
Exchange User Group Berlin 2
Thomas Stensitzki
Enterprise Consultant
Granikos GmbH & Co. KG
MVP | MCT | MCSM
@stensitzki
thomas.stensitzki@granikos.eu
Exchange User Group Berlin 3
Exchange Server 2019 MetaCache Database und BigFunnel
BigFunnel
Exchange User Group Berlin 4
Ziele von BigFunnel
Vereinfachte Systemimplementierung
• 2 HA Lösungen
Reduzierung der Betriebskosten
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• Mehrfache Indizierung
Leistungssteigerung
• Schwierige Integration von SSDs
Zukunftssichere Plattform
• Integration neuer Funktionen, basierend
auf Suchindex und Daten
Exchange User Group Berlin 5
Vorteile von BigFunnel
Exchange User Group Berlin 6
Vorteile von BigFunnel
Smart Captions (Exchange Online und Exchange 2019)
Exchange User Group Berlin 7
Vorteile von BigFunnel
Exchange User Group Berlin 8
BigFunnel
System Overview
Managed Store
ESE
File System
Bitlocker
Mailbox
Mailbox
Managed Store
ESE
File System
Bitlocker
Mailbox
Mailbox
Managed Store
ESE
File System
BitLocker
Mailbox
Mailbox
Protokolle
(SMTP, OWA,
Outlook, REST, usw.)
uPOI
Content Transform
Word Break
Create uPOI
Abfrage
Ergebnisse
BigFunnel Event
Based Assistant
BigFunnel Time
Based Assistant
uPOI = Universal Per-Object-Index-Object
cPOI = Compressed POI
Exchange User Group Berlin 9
BigFunnel
 Index Statistik pro Postfach
Get-MailboxStatistics –Identity <mailbox id> | FL *BigFunnel*
 Wiederholung von fehlgeschlagenen Elementen starten
Start-MailboxAssistant -Identity <mailbox id> -AssistantName
BigFunnelRetryFeederTimeBasedAssistant
 Vorhandene Suche-Cmdlets funktionieren weiter
Test-ExchangeSearch
Get-FailedContentIndexDocuments
 Bekannte HA Cmdlets
Get-MailboxDatabaseCopyStatus
Update-MailboxDatabaseCopy
Für den Administrator
Exchange User Group Berlin 10
Exchange Server 2019 MetaCache Database und BigFunnel
Teil 2 – MetaCache Database
Exchange User Group Berlin 11
MetaCache Database
Warum gibt es die MCDB?
SSD-basiertes
Backend für
BigFunnel
Umstellung auf
All-Flash zu
kostenintensiv
Ergebnis: Hybrid
Systeme mit
4% - 6% SSD-Speicher
Weitere Effekte:
Reduzierte HDD I/O,
Schnellere
Anmeldungen, …
Exchange User Group Berlin 12
MetaCache Database
Vorteile
50% Schnellere Suche (BigFunnel)
50% Schnellere Postfachanmeldung
2x – 3x schnellerer Postfachzugriff
20% mehr aktive Nutzer je Server
Exchange User Group Berlin 13
MetaCache Database
Auswirkungen auf Exchange Online
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
30000000
Peak Hour HDD I/O für POP, IMAP & OWA
39%
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
Peak Hour Call Latency (ms) für POP, IMAP & OWA
MCDB aktiviert
2.7x
MCDB deaktiviert
Exchange User Group Berlin 14
MetaCache Database
 Teilkopie der primären Datenbank (HDD)
– “Vertical Slice”
 Nutzen: Beschleunigung für latenzkritischen Code
 Nutzen: Verlagerung allgemeiner Operationen von HDD
 Für die Suche
 Nachrichten-Metadaten (Titel, Kopfinfo, Datum, usw.)
 Metadaten von Posting-Listen
 Objekt-Indices
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 Postfach-Tabelle
 Tabelle benannter Eigenschaften
Übersicht
Column 1
(SSD & HDD)
Column 2
(HDD)
Column 3
(HDD)
Message Table
Column 1
(SSD & HDD)
Column 2
(SSD & HDD)
Column 3
(SSD & HDD)
Mailbox Table
Column 1
(SSD & HDD)
Column 2
(SSD & HDD)
Column 3
(SSD & HDD)
Named Property Table
Exchange User Group Berlin 15
MetaCacheDatabase
1. Voraussetzung
 Reseed-aktivierte DAG (PA), symmetrische SSD Anzahl & Große für jeden Server
2. MCDB für eine DAG aktivieren
Manage-MCDB -DagName TestDag1 -ConfigureMCDBPrerequisite -SSDSizeInBytes 5242880000 -
SSDCountPerServer 2
3. MCDB für einen DAG Mitgliedsserver DAG aktivieren
Manage-MCDB -DagName TestDag1 -ServerAllowMCDB:$true -ServerName DEBEREX01
4. MCDB SSDs und Mount Points konfigurieren
Manage-MCDB -DagName TestDag1 -ConfigureMCDBOnServer -ServerName DEBEREX01 -SSDSizeInBytes
5242880000
5. MCDB Health-Status prüfen
Get-MailboxDatabaseCopyStatus
Einrichtung
https://go.granikos.eu/EX19MCDB
Exchange User Group Berlin 16
MetaCache Database
MCDB Health Status
Status Beschreibung
Disabled MCDB ist abgeschaltet
StorageOffline Basis-Infrastruktur fehlt oder es kann nicht darauf zugegriffen werden, z.B.
fehlen Mount-Points oder Dateipfade
Dieser Status tritt nach einem SSD-Fehler ein
Offline Fehler auf logischer Ebene, z.B. fehlende MCDB Instanzen
Initializing Vorübergehender Status, während das System bestimmt, welcher
Betriebsstatus vorliegt
Healthy Betriebsbereit
Exchange User Group Berlin 17
MetaCache Database
 Layout
 1 MCDB Instanz für jede Datenbank-Instanz
 Beispiel Server: 12 HDDs, 4 SSDs, 4 DBs pro HDD
 3 HDDs pro SSD * 4 DBs pro HDD = 12 MCDBs pro SSD
 Wachstums- & Kapazitätsgrenzen
 Daten werden automatisch auf SSD repliziert MCDB
 Quota = (SSD Größe * 0.95) / DB Anzahl pro SSD
 Beispiel: 960GB * 0.95 / 12 = 76GB pro MCDB Instanz
 Erreichen der Grenzwerte führt zu Cache-Freigabe
 Größte Tabellen zuerst, basierend auf DocId („älteste‘
Nachrichten zuerst)
 Cache- Freigabe schützt vor “Noisy Neighbors” und
Resets
 MCDB Reset = Löschung des gesamten SSD Inhalts und neue
Replizierung
 Ausgelöst durch DB-Einbindung und Kopie ohne MCDB
Instanz mit „healthy“-Status
Betrieb
Server
12x HDD
4x SSD
HDD
1.edb
…
4.edb
SSD
1.mcdb.edb
…
12.mcdb.edb
HDD HDD
SSD
HDD HDD
SSD
HDD HDD
Exchange User Group Berlin 18
MetaCache Database
1. Datenbank versucht Fail-Over zu anderen Kopie
 Falls ein Fail-Over nicht möglich ist, erfolgt eine Einbindung auf
einem Server mit ausgefallener SSD (keine Beschleunigung, Reset)
2. MCDB Health-Status ändert sich zu „Storage
Offline“
3. „Non-Urgent Alert“ für ausgefallener SSD wird
ausgelöst
4. Admin Aktion: Austausch der defekten SSD
 Im Falle einer M.2 SSDs muss eventuell der Server außer Betrieb
genommen werden
5. Admin Aktion: Neuerstellung der Mount Points per
PowerShell
Manage-MCDB -DagName DEDAG -ConfigureMCDBOnServer -ServerName DEBEREX01 -
SSDSizeInBytes 5242880000
6. MCDB Reseed/Erstellung erfolgt automatisch
SSD Ausfall
Exchange User Group Berlin 19
MetaCache Database
 Entwickelt für Database Availability Groups (DAGs)
 Preferred Architecture
 5% - 6% SSD zu HDD Kapazitätsverhältnis
 Bevorzugter Einsatz von M.2 SSDs, um keine HDD-Slots zu
belegen
 Sicherstellung eines symmetrischen SSD Layouts
 Gleiche Kapazität und Anzahl je Server
 1 SSD zu 3 HDD Laufwerksverhältnis
 Reduzierung der SSD Fehlerdomäne
 SSD Lebenszeit: „Mixed”-Use SSDs
 >= 1 drive writes per day (DWPD)
 z.B. 960GB SSD @ 1DWPD ermöglicht bis zu 960GB
Schreibzugriffe/Tag über die gesamte Garantielaufzeit
Empfehlungen
Exchange User Group Berlin 20
Fragen
Thomas Stensitzki
Enterprise Consultant
Granikos GmbH & Co. KG
MVP | MCT | MCSM
@stensitzki
http://www.stensitzki.de
Exchange User Group Berlin 21
Ressourcen
 MetaCacheDatabase (MCDB)-Setup
 Database Availability Groups
 Exchange Server 2019 Preferred Architecture

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Exchange Server 2019 MetaCache Database und BigFunnel

  • 1. Exchange User Group Berlin 1 Exchange Server 2019 MetaCache Database und BigFunnel
  • 2. Exchange User Group Berlin 2 Thomas Stensitzki Enterprise Consultant Granikos GmbH & Co. KG MVP | MCT | MCSM @stensitzki thomas.stensitzki@granikos.eu
  • 3. Exchange User Group Berlin 3 Exchange Server 2019 MetaCache Database und BigFunnel BigFunnel
  • 4. Exchange User Group Berlin 4 Ziele von BigFunnel Vereinfachte Systemimplementierung • 2 HA Lösungen Reduzierung der Betriebskosten • Speicherbedarf der Datenbanken • Mehrfache Indizierung Leistungssteigerung • Schwierige Integration von SSDs Zukunftssichere Plattform • Integration neuer Funktionen, basierend auf Suchindex und Daten
  • 5. Exchange User Group Berlin 5 Vorteile von BigFunnel
  • 6. Exchange User Group Berlin 6 Vorteile von BigFunnel Smart Captions (Exchange Online und Exchange 2019)
  • 7. Exchange User Group Berlin 7 Vorteile von BigFunnel
  • 8. Exchange User Group Berlin 8 BigFunnel System Overview Managed Store ESE File System Bitlocker Mailbox Mailbox Managed Store ESE File System Bitlocker Mailbox Mailbox Managed Store ESE File System BitLocker Mailbox Mailbox Protokolle (SMTP, OWA, Outlook, REST, usw.) uPOI Content Transform Word Break Create uPOI Abfrage Ergebnisse BigFunnel Event Based Assistant BigFunnel Time Based Assistant uPOI = Universal Per-Object-Index-Object cPOI = Compressed POI
  • 9. Exchange User Group Berlin 9 BigFunnel  Index Statistik pro Postfach Get-MailboxStatistics –Identity <mailbox id> | FL *BigFunnel*  Wiederholung von fehlgeschlagenen Elementen starten Start-MailboxAssistant -Identity <mailbox id> -AssistantName BigFunnelRetryFeederTimeBasedAssistant  Vorhandene Suche-Cmdlets funktionieren weiter Test-ExchangeSearch Get-FailedContentIndexDocuments  Bekannte HA Cmdlets Get-MailboxDatabaseCopyStatus Update-MailboxDatabaseCopy Für den Administrator
  • 10. Exchange User Group Berlin 10 Exchange Server 2019 MetaCache Database und BigFunnel Teil 2 – MetaCache Database
  • 11. Exchange User Group Berlin 11 MetaCache Database Warum gibt es die MCDB? SSD-basiertes Backend für BigFunnel Umstellung auf All-Flash zu kostenintensiv Ergebnis: Hybrid Systeme mit 4% - 6% SSD-Speicher Weitere Effekte: Reduzierte HDD I/O, Schnellere Anmeldungen, …
  • 12. Exchange User Group Berlin 12 MetaCache Database Vorteile 50% Schnellere Suche (BigFunnel) 50% Schnellere Postfachanmeldung 2x – 3x schnellerer Postfachzugriff 20% mehr aktive Nutzer je Server
  • 13. Exchange User Group Berlin 13 MetaCache Database Auswirkungen auf Exchange Online 0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000 30000000 Peak Hour HDD I/O für POP, IMAP & OWA 39% 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 Peak Hour Call Latency (ms) für POP, IMAP & OWA MCDB aktiviert 2.7x MCDB deaktiviert
  • 14. Exchange User Group Berlin 14 MetaCache Database  Teilkopie der primären Datenbank (HDD) – “Vertical Slice”  Nutzen: Beschleunigung für latenzkritischen Code  Nutzen: Verlagerung allgemeiner Operationen von HDD  Für die Suche  Nachrichten-Metadaten (Titel, Kopfinfo, Datum, usw.)  Metadaten von Posting-Listen  Objekt-Indices  Für Anmeldungen  Postfach-Tabelle  Tabelle benannter Eigenschaften Übersicht Column 1 (SSD & HDD) Column 2 (HDD) Column 3 (HDD) Message Table Column 1 (SSD & HDD) Column 2 (SSD & HDD) Column 3 (SSD & HDD) Mailbox Table Column 1 (SSD & HDD) Column 2 (SSD & HDD) Column 3 (SSD & HDD) Named Property Table
  • 15. Exchange User Group Berlin 15 MetaCacheDatabase 1. Voraussetzung  Reseed-aktivierte DAG (PA), symmetrische SSD Anzahl & Große für jeden Server 2. MCDB für eine DAG aktivieren Manage-MCDB -DagName TestDag1 -ConfigureMCDBPrerequisite -SSDSizeInBytes 5242880000 - SSDCountPerServer 2 3. MCDB für einen DAG Mitgliedsserver DAG aktivieren Manage-MCDB -DagName TestDag1 -ServerAllowMCDB:$true -ServerName DEBEREX01 4. MCDB SSDs und Mount Points konfigurieren Manage-MCDB -DagName TestDag1 -ConfigureMCDBOnServer -ServerName DEBEREX01 -SSDSizeInBytes 5242880000 5. MCDB Health-Status prüfen Get-MailboxDatabaseCopyStatus Einrichtung https://go.granikos.eu/EX19MCDB
  • 16. Exchange User Group Berlin 16 MetaCache Database MCDB Health Status Status Beschreibung Disabled MCDB ist abgeschaltet StorageOffline Basis-Infrastruktur fehlt oder es kann nicht darauf zugegriffen werden, z.B. fehlen Mount-Points oder Dateipfade Dieser Status tritt nach einem SSD-Fehler ein Offline Fehler auf logischer Ebene, z.B. fehlende MCDB Instanzen Initializing Vorübergehender Status, während das System bestimmt, welcher Betriebsstatus vorliegt Healthy Betriebsbereit
  • 17. Exchange User Group Berlin 17 MetaCache Database  Layout  1 MCDB Instanz für jede Datenbank-Instanz  Beispiel Server: 12 HDDs, 4 SSDs, 4 DBs pro HDD  3 HDDs pro SSD * 4 DBs pro HDD = 12 MCDBs pro SSD  Wachstums- & Kapazitätsgrenzen  Daten werden automatisch auf SSD repliziert MCDB  Quota = (SSD Größe * 0.95) / DB Anzahl pro SSD  Beispiel: 960GB * 0.95 / 12 = 76GB pro MCDB Instanz  Erreichen der Grenzwerte führt zu Cache-Freigabe  Größte Tabellen zuerst, basierend auf DocId („älteste‘ Nachrichten zuerst)  Cache- Freigabe schützt vor “Noisy Neighbors” und Resets  MCDB Reset = Löschung des gesamten SSD Inhalts und neue Replizierung  Ausgelöst durch DB-Einbindung und Kopie ohne MCDB Instanz mit „healthy“-Status Betrieb Server 12x HDD 4x SSD HDD 1.edb … 4.edb SSD 1.mcdb.edb … 12.mcdb.edb HDD HDD SSD HDD HDD SSD HDD HDD
  • 18. Exchange User Group Berlin 18 MetaCache Database 1. Datenbank versucht Fail-Over zu anderen Kopie  Falls ein Fail-Over nicht möglich ist, erfolgt eine Einbindung auf einem Server mit ausgefallener SSD (keine Beschleunigung, Reset) 2. MCDB Health-Status ändert sich zu „Storage Offline“ 3. „Non-Urgent Alert“ für ausgefallener SSD wird ausgelöst 4. Admin Aktion: Austausch der defekten SSD  Im Falle einer M.2 SSDs muss eventuell der Server außer Betrieb genommen werden 5. Admin Aktion: Neuerstellung der Mount Points per PowerShell Manage-MCDB -DagName DEDAG -ConfigureMCDBOnServer -ServerName DEBEREX01 - SSDSizeInBytes 5242880000 6. MCDB Reseed/Erstellung erfolgt automatisch SSD Ausfall
  • 19. Exchange User Group Berlin 19 MetaCache Database  Entwickelt für Database Availability Groups (DAGs)  Preferred Architecture  5% - 6% SSD zu HDD Kapazitätsverhältnis  Bevorzugter Einsatz von M.2 SSDs, um keine HDD-Slots zu belegen  Sicherstellung eines symmetrischen SSD Layouts  Gleiche Kapazität und Anzahl je Server  1 SSD zu 3 HDD Laufwerksverhältnis  Reduzierung der SSD Fehlerdomäne  SSD Lebenszeit: „Mixed”-Use SSDs  >= 1 drive writes per day (DWPD)  z.B. 960GB SSD @ 1DWPD ermöglicht bis zu 960GB Schreibzugriffe/Tag über die gesamte Garantielaufzeit Empfehlungen
  • 20. Exchange User Group Berlin 20 Fragen Thomas Stensitzki Enterprise Consultant Granikos GmbH & Co. KG MVP | MCT | MCSM @stensitzki http://www.stensitzki.de
  • 21. Exchange User Group Berlin 21 Ressourcen  MetaCacheDatabase (MCDB)-Setup  Database Availability Groups  Exchange Server 2019 Preferred Architecture

Hinweis der Redaktion

  1. uPOI = Universal Per-Object-Index-Object cPOI = Compressed POI
  2. https://go.granikos.eu/EX19MCDB PA = Preferred Architecture
  3. https://techcommunity.microsoft.com/t5/Storage-at-Microsoft/Understanding-SSD-endurance-drive-writes-per-day-DWPD-terabytes/ba-p/426024