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詳析郵件服務(wù)器郵件存儲(chǔ)和日志 |
| 發(fā)布時(shí)間: 2012/9/9 16:47:45 |
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本文以數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理為基礎(chǔ)，分析了EXCHANGE SERVER的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并說(shuō)明了各部分的作用。 一、IS服務(wù)和ESE的層次關(guān)系 IS服務(wù)是EXCHANGE服務(wù)器中重要的服務(wù)之一，它控制著對(duì)郵箱和PF的存儲(chǔ)操作請(qǐng)求，EXCHANGE服務(wù)器的存儲(chǔ)實(shí)際上是由ESE的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎來(lái)管理的。這個(gè)ESE引擎是微軟專門為保存非關(guān)系型數(shù)據(jù)而開發(fā)的，目前在微軟的很多產(chǎn)品中都有廣泛的應(yīng)用，如：AD數(shù)據(jù)庫(kù)、DHCP、WINS、SRS等等。 EXCHANGE的數(shù)據(jù)庫(kù)是由EDB文件、STM文件和LOG文件組成。在這些文件里，微軟使用了“B+樹”的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。ESE的引擎的任務(wù)之一，就是當(dāng)IS服務(wù)請(qǐng)求訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，把這些請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的讀寫訪問(wèn)。B+樹的特點(diǎn)是能夠?qū)Υ鎯?chǔ)在硬盤上的數(shù)據(jù)提供快速訪問(wèn)能力。微軟利用“B+樹”作為ESE的后臺(tái)結(jié)構(gòu)的主要原因，就是盡可能的提高訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)I/O性能。當(dāng)然，這些結(jié)構(gòu)對(duì)于EXCHANGE STORE來(lái)說(shuō)是透明的。 另外，作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，ESE有責(zé)任提供事務(wù)級(jí)別的操作的支持，并維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和一致性。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)而言，我們提到事務(wù)時(shí)，一般用ACID來(lái)描述事務(wù)的特點(diǎn)。 A--Atomic(原子的)：事務(wù)必須是全或全無(wú)的操作，要么全部成功更新，要么全部不被更新 C--Consistent(一致的)：一個(gè)成功提交的事務(wù)必須使數(shù)據(jù)庫(kù)處于一個(gè)一致的狀態(tài)。 I--Isolated(孤立的)：所有未提交的更改都必須能夠和其他事務(wù)孤立。 D--Durable(持久的)：當(dāng)事務(wù)一旦提交，所做的更改必須存儲(chǔ)到穩(wěn)定的介質(zhì)上，防止系統(tǒng)失敗導(dǎo)致的數(shù)據(jù)庫(kù)不一致。(此點(diǎn)非常重要!!) 二、EXCHANGE 2000/2003存儲(chǔ)系統(tǒng)的新特點(diǎn) 在EX5.5中，ESE的版本為ESE97，而在EX2000/2003里，ESE版本已經(jīng)升級(jí)ESE98了。ESE引起在以下方面得到了改進(jìn)： * I/O性能進(jìn)一步提高和優(yōu)化 * 對(duì)日志文件增加了計(jì)算校驗(yàn)操作 * 提高了ESEUTIL等工具的維護(hù)速度 而IS也在以下方面有了更新： * 在每個(gè)SERVER上提供多個(gè)SG支持 * 數(shù)據(jù)庫(kù)STM文件格式的引入，提高了INTERNET郵件的性能 * WSS的引入，用戶可以使用多種協(xié)議訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù) 三、EDB和STM的關(guān)系 常有人問(wèn)，EDB文件是數(shù)據(jù)庫(kù)，那STM文件是做什么用的?可以刪除嗎? 在EX5.5里，只有EDB文件，因?yàn)樵贓X5.5發(fā)布時(shí)，微軟主推的是內(nèi)部 郵件系統(tǒng)，因此其主要協(xié)議為MAPI，這是微軟的私有郵件西醫(yī)，EDB文件是專門為此協(xié)議優(yōu)化過(guò)的。因此在EX5.5中，為了支持INTERNET郵件，必須在每次處理INTERNET郵件時(shí)，做一個(gè)格式轉(zhuǎn)換。這顯然帶來(lái)了性能的損失。 在EX2000里，微軟加大了對(duì)INTERNET郵件的支持，這就是STM文件的來(lái)源。MAPI格式是RPC和二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)的，而STM是純文本加上一些MIME編碼格式，這樣的區(qū)別使得它們不可能存儲(chǔ)在同一數(shù)據(jù)庫(kù)里。因此EX2000中，微軟開始使用EDB和STM兩個(gè)文件來(lái)分別保存兩種格式的郵件。并且在兩個(gè)文件之間建立了引用和關(guān)聯(lián)。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，它的郵箱實(shí)際上是跨越了EDB和STM文件共同組成的。另外，需要注意的是，EDB文件中還保留著用戶的郵箱結(jié)構(gòu)。所以EDB文件更加重要。那么EDB和STM是怎么協(xié)同工作的呢?我們以幾個(gè)情景來(lái)分析之。 情景一：用戶使用Outlook(MAPI)發(fā)送接收郵件 在該情景下，用戶將郵件通過(guò)MAPI協(xié)議提交給數(shù)據(jù)庫(kù)，直接被保存EDB文件中。當(dāng)用戶通過(guò)MAPI訪問(wèn)郵箱里的郵件時(shí)，如果被訪問(wèn)的郵件在EDB里，直接返回，如果在STM里(如外來(lái)郵件)，則執(zhí)行轉(zhuǎn)換，將STM轉(zhuǎn)換為EDB文件格式，再返回用戶。 情景二：用戶使用標(biāo)準(zhǔn)SMTP/POP3/IMAP4等協(xié)議訪問(wèn) 用戶使用非MAPI協(xié)議提交的郵件，內(nèi)容保存在STM文件里，但是由于EDB里有郵箱結(jié)構(gòu)，STM沒(méi)有，因此系統(tǒng)會(huì)把郵件的重要信息提取出來(lái)，放在EDB里。當(dāng)用戶用MAPI提取郵件時(shí)，過(guò)程同上，當(dāng)用戶通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議訪問(wèn)時(shí)，同樣需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為STM文件格式返回。 這些轉(zhuǎn)換是在后臺(tái)發(fā)生的。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是透明的。通過(guò)上面的描述，你會(huì)看到，這兩個(gè)文件是緊密聯(lián)系的缺一不可。所以，在任何時(shí)間我們都不要單獨(dú)操作這兩個(gè)文件，它們是一個(gè)整體。同時(shí)也要注意的是，無(wú)論用戶使用何方式訪問(wèn)郵箱，都需要向EDB文件請(qǐng)求郵箱結(jié)構(gòu)信息，這是需要注意的。 四、LOG文件的重大作用 在論壇里經(jīng)常會(huì)看到有人說(shuō)我的硬盤怎么很快就沒(méi)了，一看原來(lái)是日志文件搞的鬼，于是就有人刪除日志文件，甚至使用循環(huán)日志來(lái)強(qiáng)制減少日志，甚至有人提出這樣的疑問(wèn)，日志到底有什么用?是不是多余的?那我們來(lái)看看日志的重大作用。 對(duì)于一個(gè)SG來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一系列的日志，這些日志的擴(kuò)展名為L(zhǎng)OG，前綴一般是E00、E01……除了這些連續(xù)的日志文件外，還有一些特殊的日志文件(res1.log,res2.log,e0x.chk)))，它們又有什么用呢?我們的管理員通常不喜歡備份這一操作，因此對(duì)這些日志是痛恨不已啊。那么微軟在EXCHANGE數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中引入日志的作用難道真的是多此一舉嗎?我們從以下幾個(gè)方面來(lái)考察一下日志的作用： 1、作為一個(gè)企業(yè)級(jí)的郵件系統(tǒng)，必須要保證數(shù)據(jù)安全和完整。必須能夠面對(duì)隨時(shí)可能發(fā)生的意外災(zāi)難，把數(shù)據(jù)損失降低到最小。 2、必須提供高性能的郵件處理能力，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的郵件的事務(wù)操作在完成后必須馬上(或是說(shuō)立即)被記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上(見前面的事務(wù)持久性說(shuō)明) 3、災(zāi)難發(fā)生后，使用數(shù)據(jù)庫(kù)備份恢復(fù)必須要返回到災(zāi)難發(fā)生前一刻的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)(這是至關(guān)重要的!!) 現(xiàn)在我們來(lái)更進(jìn)一步的看一下，當(dāng)用戶要修改郵箱中的內(nèi)容時(shí)，被修改的內(nèi)容首先被提取出來(lái)放到內(nèi)存中，實(shí)際的修改是發(fā)生在內(nèi)存里的，這是眾所周知的，當(dāng)修改完成后，這些內(nèi)容必須被盡快寫回存儲(chǔ)介質(zhì)，這樣才表示一個(gè)事務(wù)成功完成了。 從事務(wù)的描述中我們可以看到，事務(wù)是具有原子特性的，為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)的一致和完整，事務(wù)必須全部成功或全部失敗，如果事務(wù)失敗，則必須回滾到事務(wù)開始的狀態(tài)。而當(dāng)郵件在內(nèi)存中修改完成后，此時(shí)事務(wù)并沒(méi)有完成(為什么呢?)因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)崩潰，這些修改就丟失了。所以要確保事務(wù)修改完成，必須盡快將修改寫回到數(shù)據(jù)庫(kù)里去(也就是硬盤上)。這也是事務(wù)的持久性要求。注意，我們這里說(shuō)的第一時(shí)間或是盡快，是一個(gè)什么樣的概念。如果我們直接修改EDB文件，由于EDB文件比較大，那么在硬盤上修改一個(gè)大文件，就 需要花費(fèi)大量的時(shí)間在等待和尋找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊上(見操作系統(tǒng)原理)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)高負(fù)載的繁忙狀態(tài)時(shí)，這將是一個(gè)非常大的瓶頸。也就無(wú)法做到“盡快”了。那怎么辦呢?所以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)使用了日志，而日志通常很小(EXCHANGE的日志只有5MB)，向這些文件寫入修改結(jié)果是很快速的，因此當(dāng)內(nèi)存的修改完成后，這些結(jié)果就會(huì)立即寫入日志中，以保證了事務(wù)的持久性。當(dāng)成功寫入日志后，該事務(wù)就成功完成了(現(xiàn)在在硬盤上了，不會(huì)因?yàn)楫?dāng)機(jī)丟失了)接下來(lái)，ESE引擎會(huì)在后臺(tái)慢慢將這些日志里的修改記錄寫回真正的數(shù)據(jù)庫(kù)里去(這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是那么重要了)，這就是日志的第一個(gè)作用：確保事務(wù)在第一時(shí)間(盡可能快的)保存到非易失存儲(chǔ)器上(提供了事務(wù)持久性支持)。 根據(jù)上面的藐視，我們看到運(yùn)行中的EXCHANGE數(shù)據(jù)庫(kù)，是由三個(gè)部分組成的： * 內(nèi)存中已經(jīng)完成處理還沒(méi)有寫會(huì)到日志里的內(nèi)容(Dirt page) * 還沒(méi)有寫到數(shù)據(jù)庫(kù)文件里的日志內(nèi)容 * EDB和STM數(shù)據(jù)庫(kù)文件 對(duì)于第一個(gè)部分，一旦掉電就回丟失的，是最不安全的。而對(duì)于第二部分的內(nèi)容，系統(tǒng)通過(guò)檢查點(diǎn)文件(CHK)來(lái)標(biāo)記哪些日志已經(jīng)被寫入數(shù)據(jù)庫(kù)了，而哪些還沒(méi)有。CHK文件類似一個(gè)指針。我們可以用“ESEUTIL /MK”來(lái)檢查CHK文件里的內(nèi)容，在該命令的輸出中的checkpoint:<0x8,26d1,29>這樣的東西就是檢查點(diǎn)位置，它表示E0x00008的日志的頁(yè)面序號(hào)已經(jīng)被成功寫入數(shù)據(jù)庫(kù)了。大家可以自己看看。。：) 前面提到過(guò)，EXCHANGE系統(tǒng)在出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，應(yīng)能恢復(fù)到災(zāi)難發(fā)生前的時(shí)刻的狀態(tài)。這是非常重要的。但即使是最勤快的管理員，也只能在指定的預(yù)定時(shí)間內(nèi)做系統(tǒng)備份，而不可能時(shí)時(shí)刻刻的都在備份。那么在備份完成后到災(zāi)難發(fā)生之前的這段數(shù)據(jù)該如何保護(hù)呢?是不是就任由它丟失呢?顯然是不可能的。那答案是什么呢?就是日志文件。前面我們知道，任何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更改都先寫入日志里，再由日志寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣我們只要找到日志文件，就可以重新進(jìn)行模擬的操作來(lái)完成備份后的數(shù)據(jù)庫(kù)文件的更改了，我們舉個(gè)例子來(lái)看看： 假設(shè)我們?cè)诹璩?點(diǎn)完成了一次FULLBACKUP，備份完成后，系統(tǒng)正常運(yùn)行，到下午4點(diǎn)的時(shí)候，系統(tǒng)突然崩潰。管理員用凌晨3點(diǎn)的數(shù)據(jù)恢復(fù)了數(shù)據(jù)庫(kù)，那么從凌晨3點(diǎn)到下午4點(diǎn)這段時(shí)間的數(shù)據(jù)變更，就只能依賴于日志了。當(dāng)完成數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的跟蹤到關(guān)聯(lián)的日志文件，如果發(fā)現(xiàn)有比當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)還新的日志存在，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的按照日志的順序?qū)⒏膶懟氐綌?shù)據(jù)庫(kù)中去。因此這樣一來(lái)，從凌晨3點(diǎn)到下午4點(diǎn)的數(shù)據(jù)變更就被完整的恢復(fù)了。這就是日志的第二個(gè)作用：保證系統(tǒng)備份和恢復(fù)的完整性。當(dāng)然前提是沒(méi)有使用循環(huán)日志!!(看到了吧，使用循環(huán)日志的危害是相當(dāng)大的，比起你的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，多做幾次備份不是沒(méi)有意義的吧? 說(shuō)到這里，有人可能要問(wèn)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)和日志同時(shí)損壞，如何辦?答案是：盡量避免這樣的情況發(fā)生。首先數(shù)據(jù)庫(kù)損壞的幾率要大于日志，另外，微軟建議將數(shù)據(jù)庫(kù)和日志分別存儲(chǔ)在不同的磁盤上，要是這樣還會(huì)同時(shí)壞，那就沒(méi)有辦法了，呵呵。。對(duì)于管理員對(duì)日志文件的抱怨，合理的解決方法是定期做備份。 本文出自：億恩科技【www.ibaoshan.net】 服務(wù)器租用/服務(wù)器托管中國(guó)五強(qiáng)！虛擬主機(jī)域名注冊(cè)頂級(jí)提供商！15年品質(zhì)保障！--億恩科技[ENKJ.COM] |
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