仅需13万就能撑起2万员工的邮件系统？

前言：本文讲述了实际操作用IaaS做集群来搭建邮件系统的过程，并结合真实的测试数据，展示了从单台服务器，到三台，到七台服务器集群演进中性能的变化。并得出一年十三万块钱的基础设施资金投入，也能搭建起满足2万员工使用的邮件系统。

电子邮件已经成为企业的关键业务应用之一，不管是大、中、小型企业，甚至SOHO工作室，电子邮件应用都是不可或缺的。随着云计算服务的成熟，SMB（Small and Medium-sized Business，中小型企业）和SOHO（Small Office，Home Office）可以选用公有云类似云邮件的SaaS服务，好处是无需购置硬件，但缺点也很明显：数据和QoS（Quality of Service，服务质量）受制于云服务提供商的水平。

云计算时代如何搭建邮箱系统

对于中、大型企业而言，出于法规遵从和数据所有权考虑，自建邮件系统仍具有很大的现实意义，也是企业用户首要考虑的手段之一，原因有二：一方面当规模较大时，云邮件服务的QoS难以保证；一方面，企业都觉得敏感数据还是自己掌握较好。

难道说，中大型企业就必须采购硬件、自己部署邮件系统，且专人维护了吗？那倒未必。也许可以考虑使用公有云服务商提供的IaaS云服务来自行构建邮件系统，技术上完全可以实现，且兼具公有云的按需付费、伸缩自如与满足企业数据所有权需求的特点。

下面我们就以京东云（JCloud.com）为例，构建一套满足2万员工使用的邮件服务器集群。

搭建邮件服务器集群总共需要这三步

第一步，构建邮件服务器私有镜像

作为企业的关键业务应用，首先考虑的就是业务连续性，可以简单理解为可靠性与可用性，即在某台服务器出现故障无法提供服务时，仍有其他备用服务器持续提供服务，做法是由多台邮件服务器组成一个集群，共同对外提供服务，这样既可以实现负载均衡，还可满足高可用高可靠需求。

搭建一套邮件系统有多种选择，Apache或者Microsoft Exchange都是久经验证的解决方案之一。相对于前者，Microsoft Exchange Server的安装、维护和管理更加简单便捷，所以本次我们以Exchange Server作为邮件服务器集群方案。

作为一个服务器集群，每台服务器应该尽量安装相同的操作系统和版本，那么上一篇文章介绍的如何快速构建一个服务器集群经验（ps.加超链）就有用武之地了。按照上篇文章的方法，首先创建一台云主机，并命名为“Exchange Client”（考虑到Client的负载并不高，我们使用2核4GB内存配置，企业用户可根据实际情况进行选择），这台服务器主要用于构建Exchange Server集群并管理Exchange邮件系统。

图一：所选服务器配置

图一，创建Exchange Client服务器，作为一个需要长期稳定运行的服务器集群，在京东云上可以选择“包年包月”购买。如上图所示，选择购买“一年”的话，这台云主机仅需1980元，不到2000块钱的成本。同时，出于高可用需求，Exchange Client可以采用“一主一备”进行部署，这时可只创建一台，构建镜像之后再创建第二台。本文中则是演示环境，只使用了一台Exchange Client服务器。

当Exchange Client创建好之后，可以在“C盘”下新建一个文件夹，将安装Exchange Server软件所需要的插件/文件都复制到这里面来。然后按照《报告老板：仅7步10分钟，集群创建完毕》的方法，创建用于Exchange邮件服务器集群的私有镜像。

第二步，创建Active Directory域控制器

熟悉Windows环境的童鞋应该都比较了解Active Directory域控制器的作用，这儿就不再赘述，在创建云主机时，就可以选用之前创建的私有镜像作为云主机的操作系统了。

出于高可用需求，在这里可以创建三台与上一步Exchange Client服务器相同配置的云主机。其中两台作为Active Directory域控制器（一主一备模式），另外一台则作为备用的Exchange Client服务器，同样是出于高可用需求。

Active Directory云主机创建完毕之后，构建一个域（这一点可根据企业用户实际情况进行域创建或者添加）,然后将Exchange Client服务器加入域，并安装Exchange Client。

第三步，创建并安装Exchange服务器

在Active Directory服务器和Exchange Client服务器安装完毕之后，就可以创建Exchange服务器了。同样的方法，可以一次性创建7台Exchange服务器，用时不足5分钟。

图二：7台云主机的配置

图二中，选择私有镜像，硬件配置为4核8GB内存，并在每台云主机上挂载3块1500GB的硬盘，选择“包年”，单台云主机价格17460元，购买7台云主机，一年成本为122220元，加上之前的两台Active Directory和Exchange Client服务器，总价约13万元/年。

创建完毕之后，就可以在云主机上安装Exchange Server软件了。因为之前在制作私有镜像的时候，已经将准备工作做好，现在只需要在每台云主机上安装Exchange Server。安装完毕之后，通过Exchange Client登录Exchange后台，将7台新安装Exchange的服务器添加在同一个数据库可用性组内，然后进行相关的管理操作。

图三：Exchange管理中心

图三，将7台Exchange服务器添加到同一个数据库可用性组（DAG01）内，图右可见有7台成员服务器，见证服务器则使用了一台Exchange Client服务器。

就这样简单三步，拥有7台Exchange Server邮件服务器的集群就构建完毕了。

整个集群拥有31.5TB容量，如果每员工分配1GB邮箱容量的话，大约可以支持3万名员工的日常使用，当然考虑到其他因素的开销，支撑2万名员工的日常使用肯定是没有问题的。真的没有问题吗？我们用测试结果说话。

用性能测试说话：找出能满足2万人使用的邮箱系统

环境部署好了，但是性能怎么样？能满足2万员工同时使用吗？

微软公司在推出Exchange服务器产品的同时，也推出有一个名为ESRP（Exchange Solution Reviewed Program，简称ESRP）的解决方案来验证Exchange服务器/集群的性能，并评估是否能够支撑企业环境所需要的性能及容量。这个测试方案完全基于现有的Exchange服务器环境，直接部署可用。并且，在评估完之后，直接将测试用的数据库删除之后，就可以用于企业实际环境，可以说完全是基于真实环境进行测试，能较客观地反映整个系统的性能水准。

单台Exchange服务器性能评估

尽管在之前有做过关于京东云主机及存储的基本性能测试（双11围观云计算：I/O高低决胜算），但对于特定应用而言，这些基本性能测试只能作为应用方案构建的参考，不能直接反应应用的性能水平，所以首先使用ESRP来评估单台Exchange服务器的性能表现。

图四：单节点主机主要性能参数

图四，使用ESRP方案对单台Exchange服务器进行压力测试，主要考虑存储部分的性能（IOPS和响应时间），绿色“Pass”表示测试通过，IOPS和响应时间都在可接受范围之类，Exchange服务器能够正常运行；此次测试使用的性能模式，即评估在Exchange应用环境下的存储性能表现，上图表示在Exchange环境下获得1524 IOPS，按照ESRP的建议，每用户占用0.1~0.12 IOPS左右，这意味着单台Exchange服务器就可以支持大约1.5万用户，但在实际中不太可能，性能足够，还需要满足存储容量需求，同时还要考虑高可用等需求。

图五：单节点主机的一些参数

图五，在同一个ESRP测试中的其他测试结果，包括读写性能、响应时间等具体测试结果。

按照原定规划，7台Exchange服务器支持2万员工邮箱，即平均每台Exchange服务器支持3000用户邮箱，从上面的评估结果来看，存储子系统性能是完全能够满足的，即使有一台服务器出现故障，故障服务器的压力全部由这台服务器来承担，也就是6000用户的并发访问压力也是能够承受的。

三节点最小集群性能评估

Exchange邮件服务器集群是一个分布式集群，在使用ESRP进行性能评估的时候，可根据企业用户实际需求进行选择，比如数据库副本数量。在本次评估中，我们借鉴互联网的做法，数据库使用三副本，所以其理论最小节点为3个节点。

在单节点Exchange服务器时，使用的是ESRP性能模式进行评估。在三节点环境下，同样也可以使用性能模式来评估集群性能，同时也可以根据实际需要自己定制参数进行测试。比如，在本次测试中，就可以直接可以评估这三节点环境是否可以支持9000员工并发邮件操作所需要的性能和容量。比如每邮箱用户0.12 IOPS，同时配备1GB容量，这大约需要1000 IOPS和9TB存储空间。

图六：3节点集群的性能参数

图六，在3节点Exchange服务器集群下使用ESRP方案进行测试，每个Exchange服务器的性能表现。按照事先的测试需求，每台Exchange服务器支持3000员工的邮箱应用，需要360 IOPS和最少3TB容量。从上述测试结果来看，3节点组成的Exchange集群完成能够满足性能需求。每台Exchange服务器实际上获得2000以上的IOPS，大大超出了既定目标需要的360 IOPS。

图七：京东云后台的状态检测

图七，京东云后台也可以监控到每台Exchange服务器的性能表现。上图是在进行ESRP测试过程中，京东云后台监控到的某一台Exchange服务器的实时画面截图，Exchange服务器的配置为4核8GB内存，可看到CPU占用并不高，但内存使用率较高，在80%左右；磁盘读写性能表现平稳，网络进出流量方面，发送流量平稳，接收流量由于集群机制，略有起伏

图七：京东云后台的状态检测

上图中看到，京东云上某一节点上某一块硬盘（非系统盘）的读写性能监控。可以看到不管是带宽还是IOPS，其读写性能都较平稳。

7节点Exchange集群支撑起2万邮箱用户

从前面两个小项的测试可以发现，不管是单节点的Exchange服务器，还是最小3节点的Exchange服务器集群，在京东云上都表现良好，那么如果增大Exchange服务器节点数量呢？其性能又会有怎样的表现？

同样在测试前进行配置，每邮箱用户占用0.12 IOPS，以及1GB存储空间，Exchange01~Exchange06节点分配3000邮箱用户，Exchange07节点分配2000邮箱用户，总共20000邮箱用户，共32TB存储，均使用3副本配置。其ESRP结果如下：

图八：7节点集群满足2万邮箱用户需求

图八中，7节点Exchange邮件服务器集群下每个节点在ESRP测试方案下的性能表现。都是绿色“Pass”结果，即7节点Exchange邮件服务器集群能够支撑2万邮箱用户的并发访问；由于三副本机制，且性能完全富余，即使集群中某一节点故障，无法提供服务的情况下，剩余节点完全有能力继续提供服务，存储性能完全能够满足更高的负载。

图九：京东云后台检测到的云主机状态

图九，在京东云控制台，可以看到用于ESRP测试8台云主机（Exchange01~07邮件服务器集群，和一台Client服务器，此外的Active Directory服务器未显示在这一页面）。Exchange服务器的CPU利用率都在20%以下，内存占用在85%左右。

图十：京东云监控后台：带宽与IOPS变化

图十，在测试中，通过京东云后台监控界面查看某一块硬盘的性能表现，不管是带宽还是IOPS，表现都较为平稳。

小结

从测试结果来看，随着云计算技术的不断成熟，已经可以承载某些特定的企业级关键任务负载，例如邮件服务器集群应用。利用云服务的按需付费、伸缩自如、资源整合以及自动化等特点，企业用户可以大幅缩短采购、部署周期。

在本次测试中，前期的环境构建完全基于真实的环境构建流程，仅1天时间就能完全7节点Exchange服务器集群的构建，随着集群中节点数量的增加，时间可能略有延长，但差距并不明显，能够大幅提供企业IT管理员的运维效率。

同时，在弹性伸缩上，不管是难度还是时间花费上，效率都远远高于物理私有环境。

图十一：Exchange邮件系统的ESRP评估案例

图十一，展示企事录收集的采用其他方案构建Exchange邮件系统的ESRP评估案例，并整理形成上图，从表现上来看，基于京东云构建的Exchange邮件系统完全不逊于其他传统方案（如Server+SAN方案），而且总体成本大幅降低，且有更好的扩展性。

扩展的灵活性大幅增加，且性能线性增长。其中一主一备两台AD服务器，加上两台Exchange Client服务器一年的成本仅为8000元人民币。而7台Exchange邮件服务器加上每节点4.5TB存储，一年的费用为12万元左右。

如此算下来，一套完整的Exchange邮件系统每年的购置成本仅需要13万人民币（操作系统和Exchange Server软件授权费用不在其内）。

企业上云是一个不可阻挡的趋势，但是在今天，关键业务还是先放在自己的数据中心里比较好，但是对于像邮件系统这样需要规模、带宽等诸多要求的应用则是企业上云的第一步。花费不多，效果不错，邮件系统上云是传统企业业务触摸云最佳的选择，摸摸云的门道，为关键业务积累经验，未来业务向共有云迁移时就会更加顺畅。