April 2007 Exchange Server 2007 Design Considerations Product Group - Enterprise   Dell White Paper By Ananda Sankaran Sumankumar Singh April 2007 Page 2 Dell Product Group - Enterprise Contents Introduction.................................................................................................................. 3 Server Roles in Exchange 2007......................................................................... 4 Mailbox Server Role....................................................................................................... 5 Hub Transport Server Role ............................................................................................. 5 Client Access Server Role .............................................................................................. 6 Edge Transport Server Role............................................................................................ 6 Unified Messaging Server Role...................................................................................... 7 Deployment Considerations for Server Roles ............................................ 8 High Availability and Scalability ................................................................................... 8 Server Role Consolidation .............................................................................................. 8 Core Architectural improvements in Exchange 2007 ......................... 10 64-bit Application Support ........................................................................................... 10 Storage Group Improvements....................................................................................... 11 Exchange 2003 Comparison ......................................................................................... 12 Mailbox Access for Exchange 2007 .............................................................. 14 Microsoft Outlook......................................................................................................... 14 Outlook Web Access .................................................................................................... 16 Mobile Devices Using Exchange ActiveSync .............................................................. 16 Outlook Voice Access Using Unified Messaging ........................................................ 16 Antivirus and Anti-Spam.............................................................................................. 18 Archiving and Compliance ........................................................................................... 18 Backup and Recovery ................................................................................................... 19 Conclusion .................................................................................................................. 21 April 2007 Page 3 Dell Product Group - Enterprise Introduction Messaging  systems  are  integral  and  crucial  for  today’s  business  operations.  Over  the  years,  messaging systems have evolved from providing basic functionality such as e‐mail to providing  rich collaboration features. The messaging requirements and needs of today’s information worker  have also changed significantly from basic desktop e‐mail access to collaboration from anywhere  with  any  device.  In  such  an  evolving  environment,  IT  administrators  face  an  increasingly  complex task of administering and maintaining messaging systems. Business requirements such  as  security,  regulatory  compliance,  and  availability  further  add  to  complexity. Businesses  also  face the enormous challenge of implementing a suitable messaging system that meets their Total  Cost of Ownership (TCO) and Return on Investment (ROI) targets. Microsoft® Exchange Server  2007  incorporates  features  that  enable businesses  to  effectively meet  those  challenges, without  fundamentally altering the traditional methods for end users to access e‐mail.  This whitepaper  highlights  some  of  these  features  and  architectural  benefits,  in  the  areas  of  server  roles,  core  Exchange architecture, mailbox data access, and secure Exchange.  April 2007 Page 4 Dell Product Group - Enterprise Server Roles in Exchange 2007 Exchange Server 2007 provides or distributes  its  features and  functionality  through  five newly  defined  server  roles:  Mailbox,  Hub  Transport,  Client  Access,  Edge  Transport  and  Unified  Messaging.  A  server  role  provides  a  defined  set  of  Exchange  2007  functionality  and  can  be  deployed standalone on a hardware server system or, with certain restrictions, be combined with  other roles. Figure 1 illustrates the different Exchange Server 2007 roles in an example Exchange  Server 2007 infrastructure.      Figure 1: Microsoft Exchange Server 2007 Infrastructure   Storage Systems Fibre Channel Switches Mailbox Servers Edge Transport Servers Internal Outlook Clients Client Access Servers Active Directory and Global Catalog Servers Hub Transport Servers External Clients Unified Messaging Servers Exchange 2007 Server Roles Internal Telephones/Fax External Telephony Perimeter Network PSTN PBX/VOIP Internet April 2007 Page 5 Dell Product Group - Enterprise Mailbox Server Role The Mailbox server role provides the functionality for hosting user mailboxes, public folders, and  calendar data, and  for  storing offline address books. Enhanced  integration of  the mailbox  role  with Active Directory enables Exchange Server 2007 to provide a better experience with usability  and deployment operations. The Mailbox role communicates directly with all other server roles  and internal Outlook clients, as shown in Figure 1.    Dell’s  best  practice  recommendations  for  sizing  the Mailbox  server  role  are  given  in  Table  1.  These  recommendations are based on Exchange Server 2007 performance characterization  tests  conducted at Dell labs. The user profiles given in the table are defined as follows:  • Medium user: 10 send and 40 receive e‐mail operations per 8 hour work day  • Heavy user: 20 send and 80 receive e‐mail operations per 8 hour work day    Server  Dell PowerEdge 1950  Dell PowerEdge 2950  Dell PowerEdge  6850 or 6950  RAM (1GB DIMMs)  4GB  8GB  16GB  No. of Medium users  750  1500  3600  No. of Heavy users  500  1000  2400  RAM (2GB DIMMs)  8GB*  16GB  32GB  No. of Medium users  1500  3600  7700  No. of Heavy users  1000  2400  5100  Processors  2 x Dual Core  2 x Dual Core  4 x Dual Core  * Dell™ PowerEdge™ 1950 can also be configured for 8GB system memory using 1GB DIMMs    Table 1: Best practice user recommendations for Mailbox role on Dell server hardware    The recommended server models can scale to more number of users than mentioned in Table 1,  by  configuring  more  system  memory  using  4GB  DIMMs.  The  above  recommendations  are  guidelines  for choosing an appropriate Dell™ PowerEdge™  server  for  the Mailbox  server  role  alone. Recommendations  for Dell™ PowerVault™ or Dell  | EMC  storage on which  the  actual  mailbox  database  files  reside  vary  based  on  factors  such  as  mailbox  size,  mailbox  profile,  price/performance requirements, high availability features and disk drive type choices. The Dell  Exchange 2007 Advisor tool hosted at www.dell.com/exchange uses these factors to help in sizing  Exchange Server 2007 deployments.  Hub Transport Server Role The Hub Transport server role is responsible for handling all internal mail flow across Exchange  roles and appropriate delivery of user messages. This  role  is mandatory  for an Exchange 2007  deployment and provides  functionality such as  journaling, server side  rules, and an additional  layer  of  anti‐virus/anti‐spam  security. All  incoming  external  SMTP  e‐mail  is  forwarded  to  the  Hub Transport by  the Edge  server  role. The Hub Transport  can also be  configured  to directly  receive external e‐mail  in deployments where an Edge server  is not used.  In such deployments  April 2007 Page 6 Dell Product Group - Enterprise the anti‐virus and anti‐spam functions can be enabled on the Hub Transport server. All transport,  journaling, and user policy information is stored in Active Directory, which facilitates scaling and  simplified  management  of  the  Hub  Transport  role.  All  messages  in  the  Exchange  2007  Organization are  routed  to and processed by  the Hub Transport server before delivery  to user  mailbox.  This  enables  enforcing  messaging  compliance  regulations  and  policies  at  the  Hub  Transport server role using server side rules and journaling.    Dell™ PowerEdge™ 2950 or Dell™ PowerEdge™ 1950  is a suitable server platform for hosting  the Hub Transport role. The hardware platform should be appropriately sized  for  the required  Hub Transport functions. Specifically ample system resources including processors and memory  should  be  allocated  if  Edge  functions  such  as  ant‐virus/anti‐spam  and  rule‐based  policies  are  configured on the Hub Transport role.    Client Access Server Role The Client Access server  role hosts services and  functions  required  for supporting a variety of  mail  clients.  It  hosts  functionality  for  supporting  Outlook(r) Web  Access  (OWA),  Exchange  ActiveSync  client  access, POP3/IMAP4  client access and Outlook Anywhere  (RPC over HTTP)  access. OWA provides access to the mailbox hosted on the Mailbox server through a web browser  and Outlook Anywhere enables Outlook clients to connect to the mailbox without being dialed  into the internal corporate network. Exchange ActiveSync provides functionality for supporting  mobile devices as clients. ActiveSync enables synchronization between supported mobile devices  and  the user mailbox hosted on Mailbox server. Mail software clients  that use POP3/IMAP4 as  protocols for connecting to the e‐mail servers can connect to the Client Access server configured  with  POP3/IMAP4  support  and  access  user  mailbox  data.  Client  Access  role  also  hosts  the  autodiscover  service  and  Exchange  web  services.  The  autodiscover  service  enables  Outlook  clients  to  automatically  discover  and  connect  to  their  Exchange  environment  by  providing  configuration information. Exchange web services provide features and support for custom client  applications to access mailbox data.    The Dell PowerEdge 2950 or Dell PowerEdge 1950  is a suitable server platform  for hosting  the  Client Access  role. For  larger deployments more  than one  server may be  required  to host  the  Client Access role. The hardware platform should be appropriately sized for the required Client  Access role functions described and the user load.  Edge Transport Server Role The  Edge  Transport  server  role  sits  in  the  perimeter  network  and  provides  functionality  for  routing  external  SMTP mail  flow  to  and  from  the  Internet. Additionally,  the  Edge  Transport  server  role  provides  anti‐virus/anti‐spam  protection,  filtering  capabilities,  and  rule‐based  protection. The Edge Transport  role  is not  a member of  the Active Directory domain  and  sits  outside the Active Directory framework. The Edge server uses the Active Directory Application  Mode  and  EdgeSync  to  obtain  the  required  Active  Directory  information  for  performing  its  functions. The Edge Transport role is optional and the Hub Transport can be configured directly  April 2007 Page 7 Dell Product Group - Enterprise to handle external Internet e‐mail. However in such scenarios, it is highly recommended that the  Hub Transport role be protected by well known firewall and security mechanisms.    The Dell PowerEdge 2950 or Dell PowerEdge 1950  is a  suitable platform  for hosting  the Edge  Transport  role. The hardware platform  should be  sized appropriately  for  the various  required  Edge functions such as SMTP mail load, anti‐virus/anti‐spam enablement, and rule processing.  Unified Messaging Server Role The Unified Messaging (UM) server role provides the new Exchange Server 2007 functionality for  integration  of voice mail  and  fax,  along with  e‐mail,  into user mailboxes.  It  also provides  for  Outlook Voice Access functionality, which allows users to access e‐mail, voice mail, and calendar  entities  from a  telephone. The UM server role requires  integration with existing Private Branch  Exchange (PBX) telephony systems to enable this functionality (Figure 1). The UM server utilizes  VOIP based protocols to interact with the telephony systems. A VOIP gateway is required for the  UM server to integrate with traditional PBX systems. VOIP gateways may also be required with  IP‐PBX systems,  if  those systems do not support protocols  required  for UM server  integration.  Once this integration is enabled the Exchange environment acts as the voice mail repository and  all voice mail operations are  routed  to  the Unified Messaging  server by  the  telephony  system.  The UM server processes the voice or fax information and compresses it into a supported digital  file format. It then sends the compressed file to the corresponding user mailbox on the mailbox  server as an e‐mail with attachment. The user mailbox and corresponding telephony information  is stored  in Active Directory and effects  this voicemail/fax  integration with user mailbox. Also,  users can call into the UM server, from either internal or external PSTN phones, to retrieve their  e‐mail and calendar entries  in addition  to voicemail. The UM server  includes a voice attendant  function that enables handling of all user requests from a telephone.    Dell PowerEdge 2950  is a suitable platform  for hosting  the Unified Messaging server  role. The  hardware should be sized appropriately based on user voicemail/fax load and user voice access  requests to the UM server.  April 2007 Page 8 Dell Product Group - Enterprise Deployment Considerations for Server Roles High Availability and Scalability High Availability for the Mailbox server role can be provided through Single Copy clusters (SCC)  or Cluster Continuous Replication  (CCR). SCC  is based on Microsoft® Cluster Services  (MSCS)  shared  storage  clustering, wherein a  single  copy of  the databases  resides on a  shared  external  storage connected to 2 Mailbox server nodes. One of the server nodes, called the “active” node,  hosts the mailbox databases and serves the clients. If the “active” node incurs a failure, the other  node, called  the “passive” node,  takes over hosting mailbox databases  from  the shared storage  and continues serving  the clients. CCR  is based on MSCS Majority Node Set  (MNS) clustering,  wherein a copy of the mailbox databases is hosted on another server with its own storage space.  Mail clients access the primary server, and database changes to  it are shipped to the secondary  server in the form of log records. The shipped log records are played on the secondary server to  keep  the secondary database copies consistent with  the primary.  If  the primary Mailbox server  fails,  the  MNS  clustering  mechanism  automatically  promotes  the  secondary  server  to  start  serving the clients. CCR provides both mailbox high availability and also site recovery through  hosting  the  secondary  server  on  a  separate  datacenter.  Database  availability  alone  can  be  achieved without  application  availability  via  the  Local Continuous Replication  (LCR)  feature.  LCR maintains a  local copy of  the mailbox database on  the Mailbox server and keeps  the copy  consistent with the production database by re‐playing log records on them. The database copies  can  be  manually  switched  to  function  as  production  databases  during  failures  or  during  maintenance.    High  availability  and  scalability  for  server  roles  other  than Mailbox  role  can  be  affected by  a  variety of methods.  It can be achieved  for  the Client Access  role by deploying multiple server  nodes hosting the role and using Windows Network Load Balancing Services (WNLBS) or other  third party hardware based network load balancing mechanisms. High Availability for the Hub  Transport Role  can be  achieved by deploying multiple  servers with  the  role. No  explicit  load  balancing solution is required for the Hub Transport role, as Exchange 2007 is implicitly designed  to scale to multiple Hub role instances. High Availability for Edge and Unified Messaging servers  can be provided through DNS round‐robin methods to load balance incoming requests.     Server Role Consolidation The Hub Transport  server  role  is mandatory  for any Exchange 2007 deployment  to handle all  transport functions.  In order to host user mailboxes and public folders, the Mailbox server role is  mandatory. The Client Access  role  is  required  in  the  same Active Directory  (AD)  site where a  Mailbox role is deployed. The Hub Transport role and Client Access roles are required on every  AD  site within  the  organization. The Edge Transport  and Unified Messaging  server  roles  are  April 2007 Page 9 Dell Product Group - Enterprise optional  for  a  deployment.  Server  roles  or  a  subset  of  server  roles  can  be  consolidated  and  deployed on a single server system. Exceptions for consolidating server roles are as follows:  • All  Exchange  Server  2007  server  roles  are members  of  the  Active  Directory  domain  except the Edge Transport server role. Hence Edge Transport cannot be consolidated and  deployed on a single server system with other server roles.  • If the Mailbox server role is deployed in a highly available clustered configuration using  Single Copy Clusters (SCC) or Cluster Continuous Replication (CCR) based on Microsoft  Cluster Services (MSCS), no other role can be consolidated with the mailbox role on the  same server.     Regardless of specific scenarios for consolidation and deployment, hardware for each server role  should be sized appropriately for capacity and performance.    April 2007 Page 10 Dell Product Group - Enterprise   Core Architectural improvements in Exchange 2007 64-bit Application Support Exchange  Server  2003  is  a  32‐bit  application  and  is  limited  by  the  amount  of  addressable  memory. Roughly 3GB of user mode virtual memory can be utilized  for Exchange Server 2003  and  the  remaining  1GB  is  required  for  the  kernel.  Exchange  Server  2003  cannot  utilize  the  physical memory available above 4GB made available  to  the system  through Physical Address  Extensions  (PAE)  on  supported Windows  platforms.  Exchange  2003  does  not  support  using  Address Windowing Extensions (AWE) to access memory made available through PAE. Due to  this memory limitation the application is more disk sub‐system centric and is required to perform  large  amounts  of  I/O  operations. Outside  of  the  4GB  physical memory  limitation,  the  kernel  running Exchange  2003  is  also under  constant  stress due  to  the  limited kernel mode memory  available for user connections and other processing.     Exchange  Server  2007  overcomes  the  memory  limitations  by  providing  support  as  a  64‐bit  application  capable  of  running  on  supported  x64  platforms.  On  Windows  Server  2003  x64  Editions about 8TB of addressable memory  is available for the kernel mode and the user mode  applications.  Support  for  up  to  1TB  of  physical  RAM  is  provided  on Windows  Server  2003  Enterprise  x64  Editions.  Both  the  application  and  kernel  can  have  sufficient  memory  for  operations, allowing the Extensible Storage Engine (EXE) in Exchange Server 2007 to utilize more  memory to buffer data pages. The result is a reduction in the number of I/Os, specifically the read  operations, required to the disk sub‐system.  Figure 2 illustrates the effect of increased memory  on Exchange Server 2007 database I/O operations.  April 2007 Page 11 Dell Product Group - Enterprise 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 4GB 8GB 16GB 24GB System Memory I/O operations per Sec Database Reads/Sec Database Writes/Sec Total Database IOPS Figure 2: Effect of increasing memory on database I/O operations – 2000 heavy users  Configuration details:  • Exchange roles – Mailbox, Hub and Client Access roles consolidated on one server with  clustering options and LCR not enabled  • Server hardware– Dell™ PowerEdge™ 6850 with four 3.6GHz Dual‐Core Intel® Xeon®  7140M Processors   • Exchange layout – two storage groups with one mailbox store on each and 1000 users each  • Storage hardware – Dell | EMC CX3‐40 with  RAID1/0 LUN (10 x 73GB 4G 15K drives) for  each mailbox store and  RAID1 LUN (2 x 146GB 4G 15K drives) for each storage group logs  • Client users – 2000 heavy users simulated with Loadgen load simulator tool. Users simulate  Outlook 2007 clients in online mode. Each user performs approximately 94 outlook  operations per 8 hour user day on a 250MB mailbox.    From the figure it can be seen that the total number of database disk I/O operations for a given  user load is dependent on the available system memory. For a given load, the total database disk  I/O  operations  required  per  second  (IOPS)  decreases  over  a  period  with  increase  in  system  memory. This decrease in database IOPS is primarily caused by a decrease in database reads. The  database disk read/write ratio also changes significantly with an increase in system memory due  to  the  disproportional  decrease  in  reads  and  writes.  The  decrease  in  IOPS  and  change  in  read/write ratio significantly affect sizing of the disk sub‐system for I/O performance.  Hence at  optimal system memory for a given user load, fewer disk drives are required to satisfy the disk  I/O requirements of the database.  Storage Group Improvements Exchange Server 2007 also provides support  for more storage groups  to host mailbox database  stores  or databases  – up  to  50  storage  groups,  compared  to  4  in Exchange  2003. This  enables  splitting user mailboxes across multiple available storage groups, providing ease of management  for  administrative  operations  such  as  backup/restore.  Besides  management  ease,  splitting  April 2007 Page 12 Dell Product Group - Enterprise mailboxes across multiple storage groups provides increased log checkpoint depth available for  user data operations. In certain scenarios dirty data pages can be optimized to reside in memory  for a  longer period of time and reduce the number of write I/O operations required to the disk  sub‐system.  In Exchange Server 2007, the data page size is increased from 4KB to 8KB and can  provide  I/O optimization  in certain scenarios by containing  larger messages within a page and  holding internal data structures within one page due to the larger page size.   Exchange 2003 Comparison The architectural changes in Exchange Server 2007 enhance its scalability and performance. More  Mailbox  servers can be  supported on  servers with  lesser  storage  sub‐system  requirements and  optimal efficient utilization of storage hardware. The five Exchange Server 2007 roles refine and  add richer  features  than  the  traditional roles available with Exchange Server 2003. The mailbox  and public  folder  functionality of Exchange 2003 Back‐End Server  is provided by  the Mailbox  role in Exchange Server 2007. Some of the functionality of the Exchange 2003 Bridgehead server is  provided and  enhanced by  the Hub Transport  role. A  subset of  the Exchange 2003 Front End  server  functionality  is handled by  the Client Access  server  role. Major architectural differences  between Exchange Server 2003 and 2007 are given in Table 2.    Exchange Server 2003  Exchange Server 2007  Platform  32‐bit application based on x86  platforms  64‐bit application based on x64  platforms  Memory scalability  Limited to 4GB system memory   Scales beyond 4GB system  memory  Exchange storage groups  • Up to 4 storage groups and  1 Recovery Storage Group  • Up to 5 mailbox stores per  storage group  • Up to 50 storage groups   • Up to 50 mailbox stores  total  Server roles  Back‐End, Front‐End and  Bridgehead  Mailbox, Hub Transport, Client  Access, Edge Transport, Unified  Messaging  Mailbox high availability  options  MSCS based shared storage  clustering  • Single Copy Cluster (SCC) ‐  MSCS based shared storage  clustering  • Cluster Continuous  Replication (CCR) ‐ MSCS  based Majority Node Set  (MNS) clustering  Supported backup  methods  Support for legacy and VSS  backups on active database  Support for legacy and VSS  backups on both active and  database copies in LCR and  CCR  April 2007 Page 13 Dell Product Group - Enterprise Business Continuity  Volumes (Local Data  Replicas)  Through storage hardware or  third party software  mechanisms  Local Continuous Replications  (LCR) besides other  mechanisms  Unified Messaging  features  None  • Unified mailbox for e‐mail,  voicemail, and fax  • Voice access to e‐mail,  calendar, voicemail, fax,  and contacts.  Table 2: Major architectural differences between Exchange Server 2003 and Exchange Server  2007  April 2007 Page 14 Dell Product Group - Enterprise Mailbox Access for Exchange 2007 Exchange 2007 provides new features and options that enable users to access their mailbox from  office, home, or on the road. The various methods available for mailbox access are:    • Microsoft Outlook  • Outlook Web Access  • Mobile devices using Exchange Active Sync  • Voice Access using Unified Messaging    Depending on user location, one of the above options may be the most suitable method to access  your mailbox.  Microsoft Outlook Microsoft® Outlook®  is an e‐mail client  that can be used  to access e‐mail from different e‐mail  servers including Microsoft Exchange 2007. Microsoft Outlook provides access to all user mailbox  data including e‐mails, contacts, calendar, etc. The versions of Outlook that are compatible with  Exchange 2007 include Outlook 2007, Outlook 2003 and Outlook 2002/XP.     Outlook  is most  suitable  to  access  e‐mail  from  the  office.  From  outside  the  office  network,  a  Virtual Private Network (VPN) connection to the corporate network is required to be able to use  Outlook to access mailbox data. However, with Outlook Anywhere for Exchange 2007, this is no  longer  a  requirement.  With  Outlook  Anywhere,  Outlook  2003  and  2007  clients  can  access  Exchange 2007 mailbox data using RPC over HTTP, eliminating the need for VPN. This makes it  easier and provides an efficient way to access a mailbox using Outlook from a remote network.    Microsoft Outlook can also be used in Cached Exchange mode. In this mode a copy of the user’s  mailbox  is stored on  local storage. This  local copy of  the mailbox  is updated and synchronized  periodically from the Exchange server. In this mode, users need not have on‐going connectivity  to  the  Exchange  server.  Even while  offline;  they  have  access  to  their  entire mailbox  data  as  Outlook works from the local copy of the mailbox. Cached Exchange mode also has a significant  impact on disk input/output operations per second (IOPS) of the Exchange server. Since Outlook  optimizes  the  type  and  amount  of  data  sent  to  Exchange,  the  total  disk  I/O  footprint  of  an  Outlook  user  is  reduced  on  the  server.  This  may  translate  into  reduced  disk  bandwidth  requirements for the Exchange server. Figure 3 illustrates the effect of Cached mode on Exchange  2007 database I/O operations from disk.  April 2007 Page 15 Dell Product Group - Enterprise Figure 3: Impact of Exchange Cached Mode on database I/O operations – 2000 heavy users    Configuration details:  • Exchange roles – Mailbox, Hub and Client Access roles consolidated on one server with  clustering options and LCR not enabled  • Server hardware– Dell™ PowerEdge™ 6950 with four 2.4GHz Dual‐Core AMD Opteron ®  8216 Processors   • Exchange layout – two storage groups with one mailbox store on each and 1000 users each  • Storage hardware – Dell | EMC CX3‐40 with  RAID1/0 LUN (10 x 73GB 4G 15K drives) for  each mailbox store and  RAID1 LUN (2 x 146GB 4G 15K drives) for each storage group logs  • Client users – 2000 heavy users simulated with Loadgen load simulator tool. Users simulate  Outlook 2007 clients in online mode. Each user performs approximately 94 outlook  operations per 8 hour user day on a 250MB mailbox.        From  Figure  3 we  can  see  that Cached  Exchange mode  helps  reduce  Exchange  database  I/O  operations  to  disk. Most  of  the  I/O  reduction  is  realized  due  to  the  substantial  decrease  in  database read operations from disk. Due to this reduction in disk read operations the read/write  ratio of Exchange database operations to disk changes. This change in read/write ratio to disk can  have a significant impact on disk sizing for the Exchange server. The values shown in the graph  are representative of the decrease in database I/O operations. The absolute value of I/O reduction  realized depends on several other factors, including configuration details of the Exchange server.   0 200 400 600 800 1000 1200 Disk | Database Reads/Sec Disk | Database Writes/Sec Disk | Total Database IOPS Online Mode Cached Mode April 2007 Page 16 Dell Product Group - Enterprise Outlook Web Access Outlook Web Access  (OWA)  provides  secure  access  to mailbox  data  from  any web  browser.  Exchange 2007 Client Access Server role (CAS)  is required within the Exchange organization to  enable Outlook Web Access  for  clients.  Exchange  2007  provides  an  enhanced  browser‐based  Outlook experience that includes access to all types of unified messaging data, HTML conversion  of data, and avoidance of client local data storage to enhance security. OWA also provides access  to Windows  and  SharePoint  file  shares.  OWA  does  not  require  an  Outlook  client,  but  only  Internet connectivity  through a browser. To ensure performance and  to deploy  the most OWA  users per server,  it  is recommended  to move  the Client Access server role out of  the Exchange  Mailbox  server.  The  Client  Access  server  handles  and  processes  all  client  user  requests  and  forwards the requests to the Exchange Mailbox server. The Exchange Mailbox server delivers the  content  requested by  the clients. As  the number of Outlook Web Access users  increases, more  Client Access servers can be added to the Exchange organization.  Mobile Devices Using Exchange ActiveSync Exchange ActiveSync  is a synchronization protocol  that  is designed  to work with high  latency,  low  bandwidth  networks.  This  is  suitable  for  mobile  devices  that  need  to  synchronize  and  transfer data  from  the Exchange  server. New  features  like Direct Push  ensure  that  the mobile  device is always synchronized with the latest messages from the Exchange server. Exchange 2007  ActiveSync also  includes support  for HTML messages, enhanced message  flagging, server side  searching for older items not stored locally, and file share access to Windows and SharePoint file  shares. Exchange 2007 Client Access server role is required within the Exchange organization to  enable ActiveSync client applications. The Client Access server communicates with mobile clients  and enables accessing the user mailbox data hosted on the Mailbox server.    Outlook Voice Access Using Unified Messaging   Exchange 2007 Unified Messaging provides functionality to integrate e‐mail, office voicemail,  and fax data into the user’s mailbox. Traditionally voice mail and fax data were maintained  within separate telephony and fax systems. With Unified Messaging voice mail and fax data can  be routed to the user’s inbox so that the mailbox becomes the consolidated repository for all  messaging data. Users can access all their messaging data via Outlook clients which may be  running on a computer or a mobile device. The voice mail and fax appear as e‐mail attachments  with unique identification flags and the voice mail can be played on the computer or device  speakers.    Unified Messaging server  role  is  required within  the Exchange organization  to enable Outlook  voice  access  functionality.  Besides  enabling  a  consolidated  mailbox,  Unified Messaging  also  provides  telephone  access  to  the messaging data via Outlook Voice Access. This  functionality  enables users to access their mailbox data by dialing into a user access phone number and listen  April 2007 Page 17 Dell Product Group - Enterprise to,  forward,  reply  to,  or  create  both  e‐mail  and  voice messages.  The  users  can  also  access  or  change  calendar  entries using  touch‐tone or voice‐enabled menus. The Exchange  2007 Unified  Messaging  server  role  hosts  all  the  services  and  functionality  required  to  implement Unified  Messaging.  This  server  role  should  be  appropriately  integrated with  the  PBX  voice  network  systems to enable routing of the voicemail and fax. The VOIP gateways and PBX systems should  meet  the  appropriate  requirements  for  Unified  Messaging  server  integration.  The  Unified  Messaging server role receives the voicemail and fax data and enables storing them on the user  mailbox hosted on the Mailbox server. It also provides the  interface for voice access to mailbox  data. To ensure performance and  to deploy  the most Unified Messaging users per  server,  it  is  recommended  to move  the Unified Messaging server  role out of  the Exchange Mailbox server.   April 2007 Page 18 Dell Product Group - Enterprise Securing Exchange 2007 Deployments Antivirus and Anti-Spam Security  has  become  one  of  the  biggest  concerns  in  any  IT  deployment  and  Exchange  is  no  exception. The  threat  from viruses and spam  is ever‐increasing which has made antivirus/anti‐ spam systems a significant component of the Exchange deployment. The Edge Transport server  role  in  Exchange  2007  provides  antivirus/anti‐spam  protection  capabilities  for  the  Exchange  environment.     The Edge Transport server is located in the perimeter network and is not a member of the Active  Directory domain. A perimeter network  is  typically  the network  segment  that  is  closest  to  the  Internet gateway.  It  is  the  first network encountered by any  incoming  traffic  from  the  Internet  into  the  internal  network.  Typically,  if  the  network  design  includes  a  firewall,  the  perimeter  network will be  a part of  it. The Edge Transport  server uses  the Active Directory  application  mode and EdgeSync to obtain the required Active Directory  information. As  it  is  located  in the  perimeter network, it forms the first line of defense for the Exchange environment.     The Edge Transport server can be configured to perform the following spam filtering functions:  • Attachment filtering based on file type and name  • Connecting filtering based on certain IP block list or IP block list  • Content filtering using the Content Filter agent, which assigns a spam confidence level to  each message  • Recipient filtering based on a blocked‐recipient list  • Sender filtering for messages outside the organization based on SMTP header    Security of  the Exchange Mailbox  servers  is a major  concern as  these  servers host  critical data  such  as user mailboxes  and/or public  folders. Even with  strong perimeter network  security  in  place, the Mailbox servers require protection against spam and virus as viruses can enter through  other methods such as USB drives or other removable storage media. Therefore, even though the  Edge  Transport  server  forms  an  effective  first  line  of  defense  against  security  threats,  it  is  recommended  to  run  transport‐based  antivirus  software on  the Hub Transport  server. Several  antivirus software vendors offer solutions for Exchange 2007.  Archiving and Compliance With  the ever‐growing volume of e‐mails,  there may be  several  reasons  for an organization  to  consider archiving or  journaling solutions,  including business needs,  technical requirements, or  both. The business needs may  include compliance or  legal  requirements. The  technical  reasons  may  include  better  mailbox  management,  PST  migration,  faster  retrieval,  or  other  factors.  Exchange  Server  2007  includes  features  that  enable  organizations  to  effectively  meet  their  regulatory compliance and archiving requirements. Journaling is the ability to maintain a record  of all communication within an organization including e‐mail. Archiving refers to storing of the  April 2007 Page 19 Dell Product Group - Enterprise Exchange  data  away  from  the  native  Exchange  environment.  Even  though  the  data  is  stored  away  from  the Exchange storage environment,  it should be accessible easily. This  frees storage  space and capacity in the native Exchange storage environment and reduces the overall load on  the system.    Exchange 2007 provides the journaling feature through the Hub Transport server role. All e‐mail  traffic  that passes  through  the Hub Transport  server  role  can be  recorded using  the Exchange  journaling agent. Standard  journaling enables  the  recording of all messages sent  to or  received  from users that are located on a specific mailbox database. Premium journaling enables recording  messages  for  a  single user or  a group of users within  the organization. Further,  the messages  included  in  journaling  can be  sent  for archiving  to a  third party SMTP  server or an Exchange  mailbox or SharePoint folders. User‐wide mailbox scan and search functionalities are provided to  meet compliance and retention requirements.    Backup and Recovery To protect e‐mail data from potential disaster, the first line of defense is usually to back up critical  information using tape or disk. Depending on the size and design of the Exchange environment  different backup methods may be used to back up the Exchange server:  • Standalone server backup  • LAN‐based backup  • SAN‐based backup    Standalone server backup  A standalone backup and restore scenario can be appropriate for small Exchange environments  that are hosted on a single standalone server. The tape backup unit can be directly attached to the  server. The advantages of  this model are  that  it  is  simple, easy  to deploy and  implement, and  cost‐effective.    LAN‐based backup  In  the LAN‐based scenario,  the  tape  library attaches  to a separate server known as  the backup  server or media server. The backup server connects to the Exchange servers over the LAN. The  LAN‐based model may be suitable for environments that support multiple servers or are running  multiple applications. With  this backup model, different application  servers  can  share a  single  tape library over the LAN. This centralized approach helps simplify backup administration.    SAN‐based backup  The SAN‐based scenario  is similar  to  the LAN‐based approach; also streamlines administration  through  centralized  backups.  The  network  topology  for  SAN‐based  backups  is  designed  to  improve  application  performance  by  routing  over  a  high‐speed  Fibre  Channel  network.  This  model may be suitable for larger SAN‐based Exchange environments.    Exchange  2007  supports  database  backups  on  the  copies  available  when  LCR  or  CCR  is  implemented. Backing up the copies  instead of active production databases provides  improved  performance due to the reduced load on production databases. It also provides opportunity for  removing  time  restrictions  on  backup/maintenance windows,  due  to  the minimal  impact  on  April 2007 Page 20 Dell Product Group - Enterprise production  servers  and mail  clients. The Database Portability  feature  enables  hosting  a  failed  server’s  user  mailboxes  on  any  server  to  enable  those  users  to  continue  immediate  communications while the actual backed up mailbox data is being recovered.   April 2007 Page 21 Dell Product Group - Enterprise Conclusion Exchange Server 2007 includes new built‐in features and enhancements that enable businesses to  suitably meet their ever growing messaging needs. These new features and architectural changes  have changed  the design and sizing methodologies used with older versions of Exchange. This  paper presented a summary of the changes and the potential  impacts that  it may have on your  datacenter. It presented some of the design considerations and best practices to keep in mind if  you are deploying or upgrading to Exchange 2007.    Dell PowerEdge Servers, Dell PowerVault Storage and Dell | EMC Storage provide a standards‐ based  hardware  platform  for  deploying  Exchange  Server  2007  messaging  solutions.  More  information can be obtained at www.dell.com/exchange. Dell Services include assessment, design  and  implementation  tailored  for  those  messaging  deployments.  Dell  also  offers  end‐to‐end  Exchange messaging solutions that include partner offerings for security, archiving, backup and  recovery. More information can be obtained at www.dell.com/secureexchange.  THIS WHITE PAPER IS FOR INFORMATIONAL PURPOSES ONLY, AND MAY CONTAIN TYPOGRAPHICAL ERRORS AND TECHNICAL INACCURACIES. THE CONTENT IS PROVIDED AS IS, WITHOUT EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES OF ANY KIND. © Dell Inc. 2007. All rights reserved. Dell, PowerEdge, PowerVault, and the Dell logo are trademarks of Dell Inc. Other trademarks and trade names are the property of their respective owners and Dell disclaims proprietary interest in the marks and names of others.