前進 64 位元的 exchange 2007

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前前 前前 64 64 前前前 前前前 Exchange 2007 Exchange 2007 前前前 前前前 前前前前前前前前 前前前前前前前前 MCSE : Security/Messaging MVP/MCT MCSE : Security/Messaging MVP/MCT BS7799/ISO27001 Lead Auditor BS7799/ISO27001 Lead Auditor

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前進 64 位元的 Exchange 2007. 謝合宜 微軟特約技術顧問 MCSE : Security/Messaging MVP/MCT BS7799/ISO27001 Lead Auditor. Exchange 2007 WebCast 系列課程. 預備知識. 熟悉 Exchange 2000/2003 或 5.5 的系統管理與使用. Level 200. Agenda. 為什麼要 64 位元 ? 64 位元的好處:證明的提出 Exchange 2007 的主要考量 ? 準備迎接 64 位元的 Exchange 2007. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 前進 64 位元的  Exchange 2007

前進前進 6464 位元的 位元的 Exchange 2007Exchange 2007

謝合宜謝合宜微軟特約技術顧問微軟特約技術顧問MCSE : Security/Messaging MVP/MCTMCSE : Security/Messaging MVP/MCTBS7799/ISO27001 Lead AuditorBS7799/ISO27001 Lead Auditor

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Exchange 2007 WebCast 系列課程課程名稱 時間Exchange 2007 --- 新一代的訊息系統 11/22Getting Started with Microsoft Exchange Server 2007 安裝建置的基礎 12/19

Exchange 2007 的 OWA 12/20前進 64 位元的 Exchange 2007 12/27Exchange 2007 的用戶端存取 1/10Exchange 2007 的系統部署與轉移 1/17Exchange 2007 的系統部署準備 --- 儲存預測與測試 1/24Exchange 2007 的 Management Shell 、 Scripting 與原則使用 1/31保護 Exchange 2007 免於垃圾郵件與病毒 2/7Exchange 2007 的系統備份、高可使用性與災難還原 2/14

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Level 200

預備知識預備知識• 熟悉熟悉 Exchange 2000/2003Exchange 2000/2003 或 或 5.55.5 的系的系統管理與使用統管理與使用

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Agenda

• 為什麼要 64 位元 ?• 64 位元的好處:證明的提出• Exchange 2007 的主要考量 ?• 準備迎接 64 位元的 Exchange 2007

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Exchange Server 2003 的苦處• 擴展性的限制

– 資料庫大小 – 資料庫復原的限制– 4GB 記憶空間

• 資料庫暫存的資料命中率低 = 增加 I/O 負擔• 規畫時的考慮

– I/O 的獨特性 – 小量、隨機、爆發性的磁碟資料使用– 大量的磁碟空間被浪費來滿足 I/O 的需求– 多種不同類型的使用者 (Outlook 2002/2003, 黑莓 ,

OWA…)• 資源浪費在基本功能,進階功能只能用較少的資源

– 資訊的生命週期管理 – 內容的索引– 災難的還原

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記憶體使用的限制

KernelKernel

UserUser• 32-bit 的架構只能使用 4GB 的記憶空間• 大型的 Exchange 伺服器需要設定

/3GB 參數– 減少虛擬記憶體的斷離情形– 較大的資料庫暫存

• /USERVA:3030 以 42MB 給核心來處理 System PTEs• 其他核心模式的需求

– 連線狀態的安全權杖 (Token) 需要消耗分頁區• 250MB on a server with /3GB• 8K token size = ~3,700 users (online or

cached mode) max• 請參考 hotfix 912480, KB912376

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影響 I/O 的因素

• 影響 I/O Per Second per user (IOPS/u) 比率的因素– 同時連線的 Outlook Online 模式使用者數– 資料夾大小 ( 根據項目數量,目標 <5,000 per folder) – 資料庫大小、數量

• 傳統對 I/O 的影響率– 500 MB 1 GB mailbox size = +25% (online mode)– 1 GB 2 GB mailbox size = +40% (online mode)– 1,000 2,000 mailboxes = 25% increase– 1 20 DBs = up to 38% increase

User Type Database Volume IOPs/user Send/Receive per day Mailbox size

Light .5 20 / 50 50 MB

Average .75 30 / 75 100 MB

Heavy 1.0 40 / 100 200 MB

Large 1.5 60 / 150 500 MB

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8

影響 I/O 的聚合效應• 對於 I/O 的影響因素幾乎不會單獨出現

– 信箱大小的增加經常佔有了更多的資料庫– 信箱愈多,影響愈大

I/O Impact

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

500MB 1000MB 2000MB

Average Mailbox Size / user

Dat

abas

e IO

Ps

1,000 users, 4 DBs, 1 IOPs/u

2,000 users, 8 DBs, 1 IOPs/u

4,000 users, 20 DBs, 1 IOPs/u

1.06 1.331.86

1.43 1.782.49

1.732.16

3.02

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為什麼 x64 很重要 ?• Exchange 的架構持續增加對 I/O 的需求

– 更多的網路流量– 更大的訊息、附件與信箱使用– 更多特殊的用戶端使用– 更多特殊的安全權限設定

• 降低 I/O 需求成為 Exchange 開發的重要目標• 減輕核心記憶體的壓力• 相關於 RCP over HTTP 的 TCP 連線限制

– 32 位元限制了 20K TCP 連線 ( 大約是 2,500 RPC over HTTP 使用者 )

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Memory and CPU LimitsGeneral Memory Limits 32-bit 64-bit

Total Virtual Address Space 4 GB 16 TB

Virtual Address Space per 32-bit process

2GB (3 GB if system is booted with /3gb

switch)

4GB if compiled with /LARGEADDRESSAWA

RE 2GB otherwise

Virtual Address Space per 64-bit process

Not applicable 8 TB

Paged Pool 470 MB 128 GB

Non-Paged Pool 256 MB 128 GB

System Cache 1 GB 1 TB

Physical Memory and CPU Limits 32-bit 64-bit Windows XP Professional 4 GB / 1-2 CPUs 32 GB / 1-2 CPUs

Windows Server 2003 Standard Edition 4 GB / 1-4 CPUs 32 GB / 1-4 CPUs

Windows Server 2003 Enterprise Edition 64 GB / 1-8 CPUs 1 TB / 1-8 CPUs

Windows Server 2003 Datacenter Edition 64 GB / 1-32 CPUs 1 TB / 1-64 CPUs

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Exchange 2007 概要• x64 everywhere

– 支援更大實體記憶體與定址空間 (user and kernel mode)– 提供更大的 CPU 擴展性– 對於 I/O 的關鍵性改變

• I/O 的使用變化– 資料庫暫存 1.2GB 32GB 以上– 不再有 STM, ExIFS– 更多的 SGs ( 大到 50 個 ) = 更深入的 checkpoint 使用

• 更新的搜尋引擎• 新的伺服器角色分類,關鍵任務的達成• LCR / CCR

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STORE.exe 程序的記憶體使用

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Exchange 2003Exchange 2003

4 GB test4 GB testExchange 2007Exchange 2007

Elapsed time

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

12 GB test12 GB test

Exchange 2003Exchange 2003

Exchange 2007Exchange 2007

Elapsed time

Mem

ory

(MB)

Mem

ory

(MB)

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資料庫暫存比較• 32GB

Ex2007 測試– 成長大概到

30GB• 8GB

Ex2003 測試– 停留在

1.2GB (max)

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運作架構的改變• 4K 8K 分頁大小• I/O 處理 from 64KB 1MB ,較大但較少的寫入• 更多的資料預測載入• ESE 暫存使用 48-bit 定址,可使用更多實體記憶體

ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change

Workload Profile changes

5,521

13,815

7,493

16,331

1060

2800

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

Exchange 2003 Exchange 2007

Exchange Version

Byt

es p

er tr

ansf

er

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

ES

E C

ache

Siz

e (M

B)

Bytes per Read

Bytes per Write

ESE Cache

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15

Read Write RatioExchange 2003 69% 31% ~2:1Exchange 2007 51% 49% ~1:1

Read/Write mix comparison

504

231175 168

0

100

200

300

400

500

600

Read IOPS Write IOPS

IOPs

Exchange 2003

Exchange 2007

ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs.ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to changeresults subject to change

讀 / 寫的比率改變

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• x64 與在暫存、 I/O運作的改變,在同樣 4GB 記憶體的伺服器上的效能改善• 從 4GB 8GB 的整體改善有 78% in IOPs/user(250MB

MB)64-bit I/O reduction impact

0.6

0.32

0.13

0

100

200

300

400

500

600

700

Exchange 2003 4GB Exchange 2007 4GB Exchange 2007 8GB

Version and Memory

IOP

s

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

IOP

S/u

ser

Reads/sec

Writes/sec

IOPs/u

ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs.ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, U320 SCSI 24 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to changeresults subject to change

讀取的整體 IOPs/u 減少

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Exchange 2003 RolesEnterprise networkEnterprise network

MailboMailboxx

Back-endBack-endServerServer

OtherOtherSMTPSMTP

ServersServers

Bridgehead / Bridgehead / GatewayGateway

RoutingRouting PolicyPolicy

Applications:Applications:OWAOWA

Protocols:Protocols:ActiveSync, POP, ActiveSync, POP,

IMAP, RPC / HTTP …IMAP, RPC / HTTP …Programmability:Programmability:Web services, Web Web services, Web

partsparts

Front-end Front-end ServerServer

IINNTTEERRNNEETT PublicPublic

FoldersFolders

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Exchange 2007 RolesEnterprise networkEnterprise network

MailboMailboxx

MailboxMailboxServicesServices

EdgeEdgeServicesServicesOtherOther

SMTPSMTPServersServers

Hub TransportHub TransportServicesServices

RoutinRoutingg

HygienHygienee RoutingRouting PolicyPolicy

Voice Voice MessaginMessagin

gg

Unified Unified Messaging Messaging

ServicesServicesApplications:Applications:

OWAOWA

Protocols:Protocols:ActiveSync, POP, ActiveSync, POP,

IMAP, RPC / HTTP …IMAP, RPC / HTTP …Programmability:Programmability:Web services, Web Web services, Web

partsparts

Client AccessClient AccessServicesServices

PBX or PBX or VoIPVoIP

IINNTTEERRNNEETT PublicPublic

FoldersFolders

FaxFax

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Exchange 2007 角色的硬體建議• 根據產品開發小組的設計目標建議• 請參考 blogs.msexchange.org 取得更多訊息

RoleTypical

Processor Config

Typical Memory Config

RoleExpected Processor

Config

Expected Memory Config

Gateway / Bridgehead

2 x Dual Core 2GB Edge/Hub

Transport2 x Dual Core 8GB

Front-end Server (FE)

2 x Dual Core 2GB CAS/UM

Server2 x Dual Core 8GB

BE Server/ PF Server

4 x Dual Core 4GB Mailbox

Server4 x Dual Core 32GB

Exchange 2003 Exchange 2007

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64-bit 處理器• 目前絕大多數的伺服器組合都已經包含支援 64-bit 的 CPU• Exchange 2007 支援 x64 ,不支援 IA-64• x64 是 32-bit x86 的架構延伸

– Intel: EM64T (Extended Memory 64 Technology)– AMD: AMD64

x86 x64General Purpose

Registers 8 x 32-bit 16 x 64-bit

Physical Memory 36-bit (64GB) 40-bit (1TB)

Virtual Memory

Protected mode: 32-bit (4GB)2/2 or 3/1 GB for Windows user/kernel modesPAE: 36-bit (64GB)

48-bit (256TB)8TB / 8TB for Windows user/kernel modes

Instruction setIA-32Out-of-order execution

IA-32 compatibleOut-of-order execution

Page 21: 前進 64 位元的  Exchange 2007

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效能效能Dual-coreDual-core更快的記憶體存取更快的記憶體存取

更快的 更快的 FSBFSB更大、更快的 更大、更快的 L2 cacheL2 cache

更低的耗能更低的耗能Robust FeaturesRobust Features硬體支援的虛擬化技術硬體支援的虛擬化技術DEP - Data Execution Prevention /DEP - Data Execution Prevention /資料執行防止資料執行防止

比 GHz 更多的重點

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221985

Clock speedClock speed

CacheCache

PowerPower(Voltage)(Voltage)

CoresCores

1993 1996 2002 2005 2007+

Intel386 DXIntel386 DX1 Freq/year1 Freq/year(16, 20, 25 & (16, 20, 25 & 33 MHz)33 MHz)

Intel Intel PentiumPentium2 2 Freqs/yearFreqs/year(66MHz – (66MHz – 233MHz)233MHz)

Cust

omer

Cho

ice P

oint

sCu

stom

er C

hoice

Poi

nts

Intel Intel Pentium ProPentium Pro2 cache2 cache256 & 512256 & 512

4 Freqs4 Freqs(150MHz – (150MHz – 200MHz200MHz))

Intel XeonIntel Xeon2xMP 2xMP cachescaches1xDP cache1xDP cache(1 – 4MB)(1 – 4MB)

3xMP Freqs3xMP Freqs6xDP Freqs6xDP Freqs(1.8GHz -2.8GHz)(1.8GHz -2.8GHz)

Intel XeonIntel Xeon5xMP Freqs5xMP Freqs9xDP Freqs9xDP Freqs(2.6 – 3.6GHz)(2.6 – 3.6GHz)

LV XeonLV Xeon

AMD OpteronAMD Opteron1 & 2 cores1 & 2 cores

LotsLots

Intel XeonIntel Xeon2xMP 2xMP cachescaches1xDP cache1xDP cache(1 – 8MB)(1 – 8MB)

MultipleMultiple

ManyMany

Lots of Lots of Skinny CoresSkinny Cores

Vs.Vs.FewerFewer

Fat CoresFat Cores

1 Choice1 Choice

2 Choices2 Choices

4 Choices4 Choices

n Choicesn Choices

4 & More 4 & More CoresCores

Hyper-ThreadingHyper-Threading25% improvement25% improvement

x64x64

ExchangeExchange4.04.0

5.0 – 5.55.0 – 5.5

20002000

20032003

20072007

Dual coreDual coreNearly 2x scaleNearly 2x scale

Microprocessor 的演進

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23

Mailbox Server 的記憶體規畫• 大致需求 : 5MB per user + 2GB*

– 1,000 users: 8GB– 2,000 users: 12GB 16GB– 3,000 users: 17GB 24GB– 4,000 users: 22GB 24 – 32GB

• 新的 FB-DIMMs (完全緩衝記憶體模組 ) 提供更好擴展、更快速度與改善的 ECC

• 請參考將使用的伺服器規格資訊

* * Based on beta 1 software; subject to changeBased on beta 1 software; subject to change

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24

Exchange 的 I/O 規劃The basics• 平衡三個要素

– 在一定延遲下的交易 I/O• Database: fast reads (<20ms still is the threshold)• Logs: fast writes (<10ms still is the threshold)

– 備份與還原的速度– 資料儲存與備份媒體的容量

• 資料擺放的大致規則– 分開交易紀錄檔與資料庫檔案

• 效能與災難復原的考量– 透過 SAN 來進行使用– 建議 RAID10; RAID5 適合容量小而快的磁碟

• 爆發性與隨機的 I/O 特徵– Monday morning peak

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25

Disk IOPs

RAID 1+0 RAID 515K SCSI 150 100

10K SFF SAS 130 907.2K SATA 50 33

• 資料儲存不只是從兩個面向來考慮的問題• IOPs 的假設

– Latency: 20ms read / 10ms write

– 100% random I/O– 1:1 R/W

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26

ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, SAS 16 DB ProLiant DL385 2 Dual-Core CPU (2.2GHz), 4GB RAM, 1500MMB3 users, SAS 16 DB disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change.disks, 4 Logs. Search/Indexing=OFF. Exchange 2007 beta – results subject to change.

RAID level comparison

0

100

200

300

400

500

600

700

800

RAID 10 RAID 5 RAID 6

RAID level

IOP

s / R

espo

nse

Tim

e

0

5

10

15

20

25

30

35

ms

Loadsim response (ms)

IOPs

Read Latency

RAID 的比較

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27Rebuild priority = Low

Array Rebuild Times

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

U320 RAID 5

SAS RAID 5

U320 RAID 10

SAS RAID 10

Tech

nolo

gy

Time (hours)

RAID 重建• RAID 10 的重建影響單顆磁碟• RAID 5 的重建是磁碟組所有磁碟重建 parity

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28

Logs DBs

Logs DBs

Q

Q Q

DB

DB

Logs

LogsLCRLCR CCRCCR

Continuous Replication • 資料的兩份複寫• 網路的影響規劃 (CCR)

– Database seeding– Baseline replication– Failover conditions

• I/O and CPU impact to-be-determined

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29

NetworkStorage

ClusterSoftware FunctionsPhysical Cable

儲存建構的考量• I/O 的減少意指企業儲存建置的考量有更多選項

– iSCSI• Multi-function NICs provide performance enhancements,

CPU relief, iSCSI booting• Microsoft’s initiator integrated with MPIO, allowing for dual path

for high availability and load balancing

• Single fabric serves multiplefunctions

– Fibre Channel and storage virtualization– Local array controllers with SAS / SATA connectivity

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30

網路的考量• Gigabit Ethernet 即將降臨• CCR Mailbox role

– Recommend multi-function Gigabit Ethernet with Jumbo Frames

– NIC Teaming recommended, particularly for database seeding, backup/restore and other heavy replication events

• Mailbox servers with network-based backup– Recommend NIC Teaming, multi-function NICs

• CAS and Hub Transport roles also require Gigabit Ethernet

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準備 Exchange 2007 的環境• 記得 x64 架構• 很多的變數會改變

– 打破 CPU 瓶頸: Dual-core/Quad-core– 更仔細了解記憶體選項:平衡價位與效能

You *will* deploy more memory.– 儲存容量的計畫,尤其使用 LCR/CCR磁碟架構與技術的挑選更形重要– Gigabit Ethernet (multi-function NICs) and NIC teaming

• 當然有些重要的原則:– 切割伺服器角色來取得最大擴展性與還原能力– 分開擺放資料庫與交易紀錄檔– 分割 databases / storage groups 的使用

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可以協助你的工具• System Center Capacity Planner 2006

– Provides CPU, Disk, Network, Server capacity planning based on a given user profile

– Exchange 2003/Outlook 2003 environments.

• Microsoft Exchange Server Profile Analyzer– Can be downloaded with an MSDN subscription

• Server / storage validation– DiY: Loadsim, ESP, JetStress– Microsoft + Vendor community: ESRP

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講題總結講題總結• 轉用 x64 是必須的

– 記憶體延展性的突破– 外在環境的變動與使用者使用習慣的改變大幅增加 I/O 系統的壓力

• 更多的記憶體利用 = 減輕的 I/O 壓力– 53% in 4GB to 4GB ; 78% in 4GB to 8GB– 在磁碟陣列重建所需時間的更少影響– 資料讀取的 I/O 大量減輕 (larger ESE cache)

• 採用更大的信箱與更少的 I/O = 更多的儲存選擇與選項的前期計畫– 磁碟系統與架構的選擇依然是根基在平衡 ”容量“、” I/O” 、災難還原的需求上

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Exchange ResourcesSystem Center 2006 Capacity Plannerhttp://www.microsoft.com/windowsserversystem/systemcenter/sccp/evaluation/overview/default.mspx

Microsoft Exchange Server Profile Analyzerhttp://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=8f575f60-bd80-44aa-858b-a1f721108fad&DisplayLang=en

LoadSim http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=92EB2EDC-3433-47CA-A5F8-0483C7DDEA85&displaylang=en

JetStresshttp://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=94b9810b-670e-433a-b5ef-b47054595e9c&DisplayLang=en

Exchange Stress and Performance Tool (ESP)http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=6e725211-cde4-49a8-bd3d-89c9ff1cc57a&DisplayLang=en

Exchange Solution Reviewed Program (ESRP)http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/2003/esrp.mspx

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For More Information…For More Information…• TechNetTechNet

– www.microsoft.com/taiwan/technet• Exchange Server 2007Exchange Server 2007

– www.microsoft.com/exchangeexchange• TechNet TechNet 技術論壇技術論壇

– www.microsoft.com/taiwan/technet/forum• MVP CommunityMVP Community 社群網站社群網站

– www.microsoft.com/taiwan/community• MS Exchange Team BlogMS Exchange Team Blog

– http://msexchangeteam.com/• Exchange 2007 online HelpExchange 2007 online Help

– http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/E2k7/ZH-TW/Help/ExchHelp/cb24ddb7-exchange/E2k7/ZH-TW/Help/ExchHelp/cb24ddb7-0659-4d9d-9057-52843f861ba8.mspx?mfr=true0659-4d9d-9057-52843f861ba8.mspx?mfr=true

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