Exchange のアーキテクチャ

Exchange は、小規模な組織から大規模な多国籍企業まで、あらゆる規模の展開で電子メール サービスを提供する、単一の構成要素アーキテクチャを使用します。このアーキテクチャを次の図で説明します。

Exchange のアーキテクチャ

個々のコンポーネントは以降のセクションで説明します。

サーバー通信のアーキテクチャ

Exchange サーバーと過去および今後のバージョンの Exchange 間の通信はプロトコル レイヤーで発生します。レイヤーをまたがる通信は許可されません。この通信アーキテクチャは、「すべてのサーバーは島である」と要約されます。このアーキテクチャには次の利点があります。

  • サーバー間通信の削減。

  • バージョンを認識した通信。

  • 分離される障害。

  • 各サーバー内の統合された設計。

Exchange サーバー間のプロトコル レイヤー通信を次の図に示します。

Exchange サーバー間の通信

サーバー役割のアーキテクチャ

Exchange はメールボックス サーバーとエッジ トランスポート サーバーを使用します。これらのサーバー役割を以降のセクションで説明します。

メールボックス サーバー

  • メールボックス サーバーには、メールをルーティングするために使用するトランスポート サービスが含まれています。詳細については、「メール フローとトランスポート パイプライン」を参照してください。

  • メールボックス サーバーには、データを処理、表示、および格納するメールボックス データベースが含まれます。詳細については、「Exchange Server のメールボックス データベースの管理」を参照してください。

  • メールボックス サーバーには、すべてのプロトコルのクライアント接続を受け付けるクライアント アクセス サービスが含まれています。これらのフロントエンド サービスは、接続をメールボックス サーバー上の対応するバックエンド サービスへルーティングまたは プロキシ する処理を担当します。クライアントは、バックエンド サービスに直接接続しません。詳細については、後述する「クライアント アクセス プロトコルのアーキテクチャ」を参照してください。

  • Exchange 2016 では、メールボックスにボイス メールとその他のテレフォニー機能を提供するユニファイド メッセージング (UM) サービスが、メールボックス サーバーに含まれています。

    注意

    ユニファイド メッセージングは Exchange 2019 では使用できません。

  • Exchange 管理センター (EAC) および Exchange 管理シェルを使用してメールボックス サーバーを管理します。詳細については、「Exchange Server の Exchange 管理センター」および「Exchange Server PowerShell (Exchange 管理シェル)」を参照してください。

エッジ トランスポート サーバー

  • エッジ トランスポート サーバーは、Exchange 組織のすべての外部メール フローを処理します。

  • エッジ トランスポート サーバーは、通常、境界ネットワークにインストールされ、内部の Exchange 組織にサブスクライブされます。EdgeSync 同期プロセスは、Exchange 組織に対するメールの送受信時に、受信者およびその他の構成情報をエッジ トランスポート サーバーで利用できるようにします。

  • エッジ トランスポート サーバーは、Exchange 組織に対すメールの送受信時にスパム対策およびメール フロー ルールを提供します。詳細については、「Exchange Server におけるスパム対策保護」を参照してください。

  • エッジ トランスポート サーバーは、Exchange 管理シェルを使用して管理します。詳細については、「Exchange Server PowerShell (Exchange 管理シェル)」を参照してください。

エッジ トランスポート サーバーの詳細については、「エッジ トランスポート サーバー」を参照してください。

高可用性のアーキテクチャ

Exchange Server の高可用性機能は次のセクションで説明します。

メールボックスの高可用性

データベース可用性グループ (DAG) は、Exchange Server に組み込まれている高可用性およびサイト復元フレームワークの基本的な要素です。DAG は、一連のデータベースをホストするメールボックス サーバーのグループで、データベース、ネットワーク、およびサーバーの障害からデータベース レベルの自動回復を提供します。Exchange 2016 以降の DAG は、Exchange 2013 と比べて向上しています。DAG の詳細については、「データベース可用性グループ」を参照してください。

トランスポート高可用性

  • トランスポート サービスは、送信中にすべてのメッセージの冗長コピーを作成します。この機能は シャドウ冗長 と呼ばれます。

  • トランスポート サービスは、配信されるすべてのメッセージの冗長コピーを作成します。この機能は セーフティ ネット と呼ばれます。

  • Exchange Server では、DAG はトランスポート高可用性境界を表します。DAG を複数の Active Directory サイトにわたるものにすることで、サイトの復元を実現できます。

  • Exchange Server では、トランスポート高可用性はメッセージの冗長性のためのベスト エフォートを上回ります。これは、冗長性が送信側メール サーバーのサポートされている機能に依存しないためです。そのため、Exchange Server は、配信中および配信後にメッセージの複数のコピーを保持することで、メッセージの冗長性の保証を試みると言えます。

詳細については、「トランスポート高可用性」を参照してください。

クライアント アクセス プロトコルのアーキテクチャ

Exchange メールボックス サーバーのクライアント アクセス サービスは、すべての形式のクライアント接続を受け入れる処理を担当します。クライアント アクセス (フロントエンド) サービスは、これらの接続を宛先メールボックス サーバー (ユーザーのメールボックスのアクティブ コピーを保持するローカル サーバーまたはリモートのメールボックス サーバー) 上のバックエンド サービスにプロキシします。クライアントは、バックエンド サービスに直接接続しません。この通信を次の図に示します。

クライアントが Exchange サーバーと通信する方法

クライアントによって使用されるプロトコルは、要求を宛先メールボックス サーバー上のバックエンド サービスにプロキシするために使用されるプロトコルを指定します。たとえば、クライアントが HTTP を使用して接続する場合、メールボックス サーバーは HTTP を使用して要求を宛先メールボックス サーバーにプロキシします (自己署名入りの証明書を使用して SSL を経由してセキュリティで保護されます)。クライアントで IMAP または POP が使用される場合、使用されるプロトコルは IMAP または POP です。

Exchange 2016 では、テレフォニーの要求がその他のクライアント接続と異なります。要求をプロキシする代わりに、メールボックス サーバーは、ユーザーのメールボックスのアクティブなコピーを保持するメールボックス サーバーに要求を リダイレクト します。テレフォニー デバイスは、Exchange 2016 の宛先メールボックス サーバー上のユニファイド メッセージング サービスと直接、SIP および RTP のセッションを確立する必要があります。

注意

ユニファイド メッセージングは Exchange 2019 では使用できません。

Exchange アーキテクチャの変更

  • サーバー役割の統合: Exchange 2013 以前では、クライアント アクセス サーバーの役割とメールボックス サーバーの役割を別々のコンピューターにインストールする場合がありました。Exchange 2016 以降では、クライアント アクセス サーバーの役割はメールボックス サーバーの役割の一部として自動的にインストールされ、クライアント アクセス サーバーの役割を別のインストール オプションとしては使用することはできません。この変更は、Exchange 以降の推奨されるベスト プラクティスである、Exchange 2010 サーバー役割のコロケーションの原理を反映しています。複数役割の Exchange サーバー アーキテクチャには、次の明確な利点があります。

    • 環境内のすべての Exchange サーバー (任意のエッジ トランスポート サーバーは例外の可能性があります) は同じハードウェア、同じ構成など、完全に同一にすることができます。この統一性によって、ハードウェアの購入のほか、Exchange サーバーの保守と管理が簡素化されます。

    • 物理的に必要な Exchange サーバーの台数が減る可能性があります。この結果、継続的なメンテナンス コストの削減、Exchange サーバーのライセンス数の削減、ラック、フロア スペース、および電力要件の削減が実現します。

    • より多くの物理マシン間で負荷を分散するためにスケーラビリティが向上します。障害時、残りの Exchange 複数役割サーバーの負荷は段階的に増加するため、Exchange サーバー上の他の機能には悪影響が及びません。

    • 複数役割の Exchange サーバーはより多くのクライアント アクセス役割 (またはサービス) の障害を切り抜け、引き続きサービスを提供できるので、回復性が向上します。

  • 検索機能の強化: ローカルの検索インスタンスがローカル メールボックス データベース コピーからデータを読み取ることができるようになりました。この結果、パッシブ検索インスタンスがアクティブ検索インスタンスと連携してインデックスの更新を実行する必要がなくなり、アクティブ コピーとパッシブ コピーの間の帯域幅要件は、Exchange の以前のバージョンと比較して 40% 削減されました。また、検索では、ユーザーが検索語句を完了する前に、複数の非同期ディスク読み取りを実行できるようになりました。これによりキャッシュに関連情報が入力され、Outlook on the web のようなオンライン クライアントに対して検索クエリの待機時間を 1 秒未満に抑えることができます。

  • Outlook on the web ドキュメント プレビュー用の Office Online Server プレビュー: Exchange 2013 以前では、Office および PDF ドキュメントの組み込みプレビューのために、Outlook Web App に WebReady ドキュメント表示が含まれていました。Exchange 2016 以降では、Outlook on the web は Office Online Server プレビューを使用して、ドキュメントのプレビューと編集の豊富な機能を提供します。これにより、SharePoint および Skype for Business などの他の製品と一貫性のあるドキュメント操作性が提供されますが、オンプレミス環境に Office Online Server プレビューがない場合は導入する必要があります。詳細については、「Exchange 組織に Office Online Server をインストールする」を参照してください。

  • Outlook 接続の既定は MAPI over HTTP: MAPI over HTTP は Exchange 2013 Service Pack 1 で導入され、従来の Outlook Anywhere (RPC over HTTP) 接続方式を改善しています。Exchange 2016 以降では、MAPI over HTTP は既定で有効になっており、ユーザー単位で MAPI over HTTP を有効または無効にする機能や外部のクライアントに通知するかどうかといった付加制御を提供します。詳細については、「Exchange Server での MAPI over HTTP」を参照してください。