Exchange是微软公司推出的一款商业版邮件产品，支持多种电子邮件网络协议，如SMTP、IMAP4、POP3等，Exchange提供了电子邮件收发、电子邮件归档、日程管理等多种应用，并且这些应用都可以通过浏览器访问。下面我们一起看下如何在AWS中国云服务上实现Exchange的高可用。
在开始之前，我们先简单介绍下本篇文章中涉及到的AWS服务，以便更好的理解整个架构。
Amazon EC2在AWS云中可以提供可以扩展的计算容量，EC2支持Windows Server、Redhat、Centos、Ubuntu、SUSE等主流操作系统，同时，借助AWS Marketplace，用户可以直接启动AWS合作厂商的产品，如Fortinet、Splunk、F5等等，另外，用户可以制作自己的系统镜像，并上传到AWS上使用。
AMI是EC2服务器的快照，可以用来备份服务器和服务器磁盘上的数据，在服务器发生数据误删、不可恢复故障等情况时，用AMI来恢复数据或恢复服务器。
Application Load Balancer简称ALB，是AWS推出的负载均衡器产品，ALB工作在OSI模型的第七层，支持http和https协议，支持轮询和最少未完成请求算法。ALB支持高可用，同时可以根据流量大小自动扩展。
AWS Cerficate Manger简称ACM，是AWS推出的SSL证书管理服务，使用ACM，用户可以申请由Amazon签发的SSL证书，并将其使用到AWS LB、AWS Cloudfront等服务，以实现web业务的https，使用ACM签发SSL证书无需任何费用，同时，ACM支持SSL证书的自动续订，避免证书到期对业务产生影响。
Amazon Route53是AWS推出的域名系统（DNS）服务，支持目标的运行状况检查，以便只将流量路由到健康的目标，同时，Route53支持地理位置、加权、多值应答等路由策略，可以满足不同业务的需求。
Amazon Cloudwatch是AWS推出的监控服务，可以用来监控AWS云中的应用、服务器、自定义监控项等等，通过Cloudwatch警报，可以在指标到达设置的阈值时向我们发送通知或触发其他操作，以便及时处理。另外，借助Cloudwatch Logs，我们可以将服务器上的日志收集到AWS上统一存储和管理，同时可以在日志中添加过滤规则，比如在日志中出现“Error”等字段时向我们发送通知。
Amazon SNS是AWS推出的一项通知服务，支持使用Amazon SQS、HTTP/S、电子邮件、SMS、AWS Lambda等接收消息和通知，可以和Amazon Cloudwatch无缝集成，以便发生告警时通知我们或者触发一些其他操作，如运行自愈脚本等。
Amazon VPC是AWS中的虚拟网络，包括子网、路由表、安全组、NAT网关等等，使用VPC Peering可以将2个VPC打通，从而在2个VPC之间彼此通信，VPC peering支持同一个AWS账号中的VPC，也支持不同AWS账号之间的VPC。AWS使用VPC的现有基础设施创建连接，该连接不是网关，也不是VPN连接，并且不依赖于单独的物理硬件，所以不存在单点通信故障和宽带瓶颈。VPC Peering的性能及网络延迟，可以参考我们之前的公众号文章：AWS VPC Peering，将北京、宁夏“两地一线牵”
AWS Backup是AWS推出的一项备份服务，支持Amazon EC2、Amazon EBS、Amazon RDS等有存储功能的服务，Backup支持备份生命周期管理，可以在备份到期后自动删除资源，从而可以避免产生额外的费用。同时，Backup支持自动将备份复制到不同的AWS区域，另外，AWS Backup结合AWS Orgnizations服务可以实现跨账号备份的管理。
架构图如下图所示：
业务流说明：
架构图中红色箭头表示业务的流程，红色虚线箭头表示备用。如果我们使Exchange OWA来登录我们的邮箱，整个流就是：
① 在浏览器中访问OWA地址（如http://mail.light2cloud.com/owa），我们的域名服务商会将mail.light2cloud.com的解析交给Route53
② Route53收到请求后，会将请求解析到AWS北京区域（AWS CNN）的ALB，如果北京区ALB无法工作，会将请求发送到AWS宁夏区域（AWS CNW）的ALB
③ 由于是http请求，ALB的80侦听器会接受请求，并将请求发送给ALB上的443侦听器（https），443侦听器收到请求后会使用ACM签发的SSL证书加密请求，并将加密后的请求发送给DAG群集，DAG群集会将请求发送给DAG成员服务器中的某一个（DAG会自动判断成员服务器的状态，确定一个主节点，并在主节点不可用时将另一个成员自动升级成主节点），也就是exchage1和exchange2，exchange服务器收到请求后，会响应该请求，如果我们未登陆Exchange，Exchange会给ALB返回登录页面，要求我们登录
④ exchange1服务器收到我们提交的用户名和密码后，会向dc1服务器发起请求验证账号密码的正确性、该账号的权限等等，如果dc1不正常，会向dc2请求验证，并将验证结果反馈给exchange服务器，exchange服务器根据验证结果做出不同的响应：密码错误、密码到期、允许登录等。
监控及报警说明：
架构图中的绿色箭头表示服务器和LB的监控实现，Cloudwatch支持LB的后端服务器的状态、LB状态码、LB响应时间等指标的监控，同时支持使用cloudwatch agent等工具，可以支持服务器内存、磁盘、磁盘IO、进程、日志已经其他自定义资源的监控。使用SNS可以在第一时间接收到指标的报警、报警恢复等通知，另外SNS可以继承Lambda、SQS等AWS服务，我们可以使用这些服务可以在报警发生时触发一些脚本等，实现某些服务的自愈，如dc服务器上的DNS服务等。
备份及管理说明：
对于EC2，我们可以使用AWS Backup来创建和管理AMI，由于AWS Backup支持 AMI失败重试，我们无需担心AMI创建失败的情况，也无需手动去删除AMI，AWS Backup会在AMI达到保留时间后自动删除AMI，避免产生不必要的费用。
通过AWS Backup服务，将AWS北京区域（AWS CNN）的EC2 AMI复制到AWS 宁夏区域（AWS CNW）保存，这样可以在北京区域的AMI无法使用时，使用宁夏区域的AMI。
实现以上架构时，有些服务和应用配置比较“特殊”，下面我们来一起看下这些比较“特殊”的配置。
在AWS中国区域，Route53目前不支持注册域名和托管我们现有的域名，而我们想实现AWS北京区域和AWS宁夏区域的流量故障转移，必须要借助Route53，也就是Exchange域名（如mail.light2cloud.com）的DNS解析要由Route53来完成，而不是我们的域名服务商。为了实现这一点，我们可以使用DNS中的NS记录，我们可以在域名服务商处为Exchange域名（如mail.light2cloud.com）添加NS记录，记录值指到Route53提供的NS地址。当然，Route53是高可用服务，故对外提供了多个NS地址，我们为Exchange域名（如mail.light2cloud.com）添加多个NS记录即可。
Route53NS示例
使用Route53将流量路由到AWS资源（如LB，Cloudfront，S3、其他Route53记录等）资源时，我们可以使用别名记录，需要注意的是这个别名记录和Cname记录不是一个概念。别名记录只能将流量路由到LB、S3等Route53支持的AWS资源。当然，如果使用Cname记录也可以将流量路由到LB，S3等资源上，但是别名记录相比于Cname，会更加适合。就拿LB来说，我们知道LB是支持高可用的，所以当LB的某个节点故障时，AWS会自动建立新的节点，此时LB的私有IP地址可能会发生改变，如果我们使用别名记录指向LB，IP地址发生改变后，Route53会直接使用新的IP响应；但Cname记录会受到记录值TTL的影响，所以使用别名记录来将流量路由到AWS资源时会更适合。
我们知道，DAG可以用于Exchange邮箱的高可用和恢复等，但创建DAG时需要为DAG分配一个IP，这个IP可以静态分配，也可以DHCP分配，但AWS EC2上不支持使用虚IP，为了给EC2添加一个虚IP，我们可以使用辅助IP的方式。
如上图所示，我们可以使用辅助私有IP10.123.67.4作为DAG的静态IP，当然，我们有2台EC2作为Exchange服务器，所以，另一台EC2上同样添加一个辅助IP，在把另一个辅助IP也配置成DAG的静态IP即可。
Exchange支持SMTP、POP3、IMAP4等协议，可以满足不同的业务场景和需求，但由于这些协议是TCP协议，所以我们无法使用ALB来做负载均衡和代理，为了支持TCP和TLS，可以使用NLB来实现。NLB工作在开放互联模型（OSI）的第四层，支持TCP、TLS、UDP、TCP_UDP。