[科普中国]-无状态计算

无状态计算是指将服务器的个性，如 MAC、WWN、UUID、BIOS、固件、启动顺序、VLAN、VSAN、vNIC、VHBA、QoS 等标识符、配置和设置，完全从该个性的宿主物理资源中剥离出来，定义为一个配置文件。当服务器未与配置文件绑定时，服务器即为裸设备；当配置文件与某台服务器绑定后，这台服务器即具备了此配置文件中定义的所有个性。

简介无状态计算（stateless computing），一般指在计算主体上不存任何状态信息或特定配置，各个主体都是无差别部署，这样的好处就是可快速复制和销毁计算资源，通常可通过服务化等手段抽取状态。即计算节点只提供 CPU、内存等计算资源，硬件配置信息都存储在配置文件中，数据集中存储在磁盘阵列上，实现了网络、存储与计算节点的无关性。

无状态计算的设计理念在于对计算节点的物理属性进行抽象，通过定义和实施配置文件，替代原有的节点只需将预先定义的策略应用到新计算节点，就可以获得与原有计算节点完全相同的物理属性，满足了数据中心对可用性的需求。服务器虚拟化技术利用虚拟化层将虚拟机抽象为文件，将所有的配置信息都保存在文件中，实现了硬件的无关性。无状态计算技术消除了对虚拟化层hypervisor 的依赖，利用硬件设备自身提供的虚拟化功能将配置信息保存在管理设备中，在计算节点之间实现了无缝迁移。不适合部署在虚拟化平台上的业务应用比如数据库可以借助基于硬件的无状态计算技术实现低成本的高可用性解决方案1。

数据中心数据中心，或称为服务器场，指用于安置计算机系统及相关部件的设施，例如电信和储存系统。一般它包含冗余和备用电源，冗余数据通信连接，环境控制（例如空调、灭火器）和各种安全设备。大型数据中心消耗的电约与一个小城镇工业业务规模一样多。数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。

数据中心在早期巨大房间内的计算产业中是有根源的。早期的计算机系统操作和维护都复杂，需要一个特殊的环境来操作。连接所有的组件需要很多电缆，进而产生供应和组织的方法，例如标准支架来安放设备，提高的地板，以及电缆盘子（被安装在头顶上或升高的地板下）。同样，旧的计算机需要大量的电源，不得不被冷却以防止过热。安全非常重要－计算机非常的贵，并且常常被用于军事目的。控制计算机房间访问权限的基本设计方针因此出现。

在繁荣的微型计算机行业，尤其是在20世纪80年代，计算机开始四处发展，在很多案例中很少有或没有操作需求。然而，随着信息技术（IT）的发展，操作开始变得复杂，公司渐渐地认识到需要控制IT资源。随着客户端－服务器计算的出现，在20世纪90年代微型机（被称为servers）开始在旧计算机房间中寻找他们的位置。便宜的网络设备的可用性，外加网络电缆的新标准，使得在公司内的一个房间中，使用分层设计来放置服务器这种可能，在这个时刻被公认，并不断流行开来。

数据中心的繁荣在dot-com泡沫中来临了。公司需要快速的Internet连接，以及不断的部署系统并在Internet上出现。安装这种设备对于许多小公司是不可行的。许多公司开始建立非常大的设备，被称为Internet数据中心（IDCs），它提供了商业上的系统部署和操作的解决方案。新技术和实践被设计用来处理测量和如此巨大测量操作的操作需求。

从2007年起，数据中心设计、构建和运作是一个众所周知的学科。标准文档来自于可信任的专家组，如电讯产业联合会，详细说明数据中心设计的需求。众所周知数据中心可用性的操作韵律学能够用来评估商业中断的影响。有许多开发在操作实践中被完成，并且设计了友好环境的数据中心。

虚拟化虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

虚拟化使用软件的方法重新定义划分IT资源，可以实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享，提高IT资源利用率，使IT资源能够真正成为社会基础设施，服务于各行各业中灵活多变的应用需求。

虚拟化技术在有限的成本内，为提高数据中心的高可用性提供了技术保障。虚拟化技术主要包括服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化等。利用服务器虚拟化构建 x86 服务器集群，能够实时监控集群内物理主机的资源使用情况，可以根据物理主机的负载情况，实现虚拟机在不同物理主机之间的动态迁移。这既提高了设备的利用率，又满足了虚拟机持续访问的需求。同时如果物理主机发生故障，利用集群提供的高可用性特性可以将该物理主机上的虚拟机自动迁移至其他正常运行的物理主机。网络虚拟化通过将多台交换机整合成一台虚拟的交换机降低网络复杂度、提高网络的可用性。使用智能弹性架构（intelligent resilient framework，IRF）虚拟化技术将多台设备连接起来，“横向整合”组成一个“联合设备”，并将这些设备看作单一设备进行管理和使用，极大地简化了网络架构，同时进一步增强了冗余可靠性。网络虚拟交换技术为数据中心建设提供了一个新标准，能够帮助企业在构建允许和高度可用的状态化网络的同时，优化网络资源的使用。

本词条内容贡献者为:

王慧维 - 副研究员 - 西南大学