博物馆数据中心“化实为虚”
——虚拟化技术研究
李 涵
（安徽博物院信息中心，安徽 合肥 230001）
[摘要] 随着博物馆信息化水平的不断提高，各种数字化系统不断增多对博物馆数据中心要求日益提高，原有的硬件部署模式，存在管理难、投资高、利用率低问题。针对这些，将探讨使用虚拟化技术对博物馆数据中心进行优化。
[关键字] 博物馆；虚拟化技术；数据中心
随着博物馆的发展与繁荣以及博物馆数字化建设的不断深入，博物馆数字化业务系统对于博物馆的重要性日益提高。这些数字化业务系统全部都在博物馆数据中心中落地运行，造成目前博物馆数据中心普遍存诸多问题。一是性能资源浪费，随着博物馆业务系统的增加，因为数字化业务系统的兼容性问题，每建立一个数字化业务系统都需要在数据中心部署一套硬件服务器。这样将导致服务器数量不断增加，而当数字化业务系统需要的资源低于服务器性能时，服务器性能并没有得到充分利用，会造成了数据中心大量的空间、电力和冷却成本的浪费。二是运营成本高，博物馆数据中心每套数字化业务系统都是由独立的硬件服务器运行，一旦发生硬件服务器宕机将导致业务系统中断，很难快速进行数字化业务系统的恢复。三是管理难度大，博物馆数据中心目前每台硬件服务器部署独立的数字化业务系统，随着数字化业务系统不断增加，必然造成硬件服务器不断增加，同时因为多套不同结构的数字化业务系统无法实现集中管理容易造成系统管理人员管理工作的不便。四是兼容性难统一，一旦系统升级或者应用迁移时，新硬件无法和原业务系统良好的进行兼容，容易造成数字化业务系统功能不稳定，甚至导致系统运行故障。显然，传统的部署模式已经很难满足博物馆信息化系统安全、可靠、稳定及简化管理的需求。
1 虚拟化技术的分类
虚拟化技术是一种针对资源的管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，主要包括：拆分技术、整合技术以及迁移技术三种技术类型。拆分技术就是将一台服务器设备拆分成多个虚拟服务器，每个虚拟服务器都可以安装独立的操作系统环境和数字化业务系统，当一台服务器的设备性能明显高于数字化业务系统的需求时，就可以使用拆分技术，在一台物理服务器上建立多个虚拟服务器；整合技术是在一个数字化业务系统对设备性能要求较高，单台服务器无法提供足够的资源时，将多台物理服务器整合成一台虚拟服务器设备，这样可以为数字化业务系统提供足够的运算资源和性能需求，整合技术也被称为分布式计算；迁移技术简单的说就是将一台虚拟服务器中的闲置的资源动态的迁移到另一台虚拟服务器中，在博物馆中主要是针对各个数字化业务系统对资源需求的不均衡性，通过迁移最大限度地进行资源的负载均衡，并且保证可以在零宕机情况下实现本地灾备恢复。
沈宝祥认为，中国特色社会主义的“特”，主要是同十一届三中全会以前搞的社会主义相比较而言的。“我们抛弃了以阶级斗争为纲，确立并坚持以经济建设为中心，致力于发展生产力；我们改掉了计划经济体制，建立了社会主义市场经济体制；我们改变了纯而又纯的公有制，建立了以公有制为主体、多种所有制经济共同发展的基本经济制度；我们改变了封闭状态，实行全方位的对外开放，使中国融入了世界。改革开放是我们这一时期最鲜明的特点。概括地说，我们扬弃了社会主义的传统模式。”［19］
第一，排位首看加官。品级高者在前，同品则按照官职和衙门次序排列。三公（太师、太傅、太保）是正一品；三孤（少师、少傅、少保），太子三师（太子太师、太子太傅、太子太保）是从一品；太子三少（太子少师、太子少傅、太子少保）是正二品。师保的排序为师、傅、保，六部的排序为吏、户、礼、兵、刑、工。三孤在太子三师前，太子三少在六部前。
2 虚拟化技术在博物馆数据中心的实现
在传统的博物馆数据中心中，往往需要让博物馆的系统管理人员将相应的数字化业务系统安装到单一指定的硬件服务器中，以此来满足博物馆日常业务运营的需要。而将虚拟化技术应用到数据中心后，形成底层是虚拟化的基础架构，具体包括了vSphere支撑的虚拟化计算、vSAN 的软件定义存储和NSX的虚拟化网络，首先需要通过Vmware Converter将物理机转换成虚拟机，也就是完成P2V（Physical to virtual）的过程，之后通过VMware View和VMware VSphere等虚拟化软件实现各类软硬件设施的虚拟化，之后通过vSAN 的软件定义存储，最后应用NSX软件对数据中心的网络进行虚拟化，在为博物馆信息化建设提供可靠稳定的底层基础平台的同时有效降低了博物馆数据中心基础资源的投入成本，还可以有效实现底层资源的实时维护为数据中心基础资源的管理提供了便利。
2.1 服务器设备虚拟化
图1 服务器设备虚拟化图
存储虚拟化是将博物馆数据中心大量底层存储设备进行抽象化，将存储数据资源的逻辑映像和原来的物理存储分开，屏蔽存储设备的硬件特性，保留其逻辑特性，从而实现统一的集中管理，根据业务系统的需求把存储资源根据需求进行动态化的分配。同时在VMware VSphere中的VMware Virtual SAN（vSAN）可以对所有的存储设备进行“池化”处理，这样可以实现存储资源的整合与动态分配，简化了不同的操作系统和博物馆业务系统异构环境中的系统管理和用户操作，实现了存储设备的管理的透明化。
2.2 存储虚拟化
博物馆数据中心的多套业务系统使用VMware虚拟化架构解决方案，在实体服务器设备上统一安装VMware VSphere，虚拟整合建立成一个服务资源池对计算和存储资源进行统一分配、管理及维护，对于应用层的各种操作系统和博物馆业务系统来讲，这些资源是独立的和透明的。通过物理服务器的虚拟化可以根据资源占用量的多少来运行多套相对独立的操作系统和业务系统，VMware虚拟化平台通过Virtual Center进行有效管理和管控，并提供了VMware DRS、VSphere的高可用性HA（High Availability）、vMotion等组件功能。（见图1）服务器的虚拟化从根本上提高了资源利用率，降低了博物馆对于硬件的投入成本。（见图1）
2.3 网络虚拟化
博物馆数据中心在使用虚拟化技术之前，所有物理服务器之间的信息传输都需要通过传统的物理网络链路和交换设备来实现。而随着VMware NSX软件定义网络的虚拟化技术在数据中心的应用，创建出的虚拟主机之间的信息传输可以通过创建虚拟网卡建立虚拟链路使用虚拟交换设备来建立，这些虚拟网卡、虚拟交换设备与物理网卡、物理交换设备同样支持响应标准以太网协议，并且可以通过虚拟交换设备与物理服务器的一个或者多个物理网卡通过物理网络设备进行通信，同时配合网络设备的VLAN和VPN等虚拟网络技术增强了博物馆数据中心网络的安全性、可靠性与完整性。
第三步：配置密钥。为了保证交易双方的身份和数据安全，需要配置双方密钥。首先是商户对交易数据使用给应用私钥加签后发起支付请求给支付宝，支付宝会用应用所提交的应用公钥对交易数据进行验签，以核查交易是否正确。如果正确，返回支付结果，商家对支付宝返的支付结果使用支付宝提供的公钥验签，通过这种密钥处理方式保证双方交易信息和数据的安全。
在利用这三种虚拟化关键技术对博物馆数据中心进行改造时，我们应当结合实际，先将博物馆数据中心之前使用的服务器安装VMware VSphere系统优先进行虚拟化；然后根据性能评估淘汰过旧的服务器，之后根据业务系统的运算量需求添置新的符合要求的服务器。
3 结语
虚拟化技术为博物馆数字化提供了可靠稳定的底层平台，保障了博物馆数字化业务顺利实施。虚拟化技术在博物馆数据中心的应用将成为一种必然的趋势，保证了在实现博物馆数字化业务系统连续性的前提下，实现对所有的硬件资源的统一管理、实时维护。同时也为博物馆数据中心的硬件基础资源合理有效的利用从根本上做了优化。
【参考文献】
[1]刘朝东.博物馆数据中心虚拟化技术研究.传承与创新——地方性博物馆变革与发展学术研讨会论文集[A].2017.
[2]畅鹏.虚拟技术在信息化机房建设中的应用分析 [J].信息通信，2018(10).
[3]虞庆一.利用虚拟化技术整合机房平台服务器资源 [J].有线电视技术 ，2014(5):91-93.
[中图分类号] C28
[文献标识码] C
[文章编号] 2096-1995(2019)17-0009-02
作者简介： 李涵（1983-），男，本科，文博馆员，研究方向：博物馆信息化建设。
标签：博物馆论文; 虚拟化技术论文; 数据中心论文; 安徽博物院信息中心论文;