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    KVM的分類



按網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分：基于IP和模擬的
按設(shè)備環(huán)境分：機(jī)械和電子的（手動(dòng)和自動(dòng)）
按安裝方式分：臺(tái)式和機(jī)架式

    Over IP已成為KVM的必然趨勢(shì)
  
    Over IP技術(shù)，顧名思義，即為透過Internet環(huán)境，以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)為接口，來傳送視頻信息，并遠(yuǎn)程操控散布在各地機(jī)房中服務(wù)器的解決方案。相對(duì)于模擬式KVM，over IP技術(shù)提供了相對(duì)彈性的管理方案，網(wǎng)管人員甚至可以在全球任何地方，透過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)來遠(yuǎn)程管理分散在世界各地機(jī)房中的服務(wù)器設(shè)備。
  
    作為實(shí)現(xiàn)服務(wù)器控制集中化和標(biāo)準(zhǔn)化的重要設(shè)備，KVM系統(tǒng)目前在絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)操作中心(NOC)以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)中成為固定設(shè)備。在數(shù)字化KVM設(shè)備出現(xiàn)之前，模擬KVM切換設(shè)備作為實(shí)現(xiàn)KVM功能的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用。模擬式KVM切換器通過切換專用線纜上的模擬視頻、鼠標(biāo)與鍵盤信號(hào)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的集中管理。雖然模擬KVM裝置有助于簡(jiǎn)化高密度服務(wù)器的管理，但其對(duì)使用距離的限制（需要將使用控制臺(tái)放置在服務(wù)器附近），妨礙了模擬式KVM的使用范圍；同時(shí)，模擬KVM能夠支持的用戶數(shù)有限。這些局限性限制了模擬KVM的控制范圍和可擴(kuò)展性。
  
    基于IP的數(shù)字化KVM系統(tǒng)作為向標(biāo)準(zhǔn)化和靈活的集中化邁進(jìn)的一部分，不僅克服了傳統(tǒng)模擬KVM系統(tǒng)的局限性，也為管理不同種類的分布式網(wǎng)絡(luò)提供了可能。KVM over IP系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)有的以太網(wǎng)和其他IP網(wǎng)絡(luò)，從而取代了對(duì)專用電纜和信號(hào)系統(tǒng)的依賴。為確保路由能力，KVM系統(tǒng)必須使用真正的IP協(xié)議，而不是僅僅將IP網(wǎng)絡(luò)用來傳輸專用模擬信號(hào)。這種基于IP的連接有四大優(yōu)點(diǎn)：
  
    1、充分利用了現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，不再需要覆蓋專用連接以確保本地和遠(yuǎn)程管理的控制和通信。
  
    2、基于IP的連接消除了模擬KVM系統(tǒng)的距離和其他限制，并因此實(shí)現(xiàn)了靈活的集中化管理。
  
    3、由于數(shù)字KVM信令是基于IP協(xié)議的，網(wǎng)絡(luò)管理員能夠通過網(wǎng)頁瀏覽器，在數(shù)據(jù)中心或全球的任何地方用任何一臺(tái)電腦來控制服務(wù)器和其他設(shè)備。這也意味著無需進(jìn)行復(fù)雜的重新配置即可添加或改變?nèi)魏螖?shù)量的用戶和設(shè)備。
  
    4、客戶端軟件可以充分利用IP技術(shù)以提供豐富的管理控制，包括進(jìn)程共享、服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控、模擬多平臺(tái)鍵盤。
  
    為滿足在分布式網(wǎng)絡(luò)中控制多個(gè)設(shè)備的需求，一些用戶選擇在目標(biāo)設(shè)備上安裝遠(yuǎn)程控制軟件。此類控制軟件能夠使管理員遠(yuǎn)程發(fā)布命令、檢索性能和其他信息。遠(yuǎn)程控制軟件方案存在幾個(gè)缺點(diǎn)。
  
    首先，這些純軟件的解決方案要求目標(biāo)設(shè)備上已經(jīng)成功載入操作系統(tǒng)，如果操作系統(tǒng)沒有正常載入，則遠(yuǎn)程控制軟件無法正常工作。而最嚴(yán)重的問題通常是在沒有載入操作系統(tǒng)時(shí)發(fā)生的，這種情況下軟件解決方案幾乎失去作用。其次，很多情況下，系統(tǒng)管理員或者遠(yuǎn)端操作者需要監(jiān)視、控制甚至中斷操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程，基于操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制軟件無法實(shí)現(xiàn)這些需求。最后，遠(yuǎn)程控制軟件必須安裝于每個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)，從而產(chǎn)生了資源占用和計(jì)算負(fù)擔(dān)。與之對(duì)照，KVM over IP系統(tǒng)通過簡(jiǎn)單的Web或基于客戶的軟件控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)了電腦、網(wǎng)絡(luò)硬件甚至串口設(shè)備的一對(duì)多控制，從而簡(jiǎn)化了遠(yuǎn)程服務(wù)器的管理。與在遠(yuǎn)程裝置上的軟件相反，所需的僅僅是一個(gè)IP地址。
  
  KVM over IP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
  
    在KVM over IP系統(tǒng)中，最大的挑戰(zhàn)來自于視頻信號(hào)的壓縮與傳輸。以分辨率1024×768，刷新率75Hz，32位真彩色視頻顯示輸出為例，其信號(hào)傳輸帶寬高達(dá)1.75Gb/sec，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)所能提供的傳輸帶寬。實(shí)用的KVM over IP系統(tǒng)需要在局域網(wǎng)中，提供高于1500:1的視頻壓縮比率；在廣域網(wǎng)中，提供高于6000:1的壓縮比率；同時(shí)，KVM over IP系統(tǒng)必須在實(shí)現(xiàn)高比率視頻壓縮的同時(shí)，在客戶端提供足夠清晰的視頻還原。圖1所示為KVM over IP系統(tǒng)視頻壓縮流程示意圖。其中，幀間比對(duì)與數(shù)據(jù)壓縮算法通常是各公司的專有技術(shù)，也是直 接決定客戶端還原視頻質(zhì)量的重要因素。 
  
      
    此外，KVM over IP系統(tǒng)客戶端軟件所能夠提供的功能，對(duì)于管理員日常管理以及排除目標(biāo)設(shè)備故障也至關(guān)重要?？蛻舳塑浖枰峁┑年P(guān)鍵功能包括：
  
    ?能夠在所管理的不同目標(biāo)設(shè)備間方便、快速切換。
  
    ?在客戶端操作窗口中，快速準(zhǔn)確的校準(zhǔn)目標(biāo)設(shè)備的鼠標(biāo)。
  
    ?提供客戶端鍵盤操作“宏定義”，取代客戶端操作時(shí)所需要發(fā)送的組合鍵，例如Ctrl+Alt+Del。實(shí)際上，客戶端計(jì)算機(jī)會(huì)將Ctrl+Alt+Del組合鍵截獲，從而無法將其發(fā)送給目標(biāo)設(shè)備。同時(shí)，客戶端軟件需要提供給使用者錄制鍵盤“宏定義”的功能，以便用戶定制特定的組合鍵操作。
  
    基于IP的KVM解決方案所需考慮的另一項(xiàng)關(guān)鍵因素是安全性。實(shí)際上，不同于模擬KVM所使用的專用封閉電纜，KVM over IP系統(tǒng)通過共享網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸這一特性使得系統(tǒng)安全性至關(guān)重要。衡量KVM over IP系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵因素包括：
  
    ?許可權(quán)限：并非所有的用戶都需要賦予同樣的權(quán)限。某些用戶可能只需有瀏覽目標(biāo)設(shè)備狀況的權(quán)限，另一些用戶可能需要控制目標(biāo)設(shè)備，而高權(quán)限用戶不僅需要控制目標(biāo)設(shè)備，同時(shí)需要控制其他用戶的賬號(hào)與權(quán)限，甚至重新配置KVM over IP系統(tǒng)。從安全性的角度出發(fā)，基于IP的KVM系統(tǒng)必須能夠提供差異化的用戶權(quán)限。
  
    ?用戶認(rèn)證：在建立遠(yuǎn)端操作連接之前，用戶必須經(jīng)過必要的認(rèn)證過程。
  
    ?數(shù)據(jù)加密：在客戶端與KVM設(shè)備間所傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)，包括鍵擊和鼠標(biāo)的移動(dòng)，必須經(jīng)過加密。
  
    ?加密密鑰：隨每個(gè)KVM over IP話路的終止而終止。
  
    最后，基于以下兩點(diǎn)因素，對(duì)用戶客戶端與KVM設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸流量進(jìn)行壓縮同樣重要：
  
    ?由于基于IP的KVM系統(tǒng)通常使用共享網(wǎng)絡(luò)，如果數(shù)據(jù)傳輸沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)膲嚎s，基于IP的KVM系統(tǒng)會(huì)占用既有網(wǎng)絡(luò)的大量帶寬，從而給用戶的其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來負(fù)面影響或沖擊。
  
    ?數(shù)據(jù)壓縮能夠提高KVM over IP系統(tǒng)自身的性能。在用戶客戶端與KVM設(shè)備間所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包越少，客戶端操作鍵盤與鼠標(biāo)時(shí)產(chǎn)生的延遲就越短，從而提高了用戶的可用性。
      
    目前KVM OVER IP產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)形式
  
    1. 外置安裝模式
  
    該種產(chǎn)品體現(xiàn)形式為外置盒子模式，目前市場(chǎng)上產(chǎn)品分單口和多口設(shè)備，所謂多口就是可以同時(shí)連接多臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行控制。圖2所示是目前市場(chǎng)上流行的單口設(shè)備。一方面通過線纜把本地端KVM信號(hào)通過線纜引入該設(shè)備，盒子內(nèi)部進(jìn)行信號(hào)的處理和轉(zhuǎn)換，最終提供網(wǎng)絡(luò)連接端口供遠(yuǎn)端用戶使用。
  
    一般這種設(shè)備同時(shí)還提供本地端的KVM信號(hào)連接，可以方便進(jìn)行本地端鍵盤鼠標(biāo)操作，采用這種模式的主要原因受限與目前網(wǎng)絡(luò)的帶寬，本地端的視頻信號(hào)通常要比網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量會(huì)高一些。
  
     
  圖2 外置盒子連接示意圖
   
  
    圖3 外置盒子作為模擬KVM擴(kuò)展設(shè)備
  
     同時(shí)采用單口的外置設(shè)備還有一個(gè)重要用途，即可以作為模擬KVM切換器的擴(kuò)展設(shè)備，這樣比如用戶已經(jīng)使用了一個(gè)模擬的16口KVM切換器，而希望可以使用一個(gè)IP設(shè)備能夠管理所有的16臺(tái)機(jī)器，而同時(shí)希望保護(hù)現(xiàn)有模擬KVM切換器的投資，就可以采用圖3所示的方案。把模擬KVM的控制端作為輸入連接到IP設(shè)備上，這樣該IP設(shè)備就可以管理原有KVM切換器下面的所有服務(wù)器了。即保護(hù)了投資，同時(shí)大大降低了系統(tǒng)總成本，因?yàn)橐话銇碇v，IP設(shè)備都是比較昂貴的。
  
    2．內(nèi)置插卡式  
  
  
    圖4 KVM over IP服務(wù)器插卡
  
    圖4是一種實(shí)現(xiàn)KVM OVER IP技術(shù)的插卡，可以直接安插到服務(wù)器主板的專用接口上，在接口上提供KVM的信號(hào)輸入，并提供了網(wǎng)口的連接輸出，該卡可以共用服務(wù)器的網(wǎng)卡，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的管理。
  這種卡優(yōu)點(diǎn)是成本低，連線簡(jiǎn)單，不占用服務(wù)器以外的任何空間，尤其適用與單臺(tái)服務(wù)器的管理。
  
    缺點(diǎn)就是通用性較差，因?yàn)榻涌谑枪潭ǖ?，只能用于符合相關(guān)電氣規(guī)范以及機(jī)械規(guī)范的提供相關(guān)接口的服務(wù)器。同時(shí)，由于采用同服務(wù)器共用網(wǎng)絡(luò)接口，對(duì)服務(wù)器的安全產(chǎn)生一定隱患。
  
    目前華碩，MSL等主板廠商在高端的服務(wù)器主板上都計(jì)劃推出類似KVM over IP插卡，在采購的時(shí)候該卡一般屬選配產(chǎn)品，一旦選購服務(wù)器時(shí)插上該卡就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該服務(wù)器的遠(yuǎn)程KVM管理了。
  
   3．直接在主板支持KVM OVER IP技術(shù)
  
    隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)有SOC的KVM over IP的解決方案，即僅采用1顆芯片就能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的壓縮傳輸，鍵盤鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)包打包通過網(wǎng)絡(luò)傳輸以及一些安全認(rèn)證的工作。目前同事有多家公司提供這種芯片。目前分別有德國(guó)的Peppercom公司，臺(tái)灣的微芯公司，就是說不再采用通用的CPU進(jìn)行控制管理，采用FPGA進(jìn)行視頻壓縮，而是把這二者的功能結(jié)合，直接開出芯片，實(shí)現(xiàn)KVM over IP的SOC( system on chip)，既采用1顆芯片實(shí)現(xiàn)整個(gè)KVM OVER IP的功能。
  
    然而，隨著服務(wù)器對(duì)KVM over IP的管理需求的增強(qiáng)，集成度更高的芯片目前已經(jīng)有公司研發(fā)完成并開始試用。他們通常把服務(wù)器上必用的芯片也集成進(jìn)來，例如服務(wù)器上的VGA芯片，SuperIO芯片，百兆管理MAC芯片。目前美國(guó)的Serverengine公司推出了集成KVM over IP，superIO芯片，VGA芯片的產(chǎn)品。該芯片一經(jīng)推出，立即被許多主板廠商看好，一旦在主板的設(shè)計(jì)中采用，這樣一顆芯片實(shí)現(xiàn)可以替代原來VGA芯片以及superIO芯片，同時(shí)額外的提供了KVM over IP功能，可以降低主板的成本，增加功能并提供集成度。
  
    這種芯片的推出，意味著KVM over IP功能以后將成為下一代服務(wù)器的標(biāo)配的服務(wù)器管理技術(shù)，由此看來KVM over IP已經(jīng)在server的管理中發(fā)揮出越來越突出的功能，并隨著技術(shù)的發(fā)展，同服務(wù)器聯(lián)系的越來越緊密，甚至?xí)苯蛹傻较乱淮?wù)器的主板上。

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