一種通用、低成本的KVM over IP控制器的設(shè)計(jì)方案

　　0 引言

　　KVM是Keyboard（鍵盤）、Video（顯示器）、Mouse（鼠標(biāo)）的縮寫，常特指KVM Switch（控制器），即多臺計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)I/O口連接到一臺KVM Switch上，通過切換開關(guān)，共享Switch上連接的一套鍵盤、顯示器和鼠標(biāo)，以簡化資源配置和操作，實(shí)現(xiàn)一對多的控制，在計(jì)算機(jī)房的管理和維護(hù)中得到了大量的應(yīng)用。但由于是電纜連接，使用距離受限，影響了這種模擬KVM 的控制范圍和擴(kuò)展性。

　　KVM over IP，通常又簡寫為KVMoIP，也稱為數(shù)字KVM.它是從本地計(jì)算機(jī)上采集視頻信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信息，壓縮成IP包后，通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/1722/" target="_blank">網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，遠(yuǎn)程控制臺收到IP 包后，將其解包、轉(zhuǎn)換，在控制臺的屏幕上呈現(xiàn)；管理人員據(jù)此操作控制臺的鍵盤、鼠標(biāo)，發(fā)出的一系列控制命令由控制臺組合成IP包，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)再回送到本地側(cè)，解包后還原為鍵盤鼠標(biāo)信號，從而讓本地計(jì)算機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。

　　1 基于TI 達(dá)芬奇技術(shù)的KVMoIP 設(shè)計(jì)

　　KVMoIP的產(chǎn)品形態(tài)主要有外置式和內(nèi)置式兩種。

　　圖1是外置式KVMoIP的典型組網(wǎng)示意圖，一方面通過線纜把各本地端的KVM 信號接到控制器，由控制器進(jìn)行信號的處理和轉(zhuǎn)換，最后提供網(wǎng)口供遠(yuǎn)端用戶使用。圖1中示意的是菊鏈?zhǔn)終VMoIP切換器，對于已有的模擬共享式KVM切換器，為保護(hù)投資，也可以外接IP接入模塊來進(jìn)行KVMoIP的功能擴(kuò)展，以節(jié)約成本。

　　內(nèi)置式KVMoIP 是將該功能直接集成在計(jì)算機(jī)主板上，由主板上的BMC 芯片（如ASPEED 公司的AST2050）來實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，基板管理控制器（Base-board Management Controller，BMC），通過LPC 總線和PCIe總線接到Intel Xeon芯片組的橋片PCH上，BMC除了支持智能平臺管理接口（IPMI）規(guī)范實(shí)現(xiàn)硬件資源的監(jiān)控管理外，還提供KVMoIP的功能。

　　與傳統(tǒng)的模擬式KVM相比，KVM over IP具有不受距離限制的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了任意時(shí)間、任意地點(diǎn)的管理訪問。另外，和一些流行的遠(yuǎn)程控制軟件PcAnywhere、Radmin 等相比，KVMoIP 有著更獨(dú)特的強(qiáng)大功能，如BIOS 級的存取，帶外管理不受限于設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，與被監(jiān)控設(shè)備的操作系統(tǒng)和硬件平臺無關(guān)。因此，KVMoIP具有良好的通用性和可擴(kuò)展性，在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IDC、通信網(wǎng)絡(luò)操作中心NOC等環(huán)境領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，可以說KVMoIP已經(jīng)是當(dāng)今IT架構(gòu)中重要的組成部分之一，已成為計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程管理的必然趨勢。

　　圖1 中的KVMoIP 系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：接入層的KVM控制器和管理層的遠(yuǎn)程客戶端?？蛻舳送ㄟ^Web方式接入控制器，充分利用IP 技術(shù)呈現(xiàn)豐富的控制功能，提供集中化管理策略以及安全管理，如接收服務(wù)器軟件發(fā)送的視頻壓縮數(shù)據(jù)，顯示解壓縮之后的視頻圖像；實(shí)現(xiàn)鍵盤、鼠標(biāo)編碼的發(fā)送并在目標(biāo)設(shè)備間快速切換，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩院蛯?shí)時(shí)性。本文重點(diǎn)在單路KVM控制器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。圖1中的KVM控制器大多采用Raritan公司的專用芯片KIRA100實(shí)現(xiàn)［3］，專用性強(qiáng)且成本高，本方案采用TI達(dá)芬奇技術(shù)，作為一種低成本的通用性設(shè)計(jì)。