Что представляет из себя технология KVM? Какие бывают виды KVM и чем они отличаются? Как она работает и как подобрать для себя оптимальный KVM? Сейчас разберемся.
KVM-переключа́тель (аббр. англ. Keyboard, Video, Mouse «клавиатура, видео, мышь») — устройство, предназначенное для коммутации одного комплекта устройств ввода-вывода (дисплея, клавиатуры, мыши, съёмных носителей информации и т.д.) между несколькими компьютерами.
Кроме непосредственно переключения сигнала, KVM-переключатель также должен эмулировать присутствие устройств на отключённых портах, чтобы в отключённых машинах не возникало ошибок, связанных с их опросом. Это стало возможным благодаря наличию общепринятых стандартов на протоколы обмена по шинам D-sub, PS/2 клавиатуры и мыши, а также USB.
Что такое KVM?
История разработки технологии KVM берет свое начало в 80х годах 20го века, когда скорость развития IT-индустрии начала набирать значительные темпы. Количество оборудования, располагаемого в дата-центрах с каждым днем увеличивалось. Каждое устройство требовало подключения к себе монитора, клавиатуры и мышки, которые вскоре стали занимать довольно весомую часть ценного пространства в серверных. Малого того, еще и росло время, потраченное на выматывающие перебежки от одного сервера к другому.
В какой-то момент здравый смысл победил и инженеры взялись за разработку решения, которое позволило бы подключаться сразу к нескольким серверам имея всего лишь один комплект клавиатуры, мышки и монитора. Таким решением стали KVM-переключатели.
Первые KVM-переключатели (или kvm-switch/свитч) были механическими приборами, которые при помощи гальванической развязки буквально физически отключали консоль от одного сервера к другому, с чем было связано множество неудобств.
С переходом на электронику многие KVM-переключатели стали активными устройствами с гибкой настройкой и множеством дополнительных полезных функций. Использование электрических схем и матриц коммутации позволило увеличить количество подключаемого оборудования — на данный момент существуют модели, к которым можно подключать до 64х серверов, а в случае применения каскадирования, количество возрастает до 512. Многочисленные активные удаленные сеансы перестали быть проблемой с переходом на протокол IP ( KVM over IP).
На сегодняшний день KVM устройства вышли за рамки оборудования для дата-центров и широко применяются в домашних условиях, а также в условиях малого офиса, позволяя управлять несколькими компьютерами с одной консоли. Также KVM-переключатели и консоли просто незаменимы в промышленности при мониторинге технологических линий, систем безопасности и видеонаблюдения, активно встраиваются в банкоматы и вендинговые аппараты для удаленного контроля.
Как работает KVM?
В общих чертах принцип работы всех KVM состоит в преобразовании, усилении и передаче сигналов, между консолью и сервером, к которому подключен KVM переключатель
Практически во всех современных компьютерах в момент включения и загрузки операционной системы происходит инициализация периферийных устройств. В случае отключения клавиатура/мышь/дисплей повторная инициализация при подключении занимает ощутимый промежуток времени, что вносит неудобство при работе с большим количеством оборудования. Чтобы решить данный вопрос, была разработана технология, при помощи которой KVM-переключатели стали буквально эмулировать сигналы периферии (Signal Simulation Technology). На временно неиспользуемое устройство посылаются сигналы, имитирующие активный сеанс подключения консоли, чтоб сократить время переключения, если оно вновь будет выбрано пользователем.
На каком уровне KVM дает доступ к серверу?
Одним из важнейших преимуществ в использовании удаленного подключения через KVM-переключатель является то, что он независим от операционной системы. В связи с этим, в отличии от программных средств удаленного доступа (Radmin, VNC, Hamachi, AnyDesktop и тд), KVM дает доступ на уровне BIOS. Посредством KVM возможен мониторинг системы и запуск диагностических тестов, инсталляция ОС, перезагрузка сервера, обновление программного обеспечения.
Еще одной важной особенностью любого уважающего себя KVM-переключателя является мультиплатформенность, то есть совместимость с большинством существующих операционных систем. Также для комфортной работы KVM-переключатель должен поддерживать подключение различных брендов клавиатур, мышей и мониторов.
Какие нужны разъемы для подключения KVM?
Как упоминалось выше, KVM-переключатель должен поддерживать подключение периферии от различных брендов, а раз к нему подключаются клавиатура, мышь и монитор, значит, должны быть и определенные требования к консольным портам.
Мышь и клавиатура
Подключение мыши и клавиатуры возможно через интерфейсы типа USB или же PS/2.
В причину своей распространённости и внедряемости практически во все, что движется и не движется, наличие USB Type-A в KVM-переключателе является предпочтительней, чем PS/2. Также на многих серверах либо полностью отсутствует PS/2, либо есть лишь один порт, что, мягко говоря, не совсем удобно, если ты собираешься использовать KVM.
Как вывод, в случае выбора KVM-переключателя с PS/2 или USB, следует опираться на наличие тех или иных интерфейсов в устройствах, к которым вы будете в дальнейшем удаленно подключаться.
Видеовыходы
KVM-переключатели в зависимости от модели поддерживают различные виды цифровых и аналоговых видео-выходов (CatX KVM, HDMI, VGA, DisplayPort, DVI, USB-C, Thunderbolt). Максимально передаваемое разрешение картинки через KVM-переключатель на нынешний момент ограничено форматом Ultra HD (3840×2160).
KVM CatX
Технология, позволяющая передавать видео сигнал, а также сигналы клавиатуры и мыши от сервера не по разным кабелям, а по одному кабелю (UTP cat5/6) при помощи CAM-модуля. При этом сам сервер может быть удален от KVM-переключателя на десятки метров (до 300м). Подключение через витую пару позволяет передавать сигнал на значительное расстояние без потерь. Данное решение универсально, так как существует огромное количество CAM-модулей (Computer Access Module) с различными наборами интерфейсов.
Данная технология, благодаря экономии пространства, занимаемого на KVM-переключателе (один порт под RJ-45 вместо трех портов под монитор/клавиатуру/мышь), позволяет значительно увеличить количество подключаемых устройств, что является весомым плюсом при выборе KVM-переключателя.
Но не клавиатурой, мышкой и монитором едиными. Существует множество моделей KVM-переключателей, способных подключать аудио-девайсы, принтеры, съемные накопители и так далее.
А что насчет питания?
KVM-переключатели, предназначенные для подключения до четырех устройств, зачастую являются пассивными и запитываются непосредственно от самого оборудования через интерфейс USB или PS/2. Более дорогим, но и в то же время более надежным является вариант подключения через собственный адаптер питания, которым всегда снабжены активные KVM-переключатели.
Подключение оператора к KVM switch
Хорошо, сервера к KVM-переключателю мы подключили, теперь и самим бы как-то подключиться надо. Подключение, в зависимости от модели KVM-переключателя, возможно локальное или же удаленное.
Безопасно ли подключаться через KVM?
При удаленном подключении через сеть Интернет всегда следует рассмотреть риски атаки на подключаемое устройство со стороны злоумышленников. При выборе KVM стоит особое внимание уделить этому вопросу и подробно ознакомиться с характеристиками.
Многие производители KVM-переключателей с функцией KVM over IP заботятся о том, чтоб их продукция поддерживать современные протоколы безопасности, такие как TLS 1.2-шифрование для браузеров и 128-битное RC4-шифрование для данных клавиатуры, мыши и видео. Также с целью повышения удобства и эффективности работы пользователей KVM-переключатель должен поддерживать идентификацию и авторизацию через удаленные серверы, такие как LDAP, RADIUS, LDAPS и MS Active Directory.
В качестве вывода
Популярность технологии KVM действительно заслужена, ведь благодаря ей многие пользователи могут работать со своими устройствами, находясь в разных точках земного шара. KVM позволяет практически без ограничений настраивать, мониторить и обслуживать сотни удаленных серверов, имея под рукой стандартный набор периферии. KVM-переключатели и консоли позволяют с максимальной пользой использовать место в серверных стойках, снижают электропотребление и сокращают материальные затраты на обслуживание IT-инфраструктуры.
Этот, зачастую незаметный, но стойкий «оловянный солдатик» уже десятилетиями с достоинством и честью выполняет возложенные на него функции, каждый день облегчая жизнь и работу тысячам людей.
По материалам Хабр