KVM - переключатель (с KVM является сокращением для «клавиатуры, видео и мышь») представляет собой аппаратное устройство , которое позволяет пользователю управлять несколькими компьютерами из одного или нескольких [1] наборов клавиатур , видеомониторы , и мышей .
Этимология
До того, как мышь стала актуальной в приложениях переключения серверов, термин Keyboard Video Switch (KVS) использовался для описания устройств переключения клавиатуры и монитора. [2] С более широким внедрением Microsoft Windows мышь и другие порты ввода-вывода в коммутации периферийных устройств стали преобладающими. Ремигиус Шатас, основатель Cybex (популярного в то время производителя периферийных переключателей) расширил инициализм до клавиатуры, видео и мыши (KVM) в 1995 году. Несколько лет спустя универсальная последовательная шина (USB) стала новым отраслевым стандартом для подключение компьютерной периферии.
В результате растущей потребности в переключении периферийных устройств (таких как сенсорные экраны) в дополнение к клавиатуре, мыши и монитору, некоторые компании теперь продают устройства переключения «KVMP» (обозначающие клавиатуру, видео, мышь и периферийные устройства).
Типы
С ростом популярности USB USB-клавиатуры, мыши и устройства ввода-вывода по-прежнему остаются наиболее распространенными устройствами, подключаемыми к KVM-переключателям. Рассматриваемые классы KVM-переключателей основаны на различных типах основных технологий с точки зрения того, как KVM-переключатель обрабатывает устройства ввода-вывода USB, включая клавиатуры, мыши, сенсорные дисплеи и т. Д. (USB-HID = USB Human Interface Device )
- KVM на базе USB-концентратора
- Также называемый перечислимым переключателем KVM или переключателем USB-переключателя , подключенное / совместно используемое USB-устройство должно проходить полный процесс инициации (перечисление USB) каждый раз, когда KVM переключается на другую целевую систему / порт. Переключение на разные порты происходит так же, как если бы вы физически подключали и отключали USB-устройство от целевой системы.
- Эмулированный USB KVM
- Выделенный консольный порт USB назначается для эмуляции специальных наборов информации управления переключением клавиатуры или мыши USB для каждой подключенной / целевой системы. Эмулированный USB обеспечивает мгновенное и надежное переключение, что делает возможными горячие клавиши клавиатуры и переключение мыши. Однако этот класс переключателей KVM использует только общие эмуляции и, следовательно, может поддерживать только самые основные функции клавиатуры и мыши. Существуют также USB-KVM-устройства, которые позволяют использовать кросс-платформенные операционные системы и совместно использовать клавиатуру и мышь. [3]
- Полу-DDM USB KVM
- Выделенные консольные порты USB работают со всеми USB-HID (включая клавиатуру и мышь), но не поддерживают доступность подключенных устройств ко всем целевым системам одновременно. Этот класс KVM использует технологию DDM (динамическое сопоставление устройств).
- DDM USB KVM
- Выделенное динамическое сопоставление устройств Консольные порты USB работают со всеми USB-HID (включая клавиатуру и мышь) и поддерживают специальные функции и характеристики подключенных устройств для каждой подключенной / целевой системы. Этот класс KVM-переключателя преодолевает разочаровывающие ограничения эмулируемого KVM класса USB, эмулируя истинные символы подключенных устройств на всех компьютерах одновременно. Это означает, что теперь вы можете использовать дополнительные функциональные клавиши, колеса, кнопки и элементы управления, которые обычно встречаются на современных клавиатурах и мышах. [4]
Характерная черта | Базовый класс концентратора | Эмулированный класс | Полу-DDM класс | Класс DDM |
---|---|---|---|---|
Требуется повторное перечисление USB | Требуется на каждом коммутаторе порта | Нет, только для клавиатуры / мыши | Нет, для всех USB-HID | Нет, для всех USB-HID |
Задержка при совместном использовании подключенных USB-устройств | Самый длинный, в зависимости от ОС подключенной системы (около 10–15 секунд) | короткий | короткий | Без задержки |
Поддерживает горячие клавиши | Нет | Да, только через выделенный порт клавиатуры | Да, все консольные порты Semi-DDM | Да, все консольные порты DDM |
Поддерживает специальные функции клавиатуры и мыши | Ограничено* | Нет, действует только как стандартная клавиатура / мышь | да | да |
Windows 7 / Windows 8 показывает правильные подключенные устройства | Ограничено* | Нет, отображается как стандартная клавиатура и мышь независимо от того, какая клавиатура / мышь подключена к KVM | да | да |
Поддержка драйверов встроенного сенсорного монитора в Windows7 / Windows 8 | Ограничено* | Нет | Да* | да |
Поддержка беспроводной комбинированной клавиатуры и мыши | Ограничено* | Нет | Да* | да |
Поддержка USB-HID (кроме клавиатуры / мыши) | Ограничено* | Нет | Да* | да |
Поддержка совместного использования сенсорного экрана USB | Ограничено* | Нет | Да* | да |
Поддержка планшетов для рисования | Ограничено* | Нет | Да* | да |
Поддержка беспроводного унифицирующего приемника USB | Ограничено* | Нет | Да* | да |
Плюсы | Передает все сигналы между USB-устройствами и целевой системой / компьютером (ами) | Управление переключением клавиатуры / мыши USB, более короткое время переключения, команды горячих клавиш | Полный контроль переключения USB-клавиатуры / мыши, порты DDM могут работать со всеми устройствами класса USB-HID, короткое время переключения (задержка: в пределах 1 секунды), команды горячих клавиш (применимы ко всем портам USB Semi-DDM), более низкая стоимость, чем Коммутаторы полного класса DDM | Полное управление переключением клавиатуры / мыши USB, порты DDM могут работать со всеми устройствами класса USB-HID, кратчайшее время переключения (без задержки), команды горячих клавиш (применимы ко всем портам USB DDM) |
Минусы | Самая большая задержка, задержка доступности устройства, Невозможно использовать USB-клавиатуру / мышь для управления процессом переключения KVM, Нет команды Hot-Key, Генерирует ошибку HPD при переключении с определенной ОС | Поддерживает только ограниченные / фиксированные общие профили клавиатуры и мыши, специальные функции клавиатуры и мыши не будут работать, можно использовать только "стандартную" клавиатуру / мышь USB, нельзя использовать другие USB-HID, такие как: монитор с сенсорным экраном, планшет для рисования и т. Д. , Сгенерирована ошибка HPD при использовании другого USB-HID | Все еще есть задержка при переключении | Более высокая стоимость |
Ограничено * = поддерживается, но не позволяет повторное перечисление USB, что не только вызывает длительные задержки при переключении, но также иногда вызывает ошибки HPD (устройства с возможностью горячей замены) в системе (ах) ОС.
Да * = время задержки в течение 1 секунды при переключении между каналами / портами.
Использовать
KVM-переключатель - это аппаратное устройство, используемое в центрах обработки данных , которое позволяет управлять несколькими компьютерами с одной клавиатуры, монитора и мыши (KVM). [5] Этот переключатель затем позволяет персоналу центра обработки данных подключаться к любому серверу в стойке. Типичным примером домашнего использования является возможность использования полноразмерной клавиатуры, мыши и монитора домашнего ПК с портативным устройством, таким как ноутбук, планшетный ПК или КПК , или компьютером, использующим другую операционную систему.
KVM-переключатели предлагают разные способы подключения компьютеров. В зависимости от продукта коммутатор может иметь собственные разъемы на устройстве, к которым можно подключить стандартные кабели клавиатуры, монитора и мыши. Другой способ иметь один DB25 или аналогичный разъем, который объединяет соединения на коммутаторе с тремя независимыми кабелями клавиатуры, монитора и мыши к компьютерам. Впоследствии они были заменены специальным кабелем KVM, который объединил кабели клавиатуры, видео и мыши в один обернутый удлинительный кабель. Преимущество последнего подхода заключается в уменьшении количества кабелей между KVM-переключателем и подключенными компьютерами. Недостаток - стоимость этих кабелей.
Способ переключения с одного компьютера на другой зависит от переключателя. В исходных периферийных переключателях (Rose, около 1988 г.) использовался поворотный переключатель, в то время как в активных электронных переключателях (Cybex, около 1990 г.) использовались кнопки на устройстве KVM. В обоих случаях KVM выравнивает работу между разными компьютерами и пользовательской клавиатурой, монитором и мышью (пользовательской консолью).
В 1992–1993 годах Cybex Corporation разработала команды горячих клавиш клавиатуры. [ необходима цитата ] Сегодня большинство KVM управляются с помощью неинвазивных команд горячих клавиш (например, Ctrl + Ctrl, Scroll Lock + Scroll Lock и клавиш Print Screen). Переключение с помощью горячих клавиш часто дополняется системой отображения на экране, которая отображает список подключенных компьютеров.
KVM-переключатели различаются количеством компьютеров, которые можно подключить. Традиционные конфигурации коммутации варьируются от 2 до 64 возможных компьютеров, подключенных к одному устройству. Устройства корпоративного уровня, соединенные между собой последовательными и / или каскадными методами, могут поддерживать в общей сложности 512 компьютеров, к которым любой пользовательский пульт имеет равный доступ. [6]
Пропускная способность видео
Несмотря на то , что были произведены переключатели HDMI , DisplayPort и DVI , VGA по-прежнему является наиболее распространенным видеоразъемом, который можно найти с переключателями KVM, хотя многие переключатели теперь совместимы с разъемами DVI. Аналоговые коммутаторы могут быть построены с различной пропускной способностью для полосы пропускания видеосигнала, что влияет на общую стоимость и качество устройства. Типичный коммутатор потребительского уровня обеспечивает полосу пропускания до 200 МГц, обеспечивая разрешение высокой четкости при 60 Гц.
Для аналогового видео разрешение и частота обновления являются основными факторами при определении ширины полосы пропускания, необходимой для сигнала. Метод преобразования этих факторов в требования к полосе пропускания вызывает неоднозначность, отчасти потому, что он зависит от аналоговой природы и состояния оборудования. Для того же самого оборудования может потребоваться более широкая полоса пропускания по мере его старения из-за повышенного ухудшения качества исходного сигнала. Большинство формул преобразования пытаются приблизительно определить необходимую полосу пропускания, включая запас прочности. Как показывает опыт, схема переключателя должна обеспечивать до трех раз большую полосу пропускания, требуемую исходной спецификацией сигнала, поскольку это позволяет удерживать большинство случаев потери сигнала за пределами диапазона сигнала, имеющего отношение к качеству изображения.
Поскольку дисплеи на основе ЭЛТ зависят от частоты обновления для предотвращения мерцания, они обычно требуют большей пропускной способности, чем сопоставимые дисплеи с плоскими панелями.
Монитор
Монитор использует DDC и EDID , передаваемые через определенные контакты, чтобы идентифицировать себя в системе. KVM-переключатели могут иметь разные способы обработки этих данных:
- Нет: у KVM-переключателя отсутствует схема для обработки этих данных, и монитор не «видим» для системы. Система может предполагать, что подключен обычный монитор, и по умолчанию используются безопасные настройки. В качестве меры предосторожности может потребоваться вручную разблокировать более высокое разрешение и частоту обновления через видеодрайвер. Однако некоторые приложения (особенно игры), зависящие от получения информации DDC / EDID, не смогут правильно работать.
- Подделка: KVM-переключатель генерирует собственную информацию DDC / EDID, которая может подходить или не подходить для подключенного монитора. Проблемы могут возникнуть, если есть несоответствие между техническими характеристиками KVM и монитора, например невозможность выбрать желаемое разрешение.
- Сквозной: переключатель KVM пытается сделать связь между монитором и системой прозрачной. Однако он может не сделать этого в следующих случаях:
- генерирование событий Hot Plug Detect (HPD) для прибытия или удаления монитора при переключении или непрохождения состояний питания монитора - может привести к повторному обнаружению ОС монитора и сбросу разрешения и частоты обновления, или может привести к тому, что монитор войдет в или выход из режима энергосбережения;
- непередача или изменение команд MCSS - может привести к неправильной ориентации дисплея или неправильной калибровке цвета.
В рекомендациях Microsoft рекомендуется, чтобы KVM-переключатели передавали в неизменном виде любой трафик I 2 C между монитором и хостами ПК и не создавали событий HPD при переключении на другой порт, сохраняя при этом стабильный бесшумный сигнал на неактивных портах. [7] [8]
Пассивные и активные (электронные) переключатели
KVM-переключатели изначально были пассивными, механическими устройствами, основанными на многополюсных переключателях, и некоторые из самых дешевых устройств на рынке до сих пор используют эту технологию. Механические переключатели обычно имеют поворотную ручку для выбора между компьютерами. KVM обычно допускают совместное использование двух или четырех компьютеров с практическим пределом около двенадцати машин, налагаемым ограничениями на доступные конфигурации коммутаторов. В современных конструкциях оборудования используется активная электроника, а не физические переключающие контакты, которые могут управлять множеством компьютеров в общей системной магистрали.
Одним из ограничений механических переключателей KVM является то, что любой компьютер, который в данный момент не выбран переключателем KVM, не «видит» подключенную к нему клавиатуру или мышь. При нормальной работе это не проблема, но пока машина загружается, она попытается обнаружить свою клавиатуру и мышь и либо не сможет загрузиться, либо загрузится с нежелательной конфигурацией (например, без мыши). Точно так же невозможность обнаружения монитора может привести к тому, что компьютер вернется к низкому разрешению, например (обычно) 640x480. Таким образом, механические переключатели KVM могут не подходить для управления машинами, которые могут перезагружаться автоматически (например, после сбоя питания).
Другая проблема, с которой сталкиваются механические устройства, - это неспособность одного или нескольких переключающих контактов установить надежные электрические соединения с низким сопротивлением, что часто требует некоторого покачивания или регулировки ручки для исправления неоднородных цветов на экране или ненадежной периферийной реакции. Позолоченные контакты улучшают характеристики переключателя, но увеличивают стоимость устройства.
Большинство активных (электронных, а не механических) устройств KVM обеспечивают эмуляцию периферии, отправляя сигналы на компьютеры, которые в настоящее время не выбраны для имитации подключенных клавиатуры, мыши и монитора. Они используются для управления машинами, которые могут перезагружаться в автоматическом режиме. Сервисы эмуляции периферийных устройств, встроенные в оборудование, также обеспечивают непрерывную поддержку там, где компьютерам требуется постоянная связь с периферийными устройствами.
Некоторые типы активных KVM-переключателей не излучают сигналы, которые точно соответствуют физической клавиатуре, монитору и мыши, что может привести к нежелательному поведению управляемых машин. Например, пользователь мультимедийной клавиатуры, подключенной к переключателю KVM, может обнаружить, что мультимедийные клавиши клавиатуры не влияют на управляемые компьютеры.
Альтернативы ПО
Существуют программные альтернативы некоторым функциям аппаратного KVM-переключателя, такие как Multiplicity , Input Director и Synergy , которые переключаются программно и пересылают ввод по стандартным сетевым соединениям. Это дает преимущество в уменьшении количества необходимых проводов. Переключение границ экрана позволяет мыши работать на обоих мониторах двух компьютеров.
Удаленные KVM-устройства
Существует два типа удаленных KVM-устройств, которые лучше всего описать как локальные удаленные и KVM через IP.
Локальный пульт (включая KVM через USB)
Конструкция локального удаленного KVM-устройства позволяет пользователям управлять компьютерным оборудованием на расстоянии до 1000 футов (300 м) от пользовательских консолей (клавиатуры, монитора и мыши). Они всегда нуждаются в прямом кабельном соединении от компьютера к KVM-переключателю с консолью [9] и включают поддержку стандартных кабелей категории 5 между компьютерами и пользователями, соединенными коммутационным устройством. Напротив, KVM-устройства с питанием от USB могут управлять компьютерным оборудованием с помощью комбинации кабелей USB, клавиатуры, мыши и монитора длиной до 5 метров (16 футов). [10]
KVM через IP (IPKVM)
KVM-переключатели на IP-устройствах используют специальный микроконтроллер и потенциально специализированное оборудование для захвата видео для захвата сигналов видео, клавиатуры и мыши, сжатия и преобразования их в пакеты и отправки их по каналу Ethernet в удаленное консольное приложение, которое распаковывает и восстанавливает динамическое графическое изображение. Подсистема KVM over IP обычно подключается к резервной панели питания системы, чтобы она была доступна в течение всего процесса загрузки BIOS. Эти устройства позволяют управлять несколькими компьютерами локально или глобально с использованием IP-соединения. [9] Существуют проблемы с производительностью, связанные с оборудованием LAN / WAN, стандартными протоколами и задержкой в сети, поэтому управление пользователями обычно называют «почти в реальном времени».
Для доступа к большинству удаленных устройств или устройств «KVM» по IP сегодня используется веб-браузер , хотя многие автономные программные приложения для просмотра, предоставляемые многими производителями, также зависят от ActiveX или Java .
Белый список
Некоторые наборы микросхем KVM или производители требуют неявного включения «белого списка» или полномочий для подключения. Без добавления в белый список устройство работать не будет. Это сделано специально и требуется для подключения нестандартных USB-устройств к KVM. Это завершается записью идентификатора устройства (обычно копируется из диспетчера устройств в Windows) или документации от производителя USB-устройства.
Как правило, все периферийные устройства HID или USB потребительского класса не подпадают под действие этого правила, но более экзотические устройства, такие как планшеты, дигитайзеры или переключатели USB, требуют ручного добавления в таблицу белого списка KVM.
Выполнение
По сравнению с обычными методами удаленного администрирования (например, внутриполосные виртуальные сетевые вычисления или службы терминалов ), KVM-переключатель имеет то преимущество, что он не зависит от программного компонента, работающего на удаленном компьютере, что позволяет удаленное взаимодействие с базой. уровень настройки BIOS и мониторинг всего процесса загрузки до, во время и после загрузки операционной системы. Современные устройства или коммутаторы KVM over IP обычно используют как минимум 128-битное шифрование данных для защиты конфигурации KVM через WAN или LAN (с использованием SSL ).
Устройства KVM over IP могут быть реализованы по-разному. Что касается видео, карты PCI KVM over IP используют форму соскабливания экрана, при которой мастер- карта шины PCI KVM over IP будет получать доступ и копировать экран непосредственно из буфера графической памяти, и в результате он должен знать, какой графический чип он работает, и в каком графическом режиме сейчас находится этот чип, чтобы содержимое буфера можно было правильно интерпретировать как данные изображения. Новые методы в картах подсистемы управления OPMA и других реализациях получают видеоданные напрямую через шину DVI . Реализации могут эмулировать клавиатуру и мышь на базе PS / 2 или USB . Встроенный сервер VNC обычно используется для видеопротокола в реализациях IPMI и Intel AMT .
Устройства для совместного использования компьютера
KVM-переключатели называются устройствами совместного использования KVM, потому что два или более компьютеров могут совместно использовать один набор периферийных устройств KVM. Устройства совместного использования компьютера работают в обратном порядке по сравнению с переключателями KVM; то есть один компьютер может использоваться несколькими мониторами, клавиатурами и мышами. Устройство для совместного использования компьютера иногда называют KVM-сплиттером или обратным KVM-переключателем. Хотя эта конфигурация не так распространена, она полезна, когда оператор хочет получить доступ к одному компьютеру из двух или более (обычно близких) мест - например, общедоступный киоск, который также имеет интерфейс обслуживания персонала за прилавком, или домашний офис. компьютер, который можно использовать как домашний кинотеатр .
Смотрите также
- Консольный сервер
- Технология активного управления Intel
- Интеллектуальный интерфейс управления платформой
- Удаленный графический блок
- Динамическое сопоставление устройств
- Канал управления дисплеем
- Обратный DDM
- Synergy (программное обеспечение)
Рекомендации
- ^ «Внимательный взгляд на современное переключение клавиатуры / видео / мыши» (PDF) . Проверено 25 июня 2012 года .
- ^ Тони Декерф, Гэри Д. Дэвис. «Белая книга по переключению клавиатуры / видео» (PDF) . Проверено 25 июня 2012 года .
- ^ «Кросс-платформенное устройство KVM USB с полу-DDM» .
- ^ «Классы KVM» .
- ^ «Руководство по выбору Raritan KVM» .
- ^ «Tripp Lite: Руководство по покупке KVM» . Архивировано из оригинала на 2016-03-04.
- ^ «ВСБМ: Руководство по графике для Windows 7» . Microsoft. 2009-06-12.
- ^ «ВСБМ: Рекомендации по отображению KVM-переключателей в Windows 7» . Microsoft. 2009-06-18.
- ^ а б http://www.raritan.com/blog/detail/understanding-the-four-categories-of-kvm-switches
- ^ http://www.epiphan.com/products/other-applications/kvm2usb/