KVM系统范文

KVM系统范文（精选9篇）

KVM系统 第1篇

如今广播电视系统为了规范设备管理, 越来越多的电台、电视台希望可以将所有的电脑主机均放在统一的设备机房, 只在操作室内保留键盘、鼠标、显示器, 这样不但方便设备管理也改善了操作室的办公环境, 一举两得 (图1) 。

在广播电视系统中除了计算机, 还有一些基于计算机产品开发的专业设备, 如播控计算机、播出服务器、网管计算机、数据库服务器、字幕机、非编系统、监控系统等, 传统的做法是主机和操作用的键盘、鼠标、显示器放在同一地点, 方便操作, 与之带来的一个问题就是设备不能统一管理, 且显得杂乱无章。

现在, 我们可以通过KVM延长器解决这个问题, 不但保证操作方便, 还能将设备统一管理, 在操作室内看不到计算机主机, 只有键盘鼠标显示器供值班人员进行操作, 实现人机分离。如果一套系统中有较多的计算机或者基于计算机的产品, 则当人机分离之后, 主机附近没有键盘、鼠标、显示器, 当需要维护时, 需要拆除原来的接线, 重新接上一套键盘、鼠标、显示器, 操作较为繁琐。IT领域中的解决方案是在KVM延长器的发送端引出一套KVM接口, 用于对主机的维护, 这样的方案意味着机房内有多少主机, 就需要多少套键盘鼠标显示器, 从成本的角度上, 这套解决方案的性价比较低 (图2) 。

如何保证对主机维护方便, 还要提高方案的性价比?大连捷成推出了一套新理念的KVM解决方案, 无论是从价格、还是安全性方面, 都远远超出其他同类系统解决方案。该方案不但适用于数据中心等IT领域, 由于其安全性和结构性上的特点更加适用于广电领域。

中国广电系统多年来一直坚持一条原则, 就是确保安全播出。在播出环节中, 任何一个环节出现故障, 都可能造成播出事故, 因此在选择设备时, 其安全性、稳定性是用户首要考虑的问题。大连捷成从事广电产品研发生产17年, 已经成为国内视音频领域的领军企业之一, 无论是产品的指标、性能都达到了国际领先水平。大连捷成研发生产的产品在质量上、安全性上是毋庸置疑的。在此基础上, 大连捷成推出了KVM系列产品, 主要以KVM延长器、KVM前段维护器为主, 形成一套新理念的KVM解决方案。

KVM延长器分为发送端和接收端, 中间依靠CAT-5网线进行信号传输。传统的KVM延长器为盒式形态, 在IT领域中非常常见, 但是在广电领域中, 大部分产品形态均为标准机架式形态, 而盒式形态会显得不专业, 摆放显得杂乱。因此捷成为了迎合广电领域的需求, 开发出一套机架式KVM延长器 (RKM-KVMR系列) , 不但可以传输KVM信号, 还可以将计算机主机的开关机、重启、音频信号一起进行传输。无论是产品功能、形态、稳定性都完全适用于广电领域, 在搭建系统时, 大连捷成给广电用户增加了一种新的选择 (图3) 。

解决了KVM接收端产品形态不专业的同时, 大连捷成又推出一款创新产品“KVM前端维护器” (HDS-8/16) , 来解决人机分离之后, 主机维护的问题。其原理框图见图4, 系统应用框图见图5 (由于该产品是为了解决通过KVM延长器使人机分离之后主机维护的问题, 因此该产品需要配合KVM延长器一起使用) 。

设备机房内所有电脑KVM信号通过KVM发送端转换后, 通过CAT-5网线传输到前端维护器的输入端, 可以通过本机面板或维护终端的键盘进行选择控制哪台计算机, 从而在设备机房通过一套键盘鼠标显示器对所有计算机主机进行维护。当不需要对计算机主机进行维护时, KVM前端维护器的输入和输出是一一对应的关系 (第1路输入第1路输出;第2路输入第2路输出) ;当需要对计算机主机维护的时候, 将需要维护的计算机主机KVM信号切换到维护终端进行操作维护, 此时对应的前端维护器的输出没有信号。广电领域对系统安全的要求相当严格, 因此大连捷成在开发该产品的时候, 充分考虑系统安全, 在KVM前端维护器上增加了BY-PASS功能, 使其在设备故障、掉电的情况下默认一对一直通, 不影响值班人员对计算机主机的操作。

大连捷成将在IT领域广泛应用KVM产品, 经过重新定位和设计, 现推出一套全新的KVM解决方案, 应用于广电领域。

2009年大连捷成新品不断, 先后推出X-PLUS多格式矩阵、Pandora视音频信号处理系统 (台标、键控、嵌入音频压限器、同步应急2选1) 、Monler音频监听器、播出总控系统设备、KVM延长系列产品等, 充分彰显了大连捷成的创新研发能力, 在全球经济危机的大背景下, 捷成产品的市场占有率不但没有下降, 反而呈现上升趋势, 在逆境中不断攀升, 树立了自身的品牌形象。

什么是KVM?

KVM是键盘 (keyboard) 、显示设备 (video) 、鼠标 (mouse) 的简称。

什么是KVM延长器?

KVM延长器就是将计算机的键盘、显示、鼠标信号采用特殊技术处理后, 通过一根网线实现三种信号的远程传输, 目前的新技术已经可以支持将音频和通讯口采用同样的方式远距离延伸, 使得用户可以是人机分离的方式在远端实时控制操作计算机主机设备。

什么是KVM前端维护器?

kvm基本原理2 第2篇

在Xen的体系结构中,Xen Hypervisor运行于硬件之上,并且将系统资源进行了虚拟化,将虚拟化的资源分配给上层的虚拟机(VM),然后通过虚拟机VM来运行相应的客户机操作系统.

在KVM中,一个虚拟机就是一个传统的Linux中的线程,拥有自己的PID号,也可以被kill系统调用直接杀死(在这种情况下,虚拟机的行为表现为“突然断电”).在一个Linux系统中,有多少个VM,就有多少个进程.如:

1

107 2349 1 4 Mar01 ? 1-10:21:43 /usr/bin/kvm -name instance-00000074 -S -M pc-1.2 -cpu Penryn,+dca,+pdcm,+xtpr,+tm2,+vmx,+ds_cpl,+monitor,+dtes64,+pbe,+tm,+ht,+ss,+acpi,+ds,+vme -enable-kvm -m 2048 -smp 2,sockets=2,cores=1,threads=1 -uuid f8450270-9d96-4dba-b1c2-8ebcef1ff012 -no-user-config -nodefaults -chardev socket,id=charmonitor,path=/var/lib/libvirt/qemu/instance-00000074.monitor,server,nowait -mon chardev=charmonitor,id=monitor,mode=control -rtc base=utc,driftfix=slew -no-kvm-pit-reinjection -no-shutdown -device piix3-usb-uhci,id=usb,bus=pci.0,addr=0x1.0x2 -drive file=/var/lib/nova/instances/instance-00000074/disk,if=none,id=drive-virtio-disk0,format=qcow2,cache=none -device virtio-blk-pci,scsi=off,bus=pci.0,addr=0x4,drive=drive-virtio-disk0,id=virtio-disk0,bootindex=1 -netdev tap,fd=20,id=hostnet0,vhost=on,vhostfd=22 -device virtio-net-pci,netdev=hostnet0,id=net0,mac=fa:16:3e:7b:8b:b6,bus=pci.0,addr=0x3 -chardev file,id=charserial0,path=/var/lib/nova/instances/instance-00000074/console.log -device isa-serial,chardev=charserial0,id=serial0 -chardev pty,id=charserial1 -device isa-serial,chardev=charserial1,id=serial1 -device usb-tablet,id=input0 -vnc 10.1.1.190:1 -k en-us -vga cirrus -device virtio-balloon-pci,id=balloon0,bus=pci.0,addr=0x5

2

root 2350 2 0 Mar01 ? 00:00:00 [vhost-2349]

3

root 2354 2 0 Mar01 ? 00:00:00 [kvm-pit/2349]

以上VM进程信息是通过qemu-kvm来进行的,相关的控制开关作为命名行参数输入,如虚拟映像对应的磁盘,虚拟网卡,VNC设置,显卡设置和IO设置等.

KVM的API是通过/dev/kvm设备进行访问的./dev/kvm是一个字符型设备.

1

root@ubuntu:~# ls -l /dev/kvm

2

crw-rw---- 1 root kvm 10, 232 Mar 14 14:20 /dev/kvm

kvm仅仅是Linux内核的一个模块,管理和创建完整的KVM虚拟机,需要更多的辅助工具.

1.qemu-Kvm:仅有KVM模块是远远不够的,因为用户无法直接控制内核模块去做事情,还必须有一个用户空间的工具，

kvm基本原理2

，

关于用户空间的工具,KVM 的开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件 QEMU.QEMU 是一个强大的虚拟化软件,它可以虚拟不同的 CPU 构架.

运行在内核态的KVM模块通过/dev/kvm字符设备文件向外提供操作接口.KVM通过提供libkvm这个操作库,将/dev/kvm这一层面的ioctl类型的API转化成为通常意义上的函数API调用,提供给QEMU的相应适配层.

比如说在x86 的CPU上虚拟一个Power的CPU,并利用它编译出可运行在 Power上的程序.KVM使用了QEMU的基于x86的部分,并稍加改造,形成可控制KVM内核模块的用户空间工具QEMU-KVM.所以Linux发行版中分为kernel部分的KVM内核模块和QEMU-KVM工具.这就是KVM和QEMU 的关系.

KVM系统 第3篇

CTC系统可以有效实现车站信号联锁设备控制权限的合理分配和调整, 正常情况下控制权限由行车调度中心行使, 由调度员统一对管内信号联锁设备进行集中控制, 当现场CTC设备出现故障或遇到天窗作业时, 便将控制权限交还给车站进行人工控制, 而当现场CTC、信号联锁设备具备转回自律模式的条件时, 再将控制权限交回中心, 这种权限的合理调配也充分体现出CTC系统符合铁路设备故障-安全的理念。

大秦铁路担负着将我国优质动力煤炭资源由华北地区向东南沿海进行快速输送的重要使命, 是我国煤炭运输的重要战略补给线, 通过采用CTC系统按行车计划自动触发进路取代过去由车站值班员按计划人工办理列车进路的方式, 将行车指挥权移交给路局调度中心进行统一、全程调配和控制。

目前大秦铁路沿线各个车站 (包括无人中继站) 已全部采用CTC系统来保障安全运输, 但是各站所安装的CTC系统设备在最初设计安装时, 全都采用了将车务终端主机 (有人站) 放置于车务运转室的安装方式, 这样做主要是为了当主机发生故障时可以快速通过车务终端倒机单元进行切换, 将热备机切换为主用状态, 达到减少故障延时的目的, 但是通过近几年设备运用情况及对故障案例分析发现:车务终端主机的这种安装方式其实存在着很大的缺陷和安全隐患, 主要表现为以下几个方面:

(1) 车务终端主机属于工业用精密计算机设备, 并且常年24 小时不间断工作, 因此, 对于环境温湿度要求极高, 需要温湿度恒定在一个合理的范围内, 一般要求环境温度必须保持在18-22℃之间, 相对湿度为50-70%之间, 但目前绝大部分车务运转室都没有安装空调等调温设备, 即使部分车站运转室安装有降温设备, 但主机均放置于封闭的普通机柜里, 这些柜子基本不具备良好的散热条件, 因此, 很难保证主机的工作环境温湿度达到标准。盛夏时节运转室内温度急剧升高, 主机长时间工作于这种环境中所产生的热量得不到及时的散发, 造成柜子内形成高温地带, 经过现场人员实际测量, 机柜内的温度有时甚至超过了50℃, 这种环境将严重影响到主机的正常工作, 即使部分运转室安装有降温设备, 也难以保证温度、湿度环境恒定在合理范围内, 因此, 每年七、八月间大秦铁路管内总会发生多起因主机温度过高导致的死机故障, 轻则干扰到正常的行车秩序, 重则直接导致行车中断, 对运输生产造成一定的影响。

(2) 车务终端主机内部通常是由若干块小电路板通过插接件连接在一起, 电路板上又由很多小规模集成电路和相关电子元器件集合而成, 各种元器件焊点之间的间隔非常小, 如果电路板中沉积大量的灰尘将会对这些元器件和接插件结合部造成很大影响。大量灰尘吸附在集成块和其它电子元器件之间, 将会降低其散热性能, 导致元器件温度升高, 如果大量导电性灰尘吸附在主机主板内, 这些导电灰尘将起到导体的作用, 导致相近的元器件被连通而发生短路, 而绝缘性灰尘大量堆积则会导致正常接插件触点接触不良, 因此, 按要求计算机机房内年降尘量必须为m2≤10g, 而沿线各个车务运转室普遍没有采取有效的防尘措施, 主机所处的机柜也只是普通机柜基本不具有防尘功能。大秦铁路沿线都处于北方地区, 气候常年干燥少雨且灰尘量非常大, 加之大秦铁路常年运输煤炭, 线路边上的车务运转室便成为了煤尘的沉降重灾区, 每当有列车通过时运转室内就会沉积一些煤尘, 因此, 在这种环境下主机内部极易聚集大量细小煤尘, 这种沉积在主机电路板内部的煤尘清理起来十分困难, 时间久了内部积累的煤尘越来越多, 导致元器件短路烧毁电源, 一旦发生主机电源烧毁而导致车务终端不能工作, 影响到大秦铁路的安全运输。

(3) 车务终端主机和其所属的CTC系统其它主机分别放置于不同的处所, 而且有些车站运转室与信号机械室之间相隔很远, 也给电务人员日常的检修维护及故障处理带来不便, 当CTC系统一旦发生故障时, 就需要电务人员在信号机械室与车务运转室间反复穿梭进行判断处理, 这样就很容易增加故障延时, 严重影响运输生产。

(4) 放置于信号机械室机柜内的主机与车务运转室内的车务终端主机之间在进行防雷设计时, 难以实现设备共地, 而导致两设备之间出现电压差, 从而产生出弱电流通道, 一旦发生雷击强电流将直接窜进弱电流通道烧毁整个系统, 不共地将会使得整套CTC系统设备容易成为雷击侵害的对象, 扩大雷击的范围。

我们也曾尝试过通过要求现场电务人员利用天窗时间定期对车务终端主机及CTC系统其他主机进行除尘的手段, 希望能达到提高工控机自身降温能力的目的。但是一旦进入盛夏时节, 遇到高温天气工控机处于密闭的机柜内, 依然会因温度过高而出现自动关机的情况, 没有从根本上解决这个问题。因此, 解决该问题的关键就是通过将车务终端主机移设至信号机械室专用机柜中, 而车务运转室只保留显示器、键盘、鼠标以及音响等非关键设备, 从而达到彻底改善车务终端主机的工作环境, 提高设备运用能力, 减少主机因工作环境差而发生故障的概率。

为了降低因车务终端主机工作环境差而导致的死机问题, 我们通过大量现场调研, 最终确定采用KVM系统将主机移设至信号机械室专用机柜中的方案, 车务运转室只保留车务终端显示器、键盘、鼠标以及音响, 利用既有的CAT5e网线通过一套KVM信号延长装置将车务终端主机与运转室内的键盘、显示器、鼠标相连接, 从而实现远程控制的目的。具体原理图如图1 所示。

CTC设备KVM系统可分为两大部分:一是本地设备安装在信号机械室CTC设备工控机柜内, 通过专用线缆连接在车务终端主机的视频、音频输出和键盘、鼠标输出接口上;二是远端设备安装在车务运转室机柜内, 并与显示器、键盘、鼠标输入接口相连接, 本地设备和远端设备之间则通过CAT5E网线连接起来进行信号传输, 在不影响信号强度的前提下传输距离可以达到300 米, 通过KVM系统车务值班员就可以在远程对信号机械室内的车务终端主机进行操作, 信号机械室拥有良好的温湿度控制系统, 可以确保主机工作恒温湿度环境中, 减少故障的发生。

该方案的实施不需要重新铺设线缆, 可利用既有的CAT5e网线和电源线, 从而加快了施工进度同时降低了施工成本, 也减少了施工时对行车人员工作的干扰, 对于信号机械室与车务运转室之间的距离小于300 米内的都可以采用该方案进行优化, 减少电务人员日常维护CTC系统所需要的时间, 提高工作效率。

该方案的实施可以大大降低因车务终端主机工作环境差而导致的故障, 减少大秦线CTC系统故障延时, 保障大秦线的安全运输, 通过将车务终端主机移设至信号机械室与CTC系统其他主机放置在一起, 可以实现各主机共地的情况, 提高CTC系统整体的防雷能力, 降低因发生雷害导致的CTC系统故障。

文章主要通过对采用KVM系统将车务终端主机移设至信号机械室的可行性方案进行阐述, 达到解决目前大秦铁路管内CTC系统车务终端主机因工作环境差而导致的死机问题的目的, 该方案已经在大同电务段管内部分车站内进行了实施, 经调研发现车务终端故障率大大降低, 该方案的可行性将不止适用于大秦线, 对于其他线路中TDCS/CTC系统也可以参照此方案进行优化改造, 提高TD-CS/CTC系统设备的运用环境。

摘要：大秦铁路CTC系统车务终端主机统一放置于车务运转室普通机柜内, 一旦主机CTC软件发生故障电务人员可以及时通过车务终端倒机单元进行主/备机倒切, 使得备机转为主用减少故障延时, 但是目前车务运转室工作环境难以达到主机硬件工作要求, 经常发生因室内温湿度及灰尘量超出规定要求而导致的主机死机问题。我们通过采用KVM系统将安装在车务运转室的主机移设至信号机械室专用机柜中, 而车务运转室只保留显示器、鼠标、键盘以及音响设备, 达到改善主机工作环境, 提高设备运用情况。

KVM系统 第4篇

所谓KVM(Keyboard-Video display-Mouse)简单来讲就是键盘、显示器和鼠标的集合体，但它的应用效果却远非如此简单。全球领先的网络设备与解决方案提供商D-Link近日推出两款面向中小企业的KVM产品：DKVM-8H+、16H+，两款设备的主要区别为DKVM-8H+支持8个端口，DKVM-8H+则支持16个端口。该两款产品都支持主机接口转换功能;提供PS/2转USB接口转换器， 让您节约更换线缆的成本 。并且单台设备支持所接线缆满配。

这两款新品又如何解决上面提到的问题呢?众所周知，对于服务器设备来说，都需要配备一台显示器、鼠标、键盘来帮助服务器的维护和操作工作，如果网络中有多台服务器，则需要配备同样数目的外设。有了DKVM系列产品，只要将服务器与其相连，即可实现一个键盘、一台显示器、一个鼠标来管理多台服务器，不但降低了采购成本，而且节约了空间。既环保又经济，

优势不仅如此，举个例子，随着数字化校园的体系规模越来越庞大，后期系统的维护有非常大的负担，对于一般学校来说由于占地宽广，因此一旦机房发生了的问题，管理人员就需要飞奔很远的距离，经常在校园、教室、办公室之间忙碌的奔波。配上一台D-Link DKVM-16H+在搭配一台DKVM-IP1远程管理模块后，现在你只要稳坐办公室，轻松敲击键盘，便可即时切换至所需操控的电脑画面。如此一来，你的工作会变得更高效。

当然，D-Link DKVM的操作也非常简单，它不需要安装任何辅助软件，可以直接通过面板上的按钮、热键，或是OSD屏幕选单功能以选择切换连接终端，令人兴奋的是：产品均支援热插拔，在连接新的计算机或KVM切换器时，无需关闭即可完成新连接。

简单的应用、高效的连接、节约了成本，相信每位IT工作者都希望自己的网络能得到这样的效果，但前提是保证整个网络的安全。事实上，当你采用了D-Link DKVM系列产品时，就已经让自己的网络安全提升了一个台阶。由于先前的终端处于相对无序的状态下，每台服务器均是一个安全节点，这无形中增加了风险系数，现在用D-Link DKVM系列产品集中管理，所有终端同样可控，将安全节点浓缩为一点，无论是管理还是监控都更方便。

如果你认为现在该配一台D-Link DKVM产品，但苦于终端数量太多而无法满足需要的话，不妨选择几台D-Link DKVM-16H+进行多级连接，目前最多支持16台设备并联，总共具备256个终端连接的能力。

基于KVM的性能优化与改进 第5篇

关键词：KVM,线程,堆空间,类加载器

现在的小型互联网移动、物联网设备越来越被人重视, J2ME技术也是越来越有前景, 对于它性能的要求也越来越高, J2ME在不久的将来会成为事实上的标准。

1 KVM体系结构

指令集、寄存器、栈、收集堆是KVM的五个逻辑部分, 他们通过某种方法在真实机器上实现。

1.1 指令集

KVM可容纳Java程序大概28个字节码。每个字节码对应一种运算功能, 指令集就如同Java程序的翻译员。指令集中包括操作符和操作数, 操作符的作用是用来规定要执行的操作, 而指令符的作用在于存储参数数据。

1.2 寄存器

保存运行的状态是KVM寄存器的主要功能, 寄存器中分为:程序的计数器、指向指针 (指向操作数、执行环境、第一个局部变量) 、为了能够保证指令集的高效与简洁, 规定KVM是栈式的, 这样寄存器就不会传递和接受数据。

1.3 栈

KVM栈中有三种存储区域:局部变量区、操作数区、运行环境区。局部变量区在Java方法中是使用固定大小的集, 即32位, 长整数和双浮点数虽然占两个空间, 但是按照第一个局部变量空间来索引它的地址, 且局部变量值和操作数值可以相互载入。为了在大部分机器上高效运行, 操作数都是从操作数中取得, 然后进行操作, 再把值返回到操作数区中, 这样就不用寄存器, 效率显然得到提高。运行环境区中最关键的是动态链接, 此链接能够把符号型的方法调用翻译成实际方法调用, 这种方法使得机器使用其他类文件时不会对现有的程序代码造成影响。

1.4 收集堆

存储类实例的空间, 收集堆的无区别单元收集能力是被封装起来的, 也不规定具体收集算法, 它的算法是根据系统要求而变的。

2 KVM性能改进的重要性和方向

K VM作为一个虚拟的平台, 把这个平台加以硬件实现, 即materialized后, 就是Java chip。也就是说, 它是一个货真价实的CPU, 如果不需要所有CPU的功能设计, 我们也可以使它作为一个co-proces sor, 这样我们就能让Java byte code在Java chip上直接运行, 这个就是picoJava技术, 由早先的S un公司提出。后来各厂商引入的复杂技术, 和它的观点是一样的。

3 KVM性能提高技术

3.1 hotjava技术

Hot Spot是一种动态编译Java bytecode的技术, 它是高弹性的设计, Hot Spot把对于程式执行时影响效率很大的程式码动态编译成原生码, 与此同时, 根据profiling结果对这些原生码进行最佳化, 这样效率就会得到明显的提升。另外对于执行频率低的程式码片段就不需要用到动态编译, 这些片段直接编译即可。这样Hot Spot就可以分为直译、动态部分编译、随颇析结果动态编译最佳化。

3.2 基于Javacode执行提出优化

传统的Java程序采用了一些特别的方法来解决效率问题, Just in time Compiler针对Bytecode需执行时才去翻译, 但是在KVM中, 必须要更简单这些流程, 例如KVM把byte code verify的动作分成两步, 先用预先审核器 (preverifier) 做一些前置的审核工作, 预先审核器会在类别档之中加入一些特殊标记或符号。如此一来, 当这些程式放在目标平台上执行时, 就可以大幅减少在目标平台上做审核时的时间, 加速程式的启动及执行速度, 比起一般的Java程式开发来说, 多了许多的步骤。

3.3 基于KVM实现做出的优化

对于KVM效率问题而言, 我们对KVM最佳化的动作上面可以考虑, C语言编写了KVM参考实作, 在这个参考实作中的瓶颈问题上可以试着用组合型语言来实现, 同时能够利用效能选项, 这样根据实际测试, KVM的效率可以提升10至20个百分点。

3.4 使用KNI的native code进行优化

Native code可以直接通过执行系统执行, 不需要进过解释 (interpreter) , 有效避开虚拟机瓶颈问题, 对整体的执行效率是一种提高。Native code就是能够编译成机器看得懂的底层代码, 我们也可以把它看做是所有语言的母语。而Java语言的代码一定得在Java虚拟机中执行, 转换成所有语言的母语, 这样才能被机器所执行, 所有造成了现有的效率问题。我们也可以理解只要一种语言能被编译器编译成底层看得懂的机器码, 我们就可以说这个语言编写的代码是native code, 所以native code不仅仅只C以及汇编。

3.5 通过硬件进行优化

顾名思义就是把最重最复杂的负担让给硬件去解决, 这就是Java Chip, 它就是一种微芯片, 用来加快Java程序的执行性能, 有了Java Chip可以说就用不到软件JVM, 它相当于直接集成了JVM, Java代码可以直接通过它执行, 效率更高。

4 结束语

在我们今天的生活中, 个性化的智能信息消费品已经日益成为人们生活的必须品。其中手机、智能卡, 平板电脑这些设备都是相对小型, 资源有限。为专门满足这一巨大的消费空间, 我们必须对KVM内存进行优化, 所以KVM优化是大势所趋, 有着很大的天地和前景。

参考文献

KVM控制器的分类与设计 第6篇

随着信息化建设的不断深化, 机房作为信息化建设的中心, 建设规模也在不断扩大, 管理日益复杂, 安全问题, 管理效率问题日益突出。与信息化建设的速度相比, 机房设备管理和维护的方式已明显落后。为了控制成本, 提高效率, 节约机房使用空间, 提高设备利用率, 减少人为因素对系统的影响, 实现科学有效的管理机制, 需要一种行之有效的方法对机房中所有的设备系统进行管理, 使得管理人员可以在远程直接对设备进行操作, 用一组键盘、显示器与鼠标控制多台计算机, KVM技术应运而生。

2 KVM

KVM是英语中键盘 (Keyboard) 、显示器 (Video) 与鼠标 (Mouse) 等三个单词字首字母的缩写, 即多计算机切换器, 可用一套键盘、显示器与鼠标控制两台或两台以上计算机, 可以实现在不同位置、不同平台的各个主机之间切换, 进行控制和管理, 实现一个用户通过一套键盘、显示器与鼠标来管理多台服务器, 达到提高系统设备和管理人员的工作效率、提高机房运行的稳定性、安全性与可靠性, 降低维护成本的目的。

2.1 KVM的分类

KVM按工作模式可分为两大类:模拟式KVM和数字式KVM。

模拟式KVM:多台服务器的键盘、显示器与鼠标直接连接到KVM上, 所有的连接信号以模拟的方式传输, 连接线通常使用5类双绞线或专用模拟线。由于模拟信号随距离的增加而衰减, 所以对控制传输距离有一定的限制, 一般不超过300米, 如图1所示。

数字式KVM:多台服务器连接到模拟式KVM上, 不同用户的键盘、显示器与鼠标通过网络连接到KVM上, 网络中的信号经过数字化、加密处理后传输。由于网络的使用, 控制传输距离不再受到限制。网络可以是局域网、广域网和因特网等, 可以远程管理任何连入网络的任何地理位置的服务器。KVM Over IP充分利用了网络的优势, 极大扩展了其在服务器管理中的应用, 如图2所示。

2.2 KVM发展历史

2.2.1 第一代手动KVM

第一代KVM只能实现简单的手动面板控制, 而且仅限于PS/2接口的服务器, 同时, 只能实现单台机器按顺序开机控制, 经常出现丢鼠标、键盘等问题。

2.2.2第二代自动KVM

第二代KVM解决了手动KVM的很多问题, 支持USB接口的服务器, 支持同时开机, 支持热键和OSD菜单控制等功能。

2.2.3 第三代数字KVM

第一代和第二代KVM都是模拟KVM, 其连接到计算机的电缆长度有限, 如USB线缆最远只支持到5米, PS/2线缆也最远支持到15米, 由于通过机柜并柜放置, 大中型机房无法通过模拟KVM来控制, 数字KVM (KVM over IP) 应运而生, 数字KVM采用基于IP网络方式传输操作端的信息, 因而具有不受距离限制的优点。

3 KVM over IP

KVM over IP提供了基于IP网络的多个虚拟端口连接服务器的安全KVM连接。用IP网络来管理, 极大提升扩展了KVM在机房管理中的应用。充分利用因特网的优势, 不必进入机房, 在任何地方都可以管理和维护机房中的服务器等设备。KVM over IP最大的特点是使用业界标准的TCP/IP协议, 除了对服务器监控管理外, 还可以对其它机房设备, 如路由器、交换器、防火墙等串口设备及电源进行远程管理, 从而实现对机房核心设备的远程集中管理和控制。

KVM控制器将所连接的服务器等管理对象的视频、控制等信息压缩成IP包后通过网络传送, 在远程客户端收到来自KVM控制器发送的IP包后, 将其解码并重新组合, 随后将之转换, 在远程客户端的屏幕上显示。

管理员通过屏幕看到服务器等管理对象的当前信息状态后, 用本地的键盘和鼠标发出一系列的控制命令后, 这些控制命令通过远程客户端组合并加密成IP包后, 经过网络传送到KVM控制器;KVM控制器把IP包解包, 将控制信号传送到服务器等被管对象, 从而让被管对象做出相应的动作。

为了保证安全, KVM over IP系统在网络传送和接收两端进行加解密、密码保护及数据压缩, 密码系统支持RSA1024、SSL128等算法;支持RADIUS认证通信协议。

KVM系统管理员可以为所连接的所有服务器设备命名, 并根据不同的设备分级设置不同的用户权限。除KVM系统管理员外, 普通用户只能访问各自权限范围内的服务器。通过KVM系统管理员可以设置多达上百个普通用户账号, 并提供多个用户共享访问一台服务器。

4 基于AST2050的KVM控制器

4.1 系统架构

基于AST2050的KVM控制器由AST2050、VGA ADC、VGA RGB信号切换器、USB信号切换器等组成, 系统架构如图3所示。

KVM控制器采用的主处理器为AST2050处理器, 该处理器集成ARM9处理器、IPMI和KVM Over IP管理功能, 具备视频压缩编码和安全加密功能, 其架构如图4所示。

AST2050具有如下功能:

CPU:200MHz ARM926

SDRAM:DDR2/DDR 16 Bits

最大分辨率:1600x1200@60Hz

USB 2.0 HUB控制器:1个

串口和虚拟串口:各2个

数字视频输入:1路, 支持12-24-Bit

以太网控制器:2路, 10/100M bps

视频压缩:支持YUV420、YUV444图像格式, 支持1600x1200x16bpp@60Hz。

KVM控制器的远端管理基于WEB界面, KVM数据及控制命令经压缩后通过IPMI协议封装经IP网络传输, 视频数据经压缩后通过IP网络传输, 其中视频数据需通过AD转换传入AST2050进行压缩处理, 压缩算法为JPEG格式算法。媒体重定向支持软驱和CD/ DVD 重定向, 支持基于USB 2.0 的CD/DVD重定向。

安全标准支持AES/RC4/MD5/SHA-1/SHA-224/SHA-256/HMAC-MD5/HMAC-SHA-1/HMAC-SHA-224/HMAC-SHA-256加密标准;安全协议:采用LDAP协议;支持Windows Active Directory 和Open-LDAP。

4.2 工作流程[1]

用户通过远程客户端登陆到KVM控制器的WEB界面, 选择要监控的服务器等设备, KVM控制器产生通道切换命令, 将被选择监控服务器的VGA和USB等信号通道切换过来, KVM控制器图像信号进行压缩编码, 同时采集USB中的键盘、鼠标控制信息、USB媒体数据, 并将这些信息同步封装成IPMI格式数据包, 用户在远程客户端接收到IPMI格式数据包, 实时解包, 将被压缩的图像数据解码后在屏幕显示。用户操作键盘、鼠标时产生的控制信息, 以及USB存储介质传输数据打包后发送到KVM控制器, KVM控制器收到后解包并通过USB传送到服务器等设备, 从而实现远程监控和控制, 其实现的步骤如下:

步骤1:用户通过远程客户端登陆到KVM控制器的WEB界面, 选择 (或切换) 要监控的服务器等设备, 这些控制信息传送到KVM控制器;

步骤2:KVM控制器产生通道切换命令, AST2050控制信号通道切换器, 将被选择监控服务器的VGA和USB等信号通道切换过来;

步骤3:被切换的VGA信号通过VGA ADC处理器进行AD转换, 生成YUV信号, 并将YUV信号发送到AST2050处理器, AST2050处理器实时将YUV信号进行压缩编码;

步骤4:AST2050采集USB中的键盘、鼠标控制信息, 并将这些信息与图像压缩信息同步打包成IPMI格式数据包, 将IPMI格式数据包通过网络传送到远程客户端;

步骤5:用户在远程客户端接收到IPMI格式数据包, 实时解包, 将被压缩的图像数据解码后在屏幕显示, 键盘和数据控制信息分别发送到键盘和鼠标, USB媒体数据传送到客户端USB接口的存储介质中;

步骤6:远程客户端将用户操作键盘、鼠标时产生的控制信息, 以及USB存储介质传输数据打包后发送到KVM控制器, KVM控制器收到后解包并通过USB传送到服务器等设备。

5 结束语

与传统的模拟式KVM相比, KVM Over IP具有不受距离限制、与被监控设备的平台无关等优点, 具有良好的通用性和可扩展性, 既能够实现对不同品牌、不同体系结构的服务器的集中监控管理, 同时也可以根据实际情况在现有的基础上加载新的功能。

随着网络技术的发展, 服务器的应用越来越广泛, 但由于受到工作环境, 业务要求等条件的限制, 对服务器的监控管理越来越困难, 难以保证服务器能够长期、稳定的提供服务, 基于KVM Over IP的KVM控制器将会更广泛的应用。

摘要：本文介绍了KVM控制器的概念和分类, 详细阐述了KVM的发展历史和KVM的控制方式, 详细分析了基于AST2050的KVM控制器的软硬件设计。

关键词：模拟式KVM,数字式KVM,KVM over IP,IPMI

参考文献

[1]　Intel, HP, NEC, Dell.Intelligent Platform Man-agement Interface Speeifieation V2.0, 2005.

[2]　Jordan hargrave.An Introducion to the Intelli-gent Platform Management Interface.PowerSul-tions, 2004, 85一87.

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[7]　吕超, 徐燕凌.IBM大型数据服务器管理系统的设计与实现.电脑知识与技术, 2008, 4 (4) :769-771.

KVM系统 第7篇

日前, 美国Raritan (力登) 宣布推出业界第一款通过FIPS (美国联邦信息处理标准) 140-2认证、内置加密模块的数字KVM解决方案Dominion R KX II。Dominion R KX II 2.2版中的FIPS 140-2加密模块设计用于保护数据中心内的敏感数据, 其所使用的加密模块已经通过用于验证加密模块是否满足FIPS 140-2安全要求的加密模块验证程序 (CMVP) 及其他FIPS加密相关标准的验证。

此外, Dominion R KX II还提供以下安全功能:对键盘、视频、鼠标和虚拟媒体数据按256位和128位高级加密标准 (AES) 进行加密;支持强密码功能, 密码时效, 按端口授权及内置身份验证功能;可与工业标准级的目录服务器结合使用, 如采用LDAP或RADIUS协议的Microsof Active Directory服务器等;选配的Dominion R KX II智能卡读卡解决方案可提供国防部 (DoD) 公共访问卡 (CAC) 及智能卡身份验证, 无论是在远程还是在数据中心, 授权用户均要将卡插入至远程工作站或数据中心内Dominion R KX II切换器的智能卡/CAC读卡器中, 进行身份验证。

力登公司高级产品经理Richard Dominach表示, Dominion RKX II中所使用的FIPS 140-2加密模块满足了美国及加拿大针对基于加密技术的安全系统的强制法规, 以保护敏感信息。力登的解决方案可以帮助政府、部队、金融、医疗、零售及其他关心安全问题的机构保护其数据。

KVM系统 第8篇

KVM(Kernel-based Virtual Machine)是一个基于Linux内核的虚拟机。它采用基于Intel-VT技术或AMD技术的虚拟化硬件,并结合修改过的QEMU来提供设备虚拟化。KVM的特点在于充分利用最新的支持虚拟化的硬件,与Linux内核结合得很好,继承了Linux的大部分功能,能够充分利用Linux内核一直在不断优化和改进的技术优势。

QEMU作为KVM的模拟器,帮助KVM模拟各种硬件设备,而随着QEMU的发展,它模拟的设备越来越多。本文详细地分析了QEMU中X86架构下PCI总线、PCI桥和PCI设备的虚拟化过程,并针对PCI设备分析了简单的IO地址初始化过程。但是由于虚拟化中PCI设备的IO基地址是动态分配,而我们可能需要将设备IO基地址固定在某个区间,基于这个需求本文提出了一种固定PCI设备IO基地址的方法,它能够跳过PCI基地址的重新设置,达到我们预期的目的。

2. PCI结构简介

每一个PCI设备都对应一段内存空间,里面按照地址位置放置PCI设备的信息,包括厂家信息、bar信息、中断信息等等,也可以理解成一个数组。一些设备一出厂,相关的信息已经写在里面,我们这里模拟设备,所有这些信息我们都要进行动态的读和写。在这里只列出了本文相关的数据结构。

另外,我们可以在Linux中使用lspci-x看到PCI设备的相关内存数据信息。

3. PCI设备虚拟化的实现

3.1 PCI总线虚拟化

QEMU在初始化硬件的时候,最开始的函数就是pc_init1。在这个函数里面会相继的初始化CPU、中断控制器、ISA总线,然后就要判断是否需要支持PCI,如果支持则调用i440fx_init初始化PCI总线。

i440fx_init函数主要参数就是之前初始化好的ISA总线以及中断控制器,返回值就是PCI总线,之后就可以将自己喜欢的设备统统挂载在这个上面。

另外,在Linux里面我们可以使用lspci-t来看PCI总线的结构图。

3.2 PCI-PCI桥的构造

在QEMU中,所有的设备包括总线、桥,一般设备都对应一个设备结构,通过register函数将所有的设备链接起来,就像Linux的模块一样,在QEMU启动的时候会初始化所有的QEMU设备,而对于PCI设备来说,QEMU在初始化以后还会进行一次RESET,将所有的PCI bar上的地址清空,然后进行统一分配。

QEMU(x86)里面的PCI的默认PCI设备都是挂载在主总线上的,没有使用PCI-PCI桥,而桥的作用一般也就是连接两个总线,然后进行终端和IO的映射。为了方便起见,可以使用PPC架构里面的DEC桥,关键操作就是要包含DEC的头文件,修改x86下面的配置文件,将DEC强行的配置下去,这种i440FX加DEC的组合在虚拟设备上面确实行得通。

3.3 QEMU下实现PCI设备的虚拟化

一般的PCI设备其实和桥很像,甚至更简单,区分桥和一般设备的关键地方就是class属性和bar地址。下面是一个标准的PCI设备结构:

在上面的过程中,pci_fpga_init函数在之前的文章中描述过就不再展开叙述了,其中主要的一项就是给bar分配IO地址,调用函数如下:

其中第一个参数是设备;第二个参数是bar的编号,每个PCI设备有6个bar,对应0-5,这个我们也可以在上面的PCI基本结构中看到这6个bar,也就是后文中提到的6个region;第三个参数是分配的IO地址空间范围;第四个参数是表示IO类型是PIO而不是MMIO;最后一个参数是IO读写映射函数。

从上面可得知这里并没有给设备分配IO空间的基地址,只有一个空间长度而已,这也进一步说明PCI设备在QEMU中一般是随机动态分配空间的,通过不断地Update Mapping来更新IO空间的映射。

当PCI设备结构都构造好以后,就可以通过pci_create_simple_multifunction(sub_bus,-1,true,"fpga"));来挂载我们设备了,这里的sub_bus就是我们之前通过创建桥得到的子总线。

经过上面的初始化我们就得到了系统的主PCI总线b了,接着就可以挂载我们的设备。

4. 固定PCI设备的IO基地址

要给PCI设备分配固定的IO基地址,需要先了解PCI设备是如何刷新和分配IO基地址的。?PCI在需要的时候,如第一次启动时,IO重叠等就需要重置PCI设备,并且清空PCI bar上面的地址信息。主要调用函数pci_device_reset。而设备的地址分配又是受桥的地址分配约束的,一旦桥的地址分配了,设备的地址只能分配在桥的范围内,否则就会被置为无效,然后重新分配,直到分配在桥的范围内为止。所以只要固定了桥的地址,自然就固定了设备的地址。

因而只需要初始化桥的地址,并且在reset的时候跳过桥的基地址重置,就能实现设备和桥地址的固定。添加的函数和代码如下:

添加桥的初始地址,因为桥的地址固定写在bar3上,通过写20可以将基地址固定在0x2000上,同时还需要写命令位,置1。

在重置桥里面过滤我们的桥,通过dev的名字可以识别我们自己定义的设备,如果是我们的设备就不需要重置,直接更新IO映射。

通过上面的步骤就能实现一般的IO基地址固定,我们可以在Linux中使用cat/proc/ioports命令来查看当前PCI设备的IO映射地址关系。

5. 总结

本文介绍了基本的PCI设备,并依次讲述了QEMU中如何实现总线、桥和设备的模拟过程。在QEMU中有一根根总线,然后通过桥连接到PCI总线,或者ISA总线。本文通过PCI-PCI桥从根总线派生出PCI总线,然后挂载虚拟的PCI设备,在初始化设备时设置PCI设备的IO地址,并刷新看是否在指定的桥IO地址范围内。本文针对这个特点跳过PCI设备的IO地址刷新,强行固定分配PCI设备的IO地址以达到我们的需求,这对一些固定的操作系统有更强的兼容性。另外也在一定的程度上帮助我们更深入地理解了PCI设备,理解了硬件与操作系统的IO交互。

摘要：随着QEMU-KVM虚拟机的不断普及,虚拟机开发者会将各种PCI设备集成到QEMU中,因此在QEMU中如何来虚拟一个期望的硬件主板环境就变得非常重要。本文主要研究了QEMU如何虚拟PCI设备,并且成功虚拟一个带PCI-PCI桥的PCI设备;另一方面本文针对QEMU无法给PCI设备分配指定IO地址问题提出了有效解决方案并且进行了优化。

关键词：QEMU-KV虚拟机,虚拟化,PCI设备,IO地址

参考文献

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[2]Intel Corporation The Intel R 64 and IA-32 Architectures SoftwareDeveloper's Manual.2009.

[3]BOVET&CESATI著.深入理解Linux内核[M].北京:中国电力出版社,2010.

[4]KVM开源项目[OL].http://www.linux-kvm.org/page/Main_Page,2010.

[5]QEMU开源项目[OL].http://wiki.qemu.org/Main_Page,2010.

[6]Naba Barkakati,Red Hat LINUX核心技术精解[M]北京:中国水利水电出版社.1999.

KVM系统 第9篇

1 铁路调度所调度台设置概况

1.1 既有调度所调度台设置情况

既有铁路局调度所一般采用按线路设置小型调度室、调度台方式, 或按计调台、行调台等相同工种调度台相对集中设置中小型调度室方式。该种方式调度室内调度台计算机终端数量有限, 耗电量、散热量、噪声、电磁辐射等影响不是很明显。

已改造完成的济南、太原、沈阳铁路局调度所均采用设置调度大厅 (太原铁路局2 000 m2左右、沈阳铁路局1 200 m2左右) , 将调度台集中设置于调度大厅的方式。该种方式调度大厅内调度台计算机终端数量较多, 耗电量、散热量、噪声、电磁辐射等影响较明显。

1.2 客专调度所调度台设置情况

目前在建的北京、武汉、上海、广州调度所均设置调度大厅, 调度大厅面积2 000～4 000 m2, 可设置长3.2 m、宽1.75 m的调度台数量100～250个。各客专调度所均需满足2015年客运专线铁路调度台设置的需求及既有铁路调度台搬迁至新建调度大厅的需要。根据计算, 调度大厅内调度台实际使用占用率80%～100%, 有的调度所甚至出现不能满足2012年客运专线铁路调度台设置及既有铁路调度台搬迁至新建调度大厅需要的情况。

如按照2 000 m2调度大厅能够容纳100个调度台, 平均每调度台设置3台主机、6台显示器估算, 每调度台的耗电量将达到2～3 kW, 则整个调度大厅调度工作站为300台、1 800台显示器, 耗电量将达到600～900 kW。如此大的耗电量产生的热量, 加上大量主机造成高噪声、高电磁辐射, 长期工作在这样的工作环境下将严重损害调度员的身心健康。

大量主机分散设置于调度工作台下, 也不利于系统升级及维护管理。

如何解决调度大厅空调节能、噪声污染、电磁辐射等问题, 为调度员提供一个绿色、舒适的工作环境, 应分析、研究调度台计算机终端主机与KVM (键盘:KKeyboard, 显示器:VVideo, 鼠标:MMouse) 分离的解决方案。

2 调度台计算机终端设备配置需求分析

2.1 客运专线铁路调度台

客运专线铁路规划设置有营销计划调度台、列车调度台、动车调度台、客运调度台、供电调度台、维修调度台、货运调度台, 主要由运营调度管理系统、客专CTC/TDCS系统、PSCADA系统、视频监控系统等应用系统提供服务器及客户端的应用支持。

2.1.1 营销计划调度台

调度所营销计划调度台主机及显示屏配置需求见表1。

2.1.2 列车调度台

客运专线铁路调度所列车调度台主机及显示屏配置需求见表2。

其中, 主机6 (列控C3复示终端) 接至信号列控系统, 主机7 (运调管理系统复示终端) 接至运营调度管理系统, 主机8 (视频监控终端) 接至通信综合视频监控系统。

2.1.3 供电调度台

调度所供电调度台主机及显示屏配置需求见表3。

其中, 主机4 (运调管理复示终端) 接入运营调度管理系统, 主机5 (视频监控终端) 接入综合视频监控系统。

2.2 普速铁路调度台

既有普速铁路一般设置有计划调度台、行车调度台、机车调度台、车辆调度台、动车调度台、客运调度台、货运调度台、施工调度台等, 主要由TDMS系统、CTC TDCS系统、5T系统等应用系统提供服务器及客户端的应用支持。

以下对普速铁路TDCS行调台、CTC行调台计算机终端主机与显示屏的配置关系、显示屏的要求进行说明, 其他工种调度台配置与客运专线铁路营销计划调度台类同。

2.3 行车调度台

行车调度台包括TDCS调度台、CTC调度台两种类型, TDCS行调台、CTC行调台主机及显示屏配置需求见表4、表5。

表4中的主机1、2接至TDCS系统, 主机3 (TDMS系统复示终端) 接至TDMS系统, 主机4 (视频监控终端) 接至通信综合视频监控系统。

表5中的主机1至主机5接至CTC系统, 主机6 (列控C3复示终端) 接至信号列控系统, 主机7 (TDMS系统复示终端) 接至TDMS系统, 主机8 (视频监控终端) 接至通信综合视频监控系统。

2.4 需求分析

综上所述, 同一调度台配置的计算机终端主机可能设置于不同的应用系统中, 计算机终端主机与显示屏的对应关系有1机带1屏、1机带2屏、1机带3屏、1机带4屏、1机带6屏 (列车调度台、助理调度台) 的需求, 显示屏的分辨率有1 6001 200、1 9201 280两种。调度台工作站主机与KVM分离方案应满足上述需求。

3 调度台工作站主机设备与KVM分离技术方案

为解决调度台主机集中设置于调度大厅内存在的高耗电量、高散热量、高噪声、高电磁辐射、不利于维护管理等问题, 有效的解决方案是:将调度台计算机终端主机与KVM分离, 即将调度台主机集中设置于相关专业机房, 将KVM设置于调度大厅内调度工作台桌面。

根据目前的产品技术水平及成熟工程应用案例, 有4种方案可供选择。

3.1 远程图形工作站+瘦客户端+图形压缩卡解决方案 (方案一)

根据调度台各类工作站主机的配置需求, 主机采用高性能的机架式图形工作站 (定制) , 将图形工作站部署在主机机房内;根据调度台工作站显示屏的配置需求, 为调度大厅内各调度台工位部署瘦客户端 (每台瘦客户端支持2屏显示) 及相应数量的KVM设备, 瘦客户端提供DVI、USB接口实现与KVM设备的连接;远程图形工作站、瘦客户端分别配置图形压缩卡, 实现对KVM数据的硬件压缩、解压;构建专用的KVM网络, 实现远程图形工作站与瘦客户端的网络连接, 将远程工作站的显卡显示信息加密传输至瘦客户端上, 同时返回瘦客户端的键盘鼠标操作信息。方案一结构示意图见图1。

3.2 远程图形工作站+瘦客户端+压缩软件解决方案 (方案二)

根据调度台各类工作站主机的配置需求, 主机采用高性能的刀片图形工作站, 将图形工作站部署在主机机房内;根据调度台工作站显示屏的配置需求, 为调度大厅内各调度台工位部署瘦客户端 (每台瘦客户端支持4屏显示) 及相应数量的KVM设备, 瘦客户端提供DVI、USB接口实现与KVM的连接;刀片图形工作站、瘦客户端分别配置压缩软件, 实现对KVM数据的软件压缩、解压;构建专用的KVM网络, 实现远程图形工作站与瘦客户端的网络连接, 将远程工作站的显卡显示信息加密传输至瘦客户端上, 同时返回瘦客户端的键盘鼠标操作信息。方案二结构示意图见图2。

3.3 基于网络传输的KVM延长器解决方案 (方案三)

将调度台图形工作站主机 (通用) 设置于主机机房内;根据调度台工作站键盘、鼠标及显示屏的配置需求, 通过配置KVM信号延长器延长键盘、鼠标及多个显示器至调度台桌面 (KVM信号延长器分为支持单屏或两屏显示的产品) ;KVM信号发送器设置于主机机房内, 一方面通过标准的100 Mb/s网口接入KVM网络, 另一方面通过DVI、USB接口实现与调度台图形工作站主机内显卡及鼠标、键盘I/O接口的连接;KVM信号接收器在接入KVM网络的同时, 提供DVI、USB接口实现与KVM设备的连接。方案三结构示意图见图3、图4。

3.4 视频光端机解决方案 (方案四)

将调度台图形工作站主机 (通用) 设置于主机机房内;根据调度台工作站键盘、鼠标及显示屏的配置需求, 通过在主机机房、调度大厅调度台内点对点配置视频光端机, 实现KVM信号的传输。

视频光端机将DVI信号、USB信号及其他电信号 (含音频、网管信号) , 通过电/光转换后转换为不同波长的光信号, 经过波分复用模块复用在一根光纤上, 在接收端将光信号还原为电信号。

视频光端机分为支持两屏显示的两屏光端机和支持四屏显示的四屏光端机。两屏光端机之间需要1芯光纤互连, 四屏光端机之间需要2芯光纤互连。方案四结构示意图见图5。

3.5 方案分析与比较

3.5.1 方案一与方案二

方案一、方案二为整体解决方案, 提供从主机至桌面的KVM传输解决方案。方案一由机架式图形工作站 (内置图形压缩卡) 、瘦客户端及KVM网络构成, 方案二由刀片工作站、刀片机箱、瘦客户端、图形压缩软件及KVM网络构成。

方案一、方案二系统集成度高, 机房占地面积小。方案一配置内置图形压缩卡的机架式图形工作站, 42U标准机柜满配可安装42台图形工作站 (不含接入层网络交换机) 。方案二采用刀片式工作站, 42U标准机柜满配可安装4个刀片机箱共64片刀片图形工作站 (因耗电量、散热量问题, 建议每个机柜安装2～3个刀箱) , 各刀片机箱均内置接入层网络交换机。

方案一、方案二主机配线简单, 主机与KVM网络之间仅需标准网络配线, 无任何其他外部配线。

四屏图形工作站应用情况下:方案一需配置1台主机、2台瘦客户端, 仅能支持单网架构, 该图站主机通过2个标准网口 (2块图形压缩卡) 与KVM网络连接, 2台瘦客户端分别通过1个标准网口与KVM网络连接;方案二需配置1台主机、1台瘦客户端, 该方案图站主机、瘦客户端可根据用户需求采用单网口或双网口配置, 支持单网或双网架构。

方案一、方案二均能很好地满足运营调度系统图形工作站、视频监控终端的应用需求。方案一采用硬件图形压缩方式, 图形压缩处理由专用图形压缩卡实现, 不占用主机资源, 网络带宽占用率相对较高, 任何应用情况下图形压缩处理效率高、质量优;方案二采用软件图形压缩方式, 图形压缩处理由专用压缩软件实现, 占用主机资源, 网络带宽占用率相对适中, 高清分辨率视频流压缩处理、显示效果一般。

方案一不能支持统一的维护管理, 方案二能够支持统一的维护管理。

3.5.2 方案三与方案四

方案三、方案四仅提供KVM传输解决方案, 需与传统桌面图形工作站配套使用。方案三由传统图形工作站、KVM发送器/接收器、KVM网络构成;方案四由传统图形工作站、四屏光端机及传输光缆构成。

方案三、方案四机房占地面积大, 42U标准机柜满配可安装10台传统桌面图站 (不含KVM发送器/接收器、视频光端机及接入层网络) 。

方案三、方案四主机配线复杂。四屏图形工作站应用情况下:方案三需配置4对KVM发送器、接收器 (支持1屏产品) , 在主机与4台KVM发送器之间配置KVM传输线缆 (需配置4根RGB/DVI电缆, 四屏驱动, 2根USB接口:键盘、鼠标驱动, 另外还需配置4根电源线) ;方案四需配置一对四屏光端机, 在主机与四屏光端机之间需配置KVM传输线缆。

方案三仅支持单网架构。四屏图形工作站应用情况下:方案三需配置4对KVM发送器、接收器 (支持1屏产品) , KVM发送器、接收器侧均需通过4个标准网口与KVM网络联接;方案四不支持网络传输方式, 采用光缆传输方案, 在一对四屏光端机之间通过四芯光缆传输 (2芯主用、2芯备用) , 主机与瘦客户端之间对应关系的调整只能通过光纤跳线调整, 存在一定的应用局限性。

方案三、方案四均采用硬件图形压缩方式, 带宽占用率相对较高, 任何应用情况下图形压缩处理效率高、质量优。

方案三可根据用户需求, 选用能或不能提供统一维护管理功能的KVM延长器产品。方案四不能提供统一维护管理功能。

3.5.3 综合分析

根据上述分析, 统筹考虑系统解决方案的产品集成度、机房面积占用、主机配线复杂度、KVM网络架构、可维护性及工程造价等因素, 方案一、方案二略优。

根据不同的应用需求及工程具体情况, 也可选用方案三或方案四。

4 结论

(1) 调度台计算机终端主机与KVM分离方案能够有效地解决大面积、高密度调度台调度大厅高散热量、高噪声、高电磁辐射等环境问题, 能够为调度员提供一个相对绿色的工作环境, 有利于保障调度员的身心健康。

(2) 调度台计算机终端主机与KVM分离方案将计算机终端主既集中设置于主机机房, 调度大厅调度台桌面仅保留KVM设备、瘦客户端设备或KVM延长器, 便于应用系统及硬件设备的维护管理。