Что такое KVM-устройства и как они облегчают управление ИТ-инфраструктурой

Логотип компании
Что такое KVM-устройства и как они облегчают управление ИТ-инфраструктурой
Выбор конкретного решения зависит исключительно от ситуации и требований. Ведь даже в домашних условиях необходимость иметь несколько работающих компьютеров не редкость.

Практически во всех языках аббревиатура KVM транслитерируется одинаково и означает “keyboard, video, mouse” — «клавиатура видео, мышь». По-русски выходит КВМ, соответственно, обозначает она целую категорию устройств и модулей, позволяющих манипулировать такими устройствами в широких приделах. Точнее, манипулировать их подключениями и переключениями, из-за чего чаще всего встречается словосочетание KVM-переключатель. Действительно, основная задача любого из этих приборов — коммутировать соединения между вышеуказанными периферийными устройствами и компьютерами, которые обслуживаются с их помощью. Чаще их применяют сотрудники ИТ-отделов: удобно с одного рабочего места управлять целым парком сетевого и серверного оборудования, например. Но и в бытовой сфере они не редкость, поскольку удобно подключать несколько компьютеров к одному комплекту устройств ввода/вывода.

В офисных условиях подсоединить с помощью стандартных кабелей несколько компьютеров (чаще серверов) к одному монитору и средствам ввода весьма удобно для ИТ-администратора, если в его распоряжении всего один-два выделенных сервера. Когда же их количество значительно больше, такая схема не проходит: проименяют более сложные интеллектуальные многопортовые устройства, в том числе и такие, которые допускают каскадирование. Таким образом с помощью одного управляющего компьютера организуется целая управляющая сеть, зачастую состоящая из весьма сложных распределенных структур. Типовым примером такого сложносоставного управления может служить любая хостинг-структура, предоставляющая площади для размещения клиентского оборудования (colocation), типовой дата-центр (ЦОД) или распределенная сеть управления производственным оборудованием.

В общем, от простого — к сложному, и выбор конкретного решения зависит исключительно от ситуации и требований. Ведь даже в домашних условиях необходимость иметь несколько работающих компьютеров не редкость: например, один печатает сложную модель на 3D-принтере, второй вырезает детали на домашнем фрезерно-гравировальном станке с ЧПУ, третий рендерит сложную трехмерную модель, на четвертом работает владелец всего этого зоопарка… и это не какая-то из ряда вон выходящая ситуация, любой моделист-конструктор подтвердит: вполне обыденная. Да и геймер, предпочитающий ММОРПГ, тоже расскажет, как на двух ПК у него бегают несколько персонажей в различных режимах — одни торгуют, вторые рыібу ловят, третьи прокачиваются в режиме автобитвы… А на основном сам владелец сотоварищи отправился в рейд или вражий замок захватывает совместно с кланом.


Что такое KVM-устройства и как они облегчают управление ИТ-инфраструктурой. Рис. 1

Для таких ситуаций можно обойтись и программными решениями: такие средства удаленного доступа, как AnyDesk или TeamViewer (даже и Windows RDP), при минимальных финансовых затратах способны решить проблему контроля, мониторинга и дистанционного управления ПК; но лишь частично, до тех пор, пока камнем преткновения не становятся ограничения программного решения — функционирует само ПО и ОС, не требуется перезагрузить ПК и залезть в Setup/BIOS, достаточное быстродействие и корректное отображение контента, вообще допустимо ли устанавливать дополнительный софт... В таких ситуациях никакие программные решения не подойдут, требуются аппаратные. Например, для управления компьютерами старого типа (или промышленными) прекрасно подойдет бюджетный четырехпортовый D-Link DKVM-4K 4port w/2 Cables (DKVM-4K). Этот переключатель оптимизирован для использования подключения монитора по VGA и клавиатуры с мышью посредством интерфейсов PS/2. И это нормально — именно такие «древние» интерфейсы зачастую и используются со «станками».

Никакого софта не надо, все подключается аппаратно: с одной стороны КВМ-троица, с другой — четыре подконтрольных компьютера. Работать начинает сразу после включения питания. Если же в распоряжении имеется только USB-манипуляторы и средства ввода — тогда подойдет D-Link DKVM-4U 4port, w/USB (DKVM-4U): чуть дороже, но те же четыре порта VGA для монитора. Нет нужды в подключении четырех компьютеров? Отлично, воспользуемся KVM-переключателем ATEN CS22U-A7. Он двухпортовый, весьма компактный и очень удобный в работе. Благодаря специфической кнопке переключения (на жаргоне — «жабке») можно быстро переключаться между устройствами, не обращаясь к клавиатуре. Да и сам КВМ можно разместить возле подконтрольных ПК, дотянув до стола только «жабку». Но при выборе все же обязательно следует обратить внимание на поддерживаемое экранное разрешение — в тех ситуациях, конечно, где это важно. Разумеется, это решение пригодится, если требуется только просматривать состояние; для управления без мыши и клавиатуры не обойтись. Но и выгоды очевидны: никакой зависимости от типа операционной системы.


Как правило, единственная сложность в подключении устройств такого типа — грамотное расположение компьютеров, в пределах досягаемости кабелей КВМ. Очевидно, что управлять компьютерами, разнесенными на расстояние свыше одного-двух метров от управляющего рабочего места, не удастся. Соответственно, такое решение не подойдет даже для одной комнаты; что говорить о ситуации, когда ПК разнесены территориально? Ведь и дома компьютеры могут стоять в разных комнатах, часть в мастерской в том числе. Как быть? Перечисленных недостатков лишены системы управления, реализованные с помощью сетевых аппаратных средств и не нуждающиеся ни в чем, кроме подсоединения к сетевой розетке или маршрутизатору. С точки зрения пользователя такие системы являются разновидностью переключателей KVM, доступ к которым осуществляется с помощью протокола TCP/IP из любого места – как в локальной сети, так и удаленно, например через Интернет.

Они получили общее название – KVM over IP. По сути, данные устройства представляют собой шлюзы, осуществляющие преобразование стандартных сигналов от мыши и клавиатуры, сжатие видеоизображения и передачу полученного кода по сети двунаправленно, от источника к приемнику и обратно. Для такого устройства не имеет значения местонахождение управляющего терминала: соединение производится с любого места, независимо от того, где оно расположено, через локальную сеть, с помощью штатных средств. В качестве примера приведу масштабируемое многопортовое решение от компании ATEN — КН2516А c управляемым модулем ATEN KA7570. Последний весьма прост: небольшой корпус и короткий «хвост», посредством которого подключается VGA-выход и USB-порт, а со стороны корпуса — посредством RJ-45 кабель витой пары Cat5. А вот главный КВМ-переключатель, напротив, весьма сложен: 16 портов не являются ограничением, поскольку идентичные устройства можно объединить в стек (до 15 штук), получив таким образом возможность управлять 256 компьютерами (а ведь существуют и 32-портовые модификации!), и даже с двух консолей независимо. Это позволяет работать с компьютерами небольшого предприятия или с солидной майнинговой фермой, например. Клавиатуры и мыши можно подключать как посредством PS/2, так и USB-интерфейсов; более того, для каждого «подопечного» благодаря функции Adapter ID (идентификатора адаптера) запоминается информация не только о конфигурации кабель-адаптера (его номер (ID) и имя), но и ОС, язык клавиатуры и прочие «нюансы». Очень удобно, когда приходится иметь дело с обслуживанием огромного парка разнотипных компьютеров и серверов. Но это не единственная допустимая конфигурация: при необходимости можно заменить кабель-адаптер на другой, который будет поддерживать любые комбинации интерфейсов (PS/2, USB с видеоинтерфейсами VGA, DVI, HDMI и DisplayPort, Sun и для последовательных подключений) — для управления всеми типами компьютеров и сетевых устройств.

Что такое KVM-устройства и как они облегчают управление ИТ-инфраструктурой. Рис. 3


Что такое KVM-устройства и как они облегчают управление ИТ-инфраструктурой. Рис. 4

Безусловно, не всегда нужны такие сложные и многофункциональные решения на коротких дистанциях, поэтому у производителей имеются и более развитые — например, у ATEN есть и 16-портовые коммутаторы КВМ, но с доступом по IP: у него всего лишь один порт для подключения операторского комплекта, но этого более чем достаточно для подсоединения к нему через любой совместимый веб-браузер. Такой КВМ оптимизирован для стоечных решений (монтируется в стандартный слот 1U), но может размещаться и без них в любом удобном месте. И это не ограничивает его функциональность: расстояние, на котором может находиться управляемый узел, достигает 50 метров (при условии задействования качественного кабеля 5- или 6-й категории (Cat5/6). При этом качество видеоизображения будет весьма высоким: до 1920×1200 при 60 Гц (до 30 м), 1600×1200 при 60 Гц (до 40 м) и 1280×1024 при 75 Гц (до 50 м).

Примечательно, что система управления подразумевает тесное сотрудничество операторов между собой: находясь в любой точке мира (географически), они могут не только управлять оборудованием одновременно, но и общаться с друг другом, обмениваясь важной информацией. Однако переживать о проблемах с безопасностью не следует: устройство поддерживает шифрование данных TLS 1.2 и 2048-битные сертификаты RSA для защиты входа пользователей через браузер, что практически исключает утечку информации. Для усиления защиты подсоединение можно организовать посредством VPN-туннелирования и усилить дополнительными средствами защиты. Разумеется, использование столь прогрессивных средств управления требуется экономически обосновать, но в нынешней ситуации, например, они позволяют обеспечить бесперебойное функционирование информационной инфраструктуры предприятия даже при условии ухода всего коллектива на телеработу.

И напоследок — немного слегка курьезной информации, которая, впрочем, наверняка заинтересует тех, кто предпочитает создавать высокотехнологичные решения самостоятельно или попросту хочет обзавестись домашним КВМ за умеренную цену (в пределах $100, что намного дешевле, чем брендовые решения). Речь идет о самодельном КВМ-переключателе, способном работать через IP-протокол — проекте «KVM Over IP при помощи Raspberry Pi». Самое забавное, что для повторения этого устройства совершенно не требуется владеть какими-либо особенными навыками конструирования радиоэлектронных устройств: прибор собирается, как конструктор «Лего» — из готовых компонентов. Найти в Сети описание конструкции труда не составит, выбрать самый подходящий вариант, уверен, тоже.

Потребуется следующее:

  • Raspberry Pi 4 или Raspberry Pi Zero;

  • карточка памяти microSD с объемом памяти 16 Гбайт;

  • переходник HDMI-to-CSI;

  • сплиттер USB female to dual male Type-A;

  • кабель USB-C to USB-A;

  • источник питания 5 В, 3 А с портом USB-A.

Самое сложное, конечно, программная часть, но она уже сделана разработчиками, причем для любых вариаций использования. Например, есть разновидности HDMI-to-CSI или HDMI-to-USB, но труда определить, что нужно, это не составит. Так что если делать все по инструкции, то особенных сложностей не предвидится — и в итоге можно с минимальными затратами организовать доступ к собственному ЧПУ-станку из любой точки Вселенной — если, конечно, там найдется подключение к сети Интернет!

Читайте также
Как происходит цифровизация строительства и внедрение BIM-технологий в отрасли? Как компании справляются с трудностями перехода на новые инструменты, требующие изменений процессов и компетенций? Как автоматизация позволяет ускорить работу, уменьшить ошибки и повысить эффективность управления строительными проектами? Разбирался  IT-World.

Опубликовано 28.02.2022