一种通用、低成本的KVM over IP控制器的设计方案

　　0 引言

　　KVM是Keyboard（键盘）、Video（显示器）、Mouse（鼠标）的缩写，常特指KVM Switch（控制器），即多台计算机的标准I/O口连接到一台KVM Switch上，通过切换开关，共享Switch上连接的一套键盘、显示器和鼠标，以简化资源配置和操作，实现一对多的控制，在计算机房的管理和维护中得到了大量的应用。但由于是电缆连接，使用距离受限，影响了这种模拟KVM 的控制范围和扩展性。

　　KVM over IP，通常又简写为KVMoIP，也称为数字KVM.它是从本地计算机上采集视频信号，经过模数转换成为数字信息，压缩成IP包后，通过互联网或专用网络进行传送，远程控制台收到IP 包后，将其解包、转换，在控制台的屏幕上呈现；管理人员据此操作控制台的键盘、鼠标，发出的一系列控制命令由控制台组合成IP包，经过网络再回送到本地侧，解包后还原为键盘鼠标信号，从而让本地计算机执行相应的动作，实现了远程控制。

　　1 基于TI 达芬奇技术的KVMoIP 设计

　　KVMoIP的产品形态主要有外置式和内置式两种。

　　图1是外置式KVMoIP的典型组网示意图，一方面通过线缆把各本地端的KVM 信号接到控制器，由控制器进行信号的处理和转换，最后提供网口供远端用户使用。图1中示意的是菊链式KVMoIP切换器，对于已有的模拟共享式KVM切换器，为保护投资，也可以外接IP接入模块来进行KVMoIP的功能扩展，以节约成本。

　　

　　内置式KVMoIP 是将该功能直接集成在计算机主板上，由主板上的BMC 芯片（如ASPEED 公司的AST2050）来实现。如图2所示，基板管理控制器（Base-board Management Controller，BMC），通过LPC 总线和PCIe总线接到Intel Xeon芯片组的桥片PCH上，BMC除了支持智能平台管理接口（IPMI）规范实现硬件资源的监控管理外，还提供KVMoIP的功能。

　　

　　与传统的模拟式KVM相比，KVM over IP具有不受距离限制的优点，实现了任意时间、任意地点的管理访问。另外，和一些流行的远程控制软件PcAnywhere、Radmin 等相比，KVMoIP 有着更独特的强大功能，如BIOS 级的存取，带外管理不受限于设备的运行状态，与被监控设备的操作系统和硬件平台无关。因此，KVMoIP具有良好的通用性和可扩展性，在互联网数据中心IDC、通信网络操作中心NOC等环境领域得到了广泛应用，可以说KVMoIP已经是当今IT架构中重要的组成部分之一，已成为计算机远程管理的必然趋势。

　　图1 中的KVMoIP 系统分为两个部分：接入层的KVM控制器和管理层的远程客户端。客户端通过Web方式接入控制器，充分利用IP 技术呈现丰富的控制功能，提供集中化管理策略以及安全管理，如接收服务器软件发送的视频压缩数据，显示解压缩之后的视频图像；实现键盘、鼠标编码的发送并在目标设备间快速切换，保证网络传输的安全性和实时性。本文重点在单路KVM控制器的技术实现。图1中的KVM控制器大多采用Raritan公司的专用芯片KIRA100实现［3］，专用性强且成本高，本方案采用TI达芬奇技术，作为一种低成本的通用性设计。