KVM — keyboard, video & mouse
Бог мой! Надо бы что-то предпринять. Но я уже в пижаме…
Профессор Хьюберт Фарнсворт “Футурама”
Итак, понеслась… на часах 21:00, ужин давно съеден, кот поглажен и, казалось бы, пора на боковую, но к сожалению сегодня сервер тебя опередил. Вечер моментально перестал быть томным. Телефон разрывается от сообщений о недоступности сервисов, клиенты недовольны, коллеги в панике, кот стрессует.
Нужно как можно скорей проверить железку, которая находится на другом конце города и как-то ехать туда в ночь не хочется да, в принципе, и не нужно – как-никак в 21-м веке живем. Обращаешься в ЦОД с просьбой подключить KVM, получаешь удаленный доступ и приступаешь к диагностике. После успешной проверки и перезагрузки, серверу становится лучше и можно с чистой душой успокоить клиентов, коллег, кота, снять супергеройский плащ и идти спать.
Как видим, благодаря KVM, удалось максимально оперативно приступить к решению проблемы, не тратя драгоценное время и деньги на поездку в дата-центр. Что же представляет из себя технология KVM? Какие бывают виды KVM и чем они отличаются? Как подобрать для себя оптимальный KVM? – эти и не только вопросы мы постараемся разобрать в данной статье.
Что такое KVM?
Keyboard Video Mouse switch/console – оборудование, позволяющее управлять одним или несколькими компьютерами как локально, так и удаленно.
Пример локального подключения (в пределах помещения) с использованием KVM 
Пример удаленного подключения посредством IP-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.
Механический KVM-переключатель c PS/2- и VGA-разъёмами
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).
64-портовый КВМ-коммутатор с доступом по IP и поддержкой до 8 удаленных сеансов доступа
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.
Настольный KVM-switch с возможностью подключения двух компьютеров
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
Передача сигнала от одного комплекта периферии на несколько серверов
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).
Как выбрать KVM-переключатель?
Необходимость в управлении сразу несколькими компьютерами с одного набора клавиатуры и мыши часто возникает в рабочих условиях. Именно для этого используются KVM-переключатели (от англ. «Keyboard, Video, Mouse»). В последние годы на замену таким переключателям пришли многочисленные программы, которые позволяют делать то же самое через локальную сеть или Интернет, но переключатели по-прежнему используются там, где нужна максимальная надежность – ПО иногда может подводить.
KVM-свичи применяются как в офисах (настольные модели), так и в серверных помещениях (модели для серверных стоек). Подобрать правильную модель – не так просто, как кажется на первый взгляд.
В следующем разделе мы рассмотрим самые важные характеристики KVM-переключателей, а затем представим Вашему вниманию несколько моделей, которые можно приобрести в магазинах нашего каталога.
Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание
Тип
От исполнения корпуса переключателя зависит область его применения. Для офисов покупают настольные модели, которые не занимают много места и предназначены для 2-4 машин (как обычных ПК, так и серверов, которые находятся не в стойке).
KVM-over-IP – переключатели, которые позволяют производить управление ПК через глобальную сеть Интернет. Это отдельная категория, которая в последнее время не так популярна из-за того, что подобный функционал есть в самих серверах.
KVM-удлинитель – это два устройства (одно – на стороне компьютера, другое – на стороне периферии), которые позволяют производить управление удалённо, но не через Интернет или локальную сеть.
KVM-консоль – специальное устройство для серверных, которое в сложенном состоянии занимает 1U в стойке. В разложенном состоянии представляет собой экран, клавиатуру и тачпад (или другой девайс, заменяющий мышь).
Также в серверные стойки устанавливаются самые мощные и многофункциональные переключатели – на 8 и более машин. Они не имеют экрана и клавиатуры – для их подключения серверный шкаф должен иметь дополнительные полки.
Количество подключаемых компьютеров
Главная характеристика любого KVM-переключателя. Чем больше компьютеров можно к нему подключить, тем он обойдется дороже, а габариты устройства будут крупнее. Если Вы подбираете модель для офиса, то наверняка хватит 2 или 4 подключений (порты, к которым подключаются компьютеры, называются «консольными»). Если же речь идет об использовании в условиях серверной комнаты или серверного зала, то предела не существует.
Поддерживаемое разрешение монитора
Обязательно убедитесь в том, что приобретаемый переключатель поддерживает разрешение тех мониторов, которые будут использоваться в связке с ним. С современными моделями эта проблема отпадает, но учтите, что свичи не рассчитаны на мониторы высоких разрешений (например, 4К).
Консольные подключения
Прежде всего, нужно определить, какие именно компьютеры с какими видеовыходами будут подключаться к KVM-свичу. Это могут быть VGA (аналоговый и устаревший; максимальное разрешение – 1280х1024 пикселей), DVI (цифровой; до 1920х1080 пикселей) DisplayPort или HDMI (цифровые; до 2560х1440 пикселей).
Клавиатура и мышь
Затем нужно обратить внимание на порты для клавиатуры и мыши. Лучший вариант – USB, так как порты PS/2 в последнее время активно сдают позиции. Обратим внимание на то, что большая часть моделей не работает с беспроводной периферией.
Периферия
Более продвинутые и дорогие KVM-свичи позволяют подключать не только компьютеры, но и другие девайсы – принтеры, аудиоустройства, модемы, съёмные накопители и так далее. Для этого используются порты USB, 3.5-миллиметровые аудиовыходы и аудиовходы, а также разнообразные интерфейсы вроде RJ-45 или RS-232.
Аудио
Не все KVM-переключатели обеспечивают коммутацию аудиосигнала, да и надобность в этом возникаем, прямо скажем, достаточно редко. Также следует знать, что большинство устройств поддерживает только стереозвук, коммутация многоканального звука поддерживается небольшим количеством моделей.
Другие порты
KVM-переключатели также могут оснащаться следующими портами:
— USB-разъёмами для подключения к активному компьютеру USB-устройства, например, принтера или USB-диска. Это идеальный вариант для настройщиков компьютеров, так как с этого диска можно устанавливать систему на подключенный системный блок;
— разъёмом RJ-45 для подключения к локальной сети и/или Интернету, он отлично подойдёт для администрирования подключённых устройств;
— разъёмом RS-232, который практически полностью утратил актуальность на современных устройствах; используется для подключения модема и управления подключенными компьютерами по телефонной линии.
Управление и индикация
Обычно управление переключателем осуществляется с помощью одной кнопки на корпусе или выносном пульте, которая поочередно меняет активный консольный порт. Более продвинутые модели имеют отдельные кнопки для каждого порта. Специальные индикаторы обозначают тот порт, который активен в конкретный момент. Желательно наличие дружественной к пользователю системы OSD (On Screen Display), которая выполняет переключение при помощи экранных меню. Удобно также использование «горячих клавиш», когда последовательное их нажатие приводит к выполнению какой-либо функции. В каждом случае есть заводская последовательность, заданная по умолчанию, и альтернативная последовательность, которую пользователь может самостоятельно установить вместо неё.
Питание
По типу питания KVM-переключатели делятся на пассивные и активные. Пассивные модели получают питание от интерфейсов клавиатуры и мыши. Иногда они могут просто не работать из-за недостатка мощности, но в последние годы такая проблема встречается крайне редко.
Активные KVM-свичи используют собственный адаптер питания, который поставляется в комплекте. Это более надёжный, но и более дорогой вариант – собственным адаптером обычно оснащаются только серверные переключатели.
Автоматическое сканирование
Очень полезная опция. Она помогает переключаться с регулярными интервалами между всеми портами KVM, которые отмечены как доступные в режиме «Scan-Skip», чтобы их активность можно было отслеживать в автоматическом режиме.
Некоторые модели KVM-переключателей оснащены также функцией звуковых сообщений, которые помогут Вам лучше ими управлять.
Выводы
1. Для подключения второго компьютера к имеющемуся набору мыши, клавиатуры и монитора можно присмотреть недорогой двухпортовый вариант.
2. Если необходим KVM-переключатель, чтобы звук с обоих компьютеров шёл на колонки, то обязательно убедитесь, что в выбранной модели присутствует коммутация аудио.
3. Когда имеется необходимость обслуживать большое количество компьютеров (8 и более), то обязательно присмотритесь к многопортовому KVM-переключателю в средней и высокой ценовых категориях.