При передаче сигналов переключателей KVM, как правило, обрабатываются аналоговые сигналы VGA, либо цифровые сигналы DVI (Digital Video Interface — цифровой видеоинтерфейс) или HDMI (High Definition Multimedia Interface — мультимедийный интерфейс высокой четкости). Все они нормированы Ассоциацией стандарти-зации видеоэлектроники (Video Electronics Standards Association, VESA) для канала отображаемых данных (Display Data Channel, DDC) — соединения между монитором и графической картой. Стандарт DDC предписывает для этих сигналов тип разъемных соединений, в которых предусматривается по одному контакту для данных (Data), тактового сигнала (Clock) и заземления (Ground).
При технологии KVM по IP визуальные сигналы передаются по соединению TCP/IP синхронно с сигналами мыши или клавиатуры. Это означает, к примеру, что аналоговые сигналы VGA с высоким разрешением (до 2048х1536 пикселей) необходимо оцифровать и сжать до приемлемого для передачи размера. Оцифровка осуществляется с помощью специальных плат видеозахвата (Frame Grabber), которые через определенные интервалы времени сохраняют отдельные видеокадры в графическом формате. В результате из трех сигнальных потоков формируется один поток кадров, который многократно сжимается системой KVM по IP и синхронизируется с сигналами мыши и клавиатуры. Затем система отправляет этот поток по одной паре телефонной линии или кабеля данных через пакетную сеть от сервера к администратору либо в обратном направлении; причем сигнал на удаленном мониторе или обновления изображения (Refresh) отображаются с более или менее продолжительной задержкой.
СОВЕТЫ ПО КОНФИГУРАЦИИ
В своем техническом описании «Почему сетевым администраторам следует знать «V» в коммутаторах KVM» («Why Network Administrators should Explore the «V» in KVM Switches», http://www.aten-usa.com/?support_whitepaper) компания Aten дает ряд рекомендаций по минимизации подобных эффектов, неприятных для пользователя. Так, на подконтрольном сервере не рекомендуется устанавливать максимально возможное разрешение: желательно ограничиться 800х600 или 1024х768 dpi. Частота обновлений не должна превышать 60 Гц. Аналогично обстоит дело и с глубиной цвета: 256 цветов передать гораздо проще, чем несколько миллионов цветовых оттенков.
Если администратор использует на своем рабочем компьютере ЖК-монитор, надо следить за тем, чтобы на всех контролируемых компьютерах было установлено одно и то же разрешение и чтобы оно поддерживалось его монитором. Это существенно облегчает быстрое построение изображения.
КАЧЕСТВО СИСТЕМЫ
Однако качество передачи по таким соединениям KVM определяется алгоритмами сжатия и общей обработкой видеосигнала. Системы отдельных производителей различаются скоростью и плавностью передачи видеосигналов при низкой пропускной способности.
Так, компания Aten представила на мартовской выставке CeBIT прототип коммутатора KN4140, который поступит в продажу лишь к концу года (см. Рисунок 1). При демонстрации на выставочном стенде это устройство поразило всех воспроизведением изображений/видео с большой глубиной цвета. Быстрота реакции и хорошая синхронизация видео и мыши была исключительной для KVM по IP. В отделе разработок удалось выяснить, что в своих коммутаторах производитель применяет запатентованную видеотехнологию, предусматривающую особые способы сжатия. Кроме того, она учитывает даже самые незначительные движения и отправляет эти изменения удаленной станции. Но самое главное заключается в следующем: перед началом передачи система определяет доступную пропускную способность и настраивает размер пакетов соответствующим образом.
Доктор Кристиан Пэтц, директор по маркетингу продукции компании Raritan и бывший руководитель Peppercon, первопроходца в области технологии KVM по IP, уточняет критерии для высококачественной передачи видео: «Чтобы видеосигнал передавался достаточно быстро и движения мыши отображались на удаленном мониторе без заметной задержки, необходимо оптимизировать весь процесс KVM по IP — начиная с разъемов и заканчивая апплетами Java». Например, у аналоговых сигналов VGA возникают фоновые шумы, и если система KVM не способна их распознать, то она так и будет переносить помехи со всеми мельчайшими изменениями. Если шумы отфильтровываются, то система должна обладать достаточной гибкостью, чтобы не отфильтровать заодно и угол курсора мыши.
Фильтрация на базе ПО излишне загружает процессор и приводит к задержкам. По мнению доктора Пэтца, предпочтительнее использовать аппаратные решения. Raritan уже разработала микросхему, сравнивающую изображения и автоматически создающую список зон, в которых имеются изменения (см. Рисунок 2). Затем они сжимаются и передаются системой. С помощью дополнительной микросхемы система способна осуществлять параллельное сжатие данных различными способами, а лучший результат пересылается вместе с информацией об использованном способе. Время передачи можно сэкономить даже в процессе программирования: если не учесть, что пакет передается через несколько уровней модели OSI, то этот пакет придется каждый раз копировать и снабжать дополнительным заголовком. Опытный программист не станет тратить время на копирование и сразу предусмотрит место для разных заголовков.
Дорис Пипенбринк — редактор LANline.
© AWi Verlag
Видно все издалека
Пропускная способность каналов связи все еще недостаточно высока, и производители постоянно предлагают новые решения для улучшения передачи видео в сеансах KVM. Такие разработки позволяют более быстро и четко обновлять изображение на экранах удаленных компьютеров, облегчая работу администратора. Компания Aten использует для этого проблемно-ориентированные специализированные интегральные микросхемы (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC) собственной разработки, которые она устанавливает в свои устройства. Например, в некоторых моделях предусмотрены многоэкранный режим и передача изображений в градациях серого цвета.
Передача видеосигналов при работе с серверами в рамках сеанса IP KVМ довольно сильно загружает канал связи, а в случае узких каналов совместный мониторинг нескольких серверов просто невозможен. Aten предложила весьма оригинальное решение — мониторинг сразу 16 серверов. Устройства серии KVM Over the NET линейки ALTUSEN (KH1516i, KN2116, KN9116) обладают возможностью выводить на удаленный монитор 16 окон — по числу изображений экранов, передаваемых c 16 портов переключателя IP KVM. Каждые 3 сек осуществляется последовательный перебор и вывод на экран монитора администратора снимков экранов (PrintScreen) устройств, что позволяет выявить любое изменение в работе компьютеров. В результате удается значительно быстрее реагировать на появившуюся ошибку или сообщение и исправлять ее. «Щелкнув» мышкой по интересующему его окну, оператор сможет сразу же приступить к работе с сервером.
В переключателях IP KVM производства Aten реализована возможность плавной регулировки качества видео-изображения, позволяющая подстраивать скорость его обновления в зависимости от возможностей сети. Для увеличения скорости обновления экрана при работе с удаленным компьютером предусмотрена функция перехода в монохромный режим изображения.
Игорь Калинин — директор по маркетингу «Колан».
«V» как победа
Совершенствование технологий передачи изображения расширило сферу применения IP KVM и увеличило спрос на такие решения. С одной стороны, новые переключатели можно применять и в гигабитных сетях, благодаря чему стала возможной передача изображения высокого разрешения. Такое сочетание свойств обеспечивает максимальный комфорт и высокую оперативность работы. С другой стороны, доступные ранее разрешения теперь могут использоваться при работе через медленные сети. Это позволяет задействовать в качестве резервного/аварийного канала медленные сети и устанавливать IP KVM на удаленных автономных объектах, где нет широкополосного соединения, в частности, когда единственным каналом связи является модем GSM.
IP KVM выбирают те, кому необходим постоянный контроль и мониторинг оборудования, при этом качество изображения играет не последнюю роль, а четкая работа мыши обеспечивает высокую эффективность. Администратору не приходится ждать, когда изображение удаленного сервера поступит на монитор локального компьютера и мышка сервера «догонит» локальную мышь — все происходит максимально синхронно. Разница между локальным присутствием и удаленным подключением практически незаметна. Такое положение вещей позволяет использовать IP KVM как штатное средство доступа наряду с различными программными пакетами, в то время как прежние IP KVM в большей мере представляли собой средство аварийного доступа.
Технология сжатия и передачи изображения обеспечивает доступ к оборудованию в любой ситуации, позволяя «увидеть» серверы и осуществлять аварийное управление при наличии канала 24 Кбит/с. Конечно, в этом случае не стоит рассчитывать на полноцветную «картинку» и высокое разрешение, но ведь в критической ситуации важно увидеть и понять, что происходит. К тому же, если появляется возможность каким-то способом повлиять на ситуацию, например, перезапустить оборудование с помощью IP KVM и свести потери/простой к минимуму, применение устройств IP KVM по такому резервному каналу будет оправдано.
Вдобавок «V» неуклонно приближается к стандарту Plug&Play. Современное оборудование IP KVM становится все более интеллектуальным, и устройства последних поколений уже почти не требуют для своей работы какой-либо дополнительной настройки серверов, чтобы изображение передавалось корректно, а курсор не убегал с экрана. Это означает, что при подключении нового сервера пользователь сразу же может приступить к основной задаче и не тратить драгоценное время на настройку, например, операционной системы.
Сергей Полукаров — продукт-менеджер по KVM-оборудованию Raritan компании «Ниеншанц-Автоматика».