案例實戰:中鐵集團公司實施機房KVM
原創隨著信息技術的發展，各行各業都在馬不停蹄的開展著各自的信息化建設步伐。對于設計制造創新科技產品為運行主業的設計院而言，內部IT基礎設備與機房管理結構的完善與否，將會直接影響產品生產能力。尤其在面對產能規模日趨擴大的狀況下，其機房系統與服務器的管理數量及應用復雜程度也會相對增加。網管人員須控管不同機房內數量龐大的服務器，而這些服務器涵蓋了各種作業平臺，傳統式的點對點分散式管理已無法滿足我們的需求。
企業機房環境
中鐵集團公司目前已建立有兩個機房，但是沒有實現統一的管理技術，該中心目前的2個異地機房，分別與控制中心有30km的距離：第一個機房有150臺PC 服務器，第二個機房有80臺 PC 服務器。控制中心能夠實現一個機房設備，而不同的機房對本地控制終端的數量需求也不同，無法實現對所有機房的設備控制進行全域訪問。龐大的服務器數量集中于機房，復雜的連接線材會造成機房的混亂狀況，另外，受限于控制端與電腦端的連線距離，進出機房的人員繁雜且頻率高，同時存在安全隱患，而機房環境內的噪音，輻射和溫度等影響，長時間也會對維護人員的健康造成危害。
網絡中心機房需要建立一個能夠對機房進行簡便有效的管理方式，需要一個能夠遠程控制的管理設備。實現通過控制中心能夠集中控制1號、2號機房的設備，該系統是一個大規模的管理系統，要求實現具備易管理、易監測的遠程控制目的，因此我們需要具備跨平臺支持能力的KVM解決方案，并通過集中且分層式的管理方式，以協助網管人員有效的訪問及控管不同操作系統的服務器。
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KVM的概念
KVM是鍵盤（Keyboard）、顯示器(Video)、鼠標(Mouse)的縮寫。KVM技術的核心思想是: 通過適當的鍵盤、鼠標和顯示器的配置，實現系統和網絡的集中管理和其高可管理性，提高系統管理員的工作效率、節約機房面積，降低網絡工程和服務器系統的總體擁有成本。
為什么要用KVM
到這里，您也許會問，既然KVM是一種遠程控制主機的解決方案，為什么不用軟件的方式呢？純軟件遠程控制技術到現在已有了巨大的飛躍，但是由于互聯網絡和純軟件本身技術的原因，圖像的傳輸延時和圖像質量之間的平衡點(即如何在縮小網絡延時的同時提高圖形圖像的顯示質量)，這一難題成了阻礙遠程控制技術進一步發展的主要障礙。另外，純軟件技術和操作系統直接相關，需要在系統中運行服務器進程，占用系統資源，還有可能對系統的正常運行產生影響。為此，提出了軟件和硬件相結合的遠程控制系統，這就是我為大家所介紹的KVM系統。
KVM技術演進
早期的KVM 多計算機切換器采手動式切換，此類型機械式KVM在切換過程中，經常會出現計算機當機或鍵盤、鼠標無法工作的狀況，針對此項缺失，推出了電子式KVM產品，其可在開機過程中主動偵測鍵盤及鼠標是否存在，不論是否連接上鍵盤及鼠標，其都會主動送出鍵盤及鼠標存在的訊號，服務器不會因無法偵測到鍵盤及鼠標，而產生不可預期的錯誤，這是由于鍵盤及鼠標具備的仿真訊號功能，同步開啟在線所有的計算機系統。
就性能而言，市面上已有多種KVM切換器選擇，以支持不同機房環境與需求，基本型KVM只容許一人操作，并提供簡單的切換與控制功能，而某些進階型機種則整合了更高階的服務器管理方案，并且可供一位以上的管理者同步執行控管，以Aten科技最新推出的高階機種KM0432為例，即可同時透過該cascade及daisy chain串聯方式，提供多人共同管理、且最多串聯達4,096臺服務器的超強管理功能。
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KVM Switch系統的原理
KVM技術的核心思想是：利用KVM Switch手動或自動切換，來實現多臺主機對鼠標、鍵盤、顯示器的共享控制。普通的KVM Switch只能在本地對整個主機系統進行控制，而在網絡多服務器環境中，存在遠程控制的需求，故在KVM Switch之上設計了RIPC來滿足此功能需求（如右圖1所示）。 在KVM 系統中，最大的挑戰來自于視頻信號的壓縮與傳輸。以分辨率1024x768，刷新率75Hz，32位真彩色視頻顯示輸出為例，其信號傳輸帶寬高達1.75Gb/sec，遠遠高于局域網及廣域網所能提供的傳輸帶寬。實用的KVM 系統需要在局域網中，提供高于1500:1的視頻壓縮比率；在廣域網中，提供高于6000:1的壓縮比率；同時，KVM 系統必須在實現高比率視頻壓縮的同時，在客戶端提供足夠清晰的視頻還原。利用KVM多主機切換系統，即用一套或數套KVM在多個不同操作系統的多臺主機之間切換，就可以實現使用一套外設去訪問和操作一臺以上主機的功能。
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KVM的選擇
針對我單位機房所面臨的機房管理挑戰，安騰科技隨即提供完整的機房升級規劃建議，艾騰公司現在已經成為中國KVM市場中最具有實力的渠道供應商，是我國最大的多主機切換器（KVM SWITCH）制造廠商之一，在經過長時間的審慎評估并與多家廠家進行接觸，我最終選擇采用安騰科技多款KVM機房管理解決方案產品，并由安騰世紀科技協助進行建置工程.
此次我公司電腦機房升級規劃方案的需求是讓10位網管人員能同時或獨立執行服務器控管工作，其中3位網管人員可從遠端通過IP連線登錄對機房進行管理。因此宏正針對其需求，提供旗下ALTUSEN系列的矩陣式Matrix KVM多電腦切換器 - KM0432 (4組控制端，32端口)以及與其搭配使用的跨平臺控制端及電腦端模塊系列，另外，還包括8端口KVM多電腦切換器 - CS128A及遠程機房管理方案- CN6000 KVM on the NET。
系統連線圖2
我公司機房內擁有數量龐大服務器設備，分布于數量眾多機柜當中。安騰建議的基礎結構是將KM0432與CS128A通過電腦端模塊及CAT 5類網線進行串接，并通過CS128A連接后方所有服務器。對于遠程控管的需求，則是將CN6000通過控制端模塊與KM0432相連，以開辟IP通道，提供對應權限，網管人員即可通過LAN、WAN、或Internet由遠端控制機房內的服務器。KM0432是具備4組控制端與32端口的矩陣式多人控管Matrix KVM多電腦切換器，其可讓4位使用者存取與控制32臺服務器，適用于擁有眾多服務器與機房的中大型企業。矩陣式Matrix KVM多電腦切換器提供極高的擴充性，其支援堆疊(Cascade)與菊鏈(Daisy Chain)兩種串接方式，機房人員通過串接可管理多達上千臺服務器。
我公司在持續擴充機房結構的同時，信息安全性亦是一重要考量。KM0432具備三層式密碼安全機制，可針對不同的管理人員或部門設定管理權限，以有效進行集中與分層式的管理。系統拓撲如下圖3所示。
系統拓撲圖3
總結
通過KVM系統能夠看到所有需要觀察的節點機啟動信息，能進行BIOS操作并可對計算機進行底層設置而不占用任何計算機資源，不在計算機中增加任何硬件設備和軟件。此次曙光為單位量身定制的解決方案完全立足于用戶角度考慮，并經獲得了領導的認可。
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