Un conmutador KVM ( KVM es la abreviatura de "teclado, video y mouse") es un dispositivo de hardware que permite a un usuario controlar varias computadoras desde uno o más conjuntos de teclados , monitores de video y mouse . [1]
Los conmutadores para conectar varias computadoras a uno o más periféricos han tenido múltiples nombres.
El primer nombre fue Keyboard Video Switch (KVS). [2] Con la llegada del ratón, el conmutador de teclado, vídeo y ratón (KVM) se hizo popular. El nombre fue introducido por Remigius Shatas, el fundador de Cybex (ahora Vertiv ), un fabricante de conmutadores periféricos, en 1995. [3] Algunas empresas llaman a sus conmutadores Teclado, Vídeo, Ratón y Periféricos (KVMP).
Los teclados, ratones y dispositivos de E/S USB son los dispositivos más comunes que se conectan a un conmutador KVM. Las clases de conmutadores KVM que se describen a continuación se basan en diferentes tipos de tecnologías básicas, que varían en la forma en que el conmutador KVM maneja los dispositivos de E/S USB, incluidos teclados, ratones, pantallas táctiles, etc. (USB-HID = Dispositivo de interfaz humana USB)
Un conmutador KVM es un dispositivo de hardware utilizado en centros de datos que permite el control de múltiples computadoras desde un único teclado, monitor y mouse (KVM). [6] El conmutador permite que el personal del centro de datos se conecte a cualquier servidor en el rack. Un ejemplo común de uso doméstico es habilitar el uso del teclado, mouse y monitor de tamaño completo de la PC del hogar con un dispositivo portátil como una computadora portátil, tableta PC o PDA , o una computadora que use un sistema operativo diferente.
Los conmutadores KVM ofrecen diferentes métodos de conexión de los ordenadores. Según el producto, el conmutador puede presentar conectores nativos en el dispositivo donde se pueden conectar cables estándar de teclado, monitor y ratón. Otro método consiste en tener un único conector DB25 o similar que agrupe las conexiones en el conmutador con tres cables independientes de teclado, monitor y ratón a los ordenadores. Posteriormente, estos fueron sustituidos por un cable KVM especial que combinaba los cables de teclado, vídeo y ratón en un único cable de extensión enrollado. La ventaja de este último enfoque es la reducción del número de cables entre el conmutador KVM y los ordenadores conectados. La desventaja es el coste de estos cables.
El método para cambiar de un ordenador a otro depende del conmutador. Los conmutadores periféricos originales (Rose, alrededor de 1988) utilizaban un conmutador rotatorio, mientras que los conmutadores electrónicos activos (Cybex, alrededor de 1990) utilizaban botones pulsadores en el dispositivo KVM. En ambos casos, el KVM alinea el funcionamiento entre los distintos ordenadores y el teclado, el monitor y el ratón de los usuarios (consola de usuario).
Entre 1992 y 1993, Cybex Corporation diseñó comandos de teclas de acceso rápido para teclado. [ cita requerida ] Hoy en día, la mayoría de los KVM se controlan mediante comandos de teclas de acceso rápido no invasivos (por ejemplo Ctrl, + Ctrl, + y las teclas). El cambio de teclas de acceso rápido a menudo se complementa con un sistema de visualización en pantalla que muestra una lista de computadoras conectadas.Scroll LockScroll LockPrint Screen
Los conmutadores KVM difieren en la cantidad de computadoras que se pueden conectar. Las configuraciones de conmutación tradicionales varían de 2 a 64 computadoras posibles conectadas a un solo dispositivo. Los dispositivos de nivel empresarial interconectados mediante métodos en cadena o en cascada pueden admitir un total de 512 computadoras a las que puede acceder de manera equitativa cualquier consola de usuario. [7]
Si bien se han fabricado conmutadores HDMI , DisplayPort y DVI , VGA sigue siendo el conector de video más común que se encuentra en los conmutadores KVM para aplicaciones industriales y de fabricación, aunque muchos conmutadores ahora son compatibles con conectores HDMI y DisplayPort. Los conmutadores analógicos se pueden construir con distintas capacidades de ancho de banda de video, lo que afecta el costo y la calidad generales de la unidad. Un conmutador típico de consumo proporciona un ancho de banda de hasta 200 MHz, lo que permite resoluciones de alta definición a 60 Hz.
En el caso del vídeo analógico, la resolución y la frecuencia de actualización son los factores principales para determinar la cantidad de ancho de banda necesario para la señal. El método de conversión de estos factores en requisitos de ancho de banda es un punto de ambigüedad, en parte porque depende de la naturaleza analógica y del estado del hardware. El mismo equipo puede requerir más ancho de banda a medida que envejece debido a una mayor degradación de la señal de origen. La mayoría de las fórmulas de conversión intentan aproximarse a la cantidad de ancho de banda necesario, incluido un margen de seguridad. Como regla general, los circuitos de conmutación deben proporcionar hasta tres veces el ancho de banda requerido por la especificación de la señal original, ya que esto permite que la mayoría de los casos de pérdida de señal se contengan fuera del rango de la señal que es pertinente para la calidad de la imagen.
Como las pantallas basadas en CRT dependen de la frecuencia de actualización para evitar el parpadeo, generalmente requieren más ancho de banda que las pantallas planas comparables. Los monitores de alta resolución y alta frecuencia de actualización se han convertido en configuraciones estándar para los conmutadores KVM de gama alta avanzados (especialmente con PC para juegos).
Un monitor utiliza DDC y EDID , transmitidos a través de pines específicos, para identificarse ante el sistema. Los conmutadores KVM pueden tener diferentes formas de gestionar estas transmisiones de datos:
Las pautas de Microsoft recomiendan que los conmutadores KVM pasen sin alteraciones todo el tráfico I2C entre el monitor y los hosts de la PC, y no generen eventos HPD al cambiar a un puerto diferente mientras mantienen una señal estable sin ruido en los puertos inactivos. [ 8] [9]
Los conmutadores KVM eran originalmente dispositivos pasivos y mecánicos basados en conmutadores multipolares , y algunos de los dispositivos más económicos del mercado aún utilizan esta tecnología. Los conmutadores mecánicos suelen tener un botón giratorio para seleccionar entre computadoras. Los KVM suelen permitir compartir dos o cuatro computadoras, con un límite práctico de aproximadamente doce máquinas impuesto por las limitaciones en las configuraciones de conmutadores disponibles. Los diseños de hardware modernos utilizan electrónica activa en lugar de contactos de conmutadores físicos con el potencial de controlar muchas computadoras en una red troncal de sistema común.
Una limitación de los conmutadores KVM mecánicos es que cualquier computadora que no esté seleccionada actualmente por el conmutador KVM no "ve" un teclado o un mouse conectados a ella. En condiciones normales de funcionamiento, esto no es un problema, pero mientras la máquina se está iniciando, intentará detectar su teclado y mouse y no podrá iniciarse o lo hará con una configuración no deseada (por ejemplo, sin mouse). Asimismo, si no se detecta el monitor, la computadora puede volver a una resolución baja, como (normalmente) 640x480. Por lo tanto, los conmutadores KVM mecánicos pueden no ser adecuados para controlar máquinas que pueden reiniciarse automáticamente (por ejemplo, después de un corte de energía).
Otro problema que se presenta con los dispositivos mecánicos es la falla de uno o más contactos del interruptor para hacer conexiones eléctricas firmes y de baja resistencia, lo que a menudo requiere mover o ajustar un poco la perilla para corregir colores irregulares en la pantalla o una respuesta periférica poco confiable. Los contactos chapados en oro mejoran ese aspecto del rendimiento del interruptor, pero aumentan el costo del dispositivo.
La mayoría de los dispositivos KVM activos (electrónicos en lugar de mecánicos) proporcionan emulación de periféricos, enviando señales a las computadoras que no están seleccionadas en ese momento para simular que se conectan un teclado, un mouse y un monitor. Estos se utilizan para controlar máquinas que pueden reiniciarse en un funcionamiento sin supervisión. Los servicios de emulación de periféricos integrados en el hardware también brindan soporte continuo cuando las computadoras requieren una comunicación constante con los periféricos.
Algunos tipos de conmutadores KVM activos no emiten señales que coincidan exactamente con el teclado, el monitor y el ratón físicos, lo que puede provocar un comportamiento no deseado en las máquinas controladas. Por ejemplo, el usuario de un teclado multimedia conectado a un conmutador KVM puede descubrir que las teclas multimedia del teclado no tienen ningún efecto en las computadoras controladas.
Existen alternativas de software para algunas de las funciones de un conmutador KVM de hardware , como Multiplicity , Synergy y Barrier, que realizan la conmutación por software y reenvían la entrada a través de conexiones de red estándar. Esto tiene la ventaja de reducir la cantidad de cables necesarios. La conmutación por el borde de la pantalla permite que el mouse funcione en ambos monitores de dos computadoras.
Hay dos tipos de dispositivos KVM remotos que se describen mejor como remotos locales y KVM sobre IP.
El diseño de los dispositivos KVM remotos locales permite a los usuarios controlar equipos informáticos a una distancia de hasta 1000 pies (300 m) de las consolas de usuario (teclado, monitor y ratón). Siempre necesitan una conexión por cable directa desde el ordenador al conmutador KVM y a la consola [10] e incluyen compatibilidad con cableado estándar de categoría 5 entre ordenadores y usuarios interconectados por el dispositivo conmutador. Por el contrario, los dispositivos KVM alimentados por USB pueden controlar equipos informáticos mediante una combinación de cables USB, de teclado, ratón y monitor de hasta 5 metros (16 pies). [11]
Los dispositivos conmutadores KVM sobre IP utilizan un microcontrolador dedicado y un hardware de captura de vídeo potencialmente especializado para capturar las señales de vídeo, teclado y ratón, comprimirlas y convertirlas en paquetes, y enviarlas a través de un enlace Ethernet a una aplicación de consola remota que descomprime y reconstituye la imagen gráfica dinámica. El subsistema KVM sobre IP suele estar conectado al plano de alimentación de reserva de un sistema para que esté disponible durante todo el proceso de arranque del BIOS. Estos dispositivos permiten controlar varias computadoras de forma local o global mediante el uso de una conexión IP. [10] Existen problemas de rendimiento relacionados con el hardware LAN/WAN, los protocolos estándar y la latencia de la red, por lo que la gestión de usuarios se conoce comúnmente como "casi en tiempo real".
Hoy en día, el acceso a la mayoría de los dispositivos remotos o "KVM" sobre IP utiliza un navegador web , aunque muchas de las aplicaciones de software de visualización independientes proporcionadas por muchos fabricantes también dependen de ActiveX o Java .
Algunos fabricantes o conjuntos de chips KVM requieren que la "lista blanca" o la autorización para conectarse estén habilitadas de forma implícita. Sin la inclusión de la lista blanca, el dispositivo no funcionará. Esto es así por diseño y es necesario para conectar dispositivos USB no estándar a los KVM. Esto se completa anotando el ID del dispositivo (normalmente copiado del Administrador de dispositivos de Windows) o la documentación del fabricante del dispositivo USB.
Generalmente, todos los periféricos USB HID o de consumo están exentos, pero los dispositivos más exóticos, como tabletas, digitalizadores o conmutadores USB, requieren una adición manual a la tabla de lista blanca del KVM.
En comparación con los métodos convencionales de administración remota (por ejemplo, Virtual Network Computing en banda o Terminal Services ), un conmutador KVM tiene la ventaja de que no depende de un componente de software que se esté ejecutando en la computadora remota, lo que permite la interacción remota con la configuración básica del BIOS y la supervisión de todo el proceso de arranque antes, durante y después de que se cargue el sistema operativo. Los dispositivos o conmutadores KVM sobre IP modernos suelen utilizar un cifrado de datos de al menos 128 bits que protege la configuración KVM sobre una WAN o LAN (mediante SSL ).
Los dispositivos KVM sobre IP se pueden implementar de diferentes maneras. En lo que respecta al vídeo, las tarjetas PCI KVM sobre IP utilizan una forma de captura de pantalla en la que la tarjeta KVM sobre IP maestra del bus PCI accede y copia la pantalla directamente desde el búfer de memoria gráfica y, como resultado, debe saber con qué chip gráfico está trabajando y en qué modo gráfico se encuentra actualmente este chip para que el contenido del búfer se pueda interpretar correctamente como datos de imagen. Las técnicas más nuevas en las tarjetas del subsistema de gestión OPMA y otras implementaciones obtienen los datos de vídeo directamente mediante el bus DVI . Las implementaciones pueden emular teclados y ratones basados en PS/2 o USB . Normalmente, se utiliza un servidor VNC integrado para el protocolo de vídeo en las implementaciones IPMI e Intel AMT .
Los conmutadores KVM se denominan dispositivos de uso compartido KVM porque dos o más computadoras pueden compartir un único conjunto de periféricos KVM. Los dispositivos de uso compartido de computadoras funcionan a la inversa en comparación con los conmutadores KVM; es decir, una sola PC puede ser compartida por varios monitores, teclados y ratones. A un dispositivo de uso compartido de computadoras a veces se lo denomina divisor KVM o conmutador KVM inverso. Si bien no es tan común, esta configuración es útil cuando el operador desea acceder a una sola computadora desde dos o más ubicaciones (generalmente cercanas); por ejemplo, una máquina de quiosco público que también tiene una interfaz de mantenimiento del personal detrás del mostrador o una computadora de oficina en el hogar que también funciona como una PC de cine en casa .
