Un conmutador KVM (siendo KVM una abreviatura de "teclado, video y mouse") es un dispositivo de hardware que permite a un usuario controlar múltiples 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 varios nombres.
El nombre más antiguo fue Keyboard Video Switch (KVS). [2] Con la llegada del mouse, el conmutador de teclado, video y mouse (KVM) se hizo popular. El nombre fue introducido por Remigius Shatas, fundador de Cybex (ahora Vertiv ), un fabricante de conmutadores periféricos, en 1995. [3] Algunas empresas llaman a sus conmutadores Teclado, Vídeo, Ratón y Periférico (KVMP).
Los teclados, ratones y dispositivos de E/S USB son los dispositivos más comunes conectados a un conmutador KVM. Las clases de conmutadores KVM que se analizan a continuación se basan en diferentes tipos de tecnologías centrales, que varían en la forma en que el conmutador KVM maneja 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 solo teclado, monitor y mouse (KVM). [6] El conmutador permite al personal del centro de datos conectarse a cualquier servidor en el bastidor. Un ejemplo común de uso doméstico es permitir el uso del teclado, mouse y monitor de tamaño completo de la PC doméstica con un dispositivo portátil como una computadora portátil, una tableta o una PDA , o una computadora que utilice un sistema operativo diferente.
Los conmutadores KVM ofrecen diferentes métodos para conectar las computadoras. Dependiendo del producto, el conmutador puede presentar conectores nativos en el dispositivo donde se pueden conectar cables estándar de teclado, monitor y mouse. Otro método es tener un solo conector DB25 o similar que agregue conexiones en el conmutador con tres cables independientes de teclado, monitor y mouse a las computadoras. Posteriormente, estos fueron reemplazados por un cable KVM especial que combinaba los cables del teclado, video y mouse en un solo cable de extensión envuelto. La ventaja del último enfoque es la reducción de la cantidad de cables entre el conmutador KVM y las computadoras conectadas. La desventaja es el costo de estos cables.
El método para cambiar de una computadora a otra depende del cambio. Los interruptores periféricos originales (Rose, alrededor de 1988) usaban un interruptor giratorio, mientras que los interruptores electrónicos activos (Cybex, alrededor de 1990) usaban botones en el dispositivo KVM. En ambos casos, el KVM alinea la operación entre diferentes computadoras y el teclado, monitor y mouse (consola de usuario) de los usuarios.
En 1992-1993, Cybex Corporation diseñó comandos de teclas de acceso rápido para el teclado. [ cita necesaria ] 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 se diferencian en la cantidad de computadoras que se pueden conectar. Las configuraciones de conmutación tradicionales varían de 2 a 64 posibles computadoras conectadas a un solo dispositivo. Los dispositivos de nivel empresarial interconectados a través de métodos en cadena y/o en cascada pueden admitir un total de 512 computadoras a las que accede igualmente cualquier consola de usuario determinada. [7]
Si bien se han fabricado conmutadores HDMI , DisplayPort y DVI , VGA sigue siendo el conector de vídeo 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. Se pueden construir conmutadores analógicos con diferentes capacidades de ancho de banda de vídeo, lo que afecta el coste 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.
Para el 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 para convertir estos factores en requisitos de ancho de banda es un punto de ambigüedad, en parte porque depende de la naturaleza analógica y el estado del hardware. El mismo equipo puede requerir más ancho de banda a medida que envejece debido a una mayor degradación de la señal fuente. La mayoría de las fórmulas de conversión intentan aproximar la cantidad de ancho de banda necesaria, incluido un margen de seguridad. Como regla general, los circuitos del interruptor 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 pertinente para la calidad de la imagen.
Como las pantallas 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 convierten en configuraciones estándar para conmutadores KVM avanzados de alta gama (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 manejar estas transmisiones de datos:
Las pautas de Microsoft recomiendan que los conmutadores KVM pasen sin cambios cualquier tráfico I 2 C 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 mecánicos pasivos basados en conmutadores multipolares y algunos de los dispositivos más baratos del mercado todavía utilizan esta tecnología. Los interruptores mecánicos suelen tener un botón giratorio para seleccionar entre computadoras. Los KVM normalmente permiten 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 interruptor físicos con el potencial de controlar muchas computadoras en una columna vertebral 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 mouse conectado a él. En funcionamiento normal, esto no es un problema, pero mientras la máquina se inicia, intentará detectar el teclado y el mouse y fallará al iniciar o iniciará con una configuración no deseada (por ejemplo, sin mouse). Del mismo modo, una falla al detectar el monitor puede provocar que la computadora vuelva a tener 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 encontrado con los dispositivos mecánicos es la falla de uno o más contactos del interruptor para establecer conexiones eléctricas firmes y de baja resistencia, lo que a menudo requiere algún movimiento o ajuste de 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 añaden coste al 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 actualmente para simular la conexión de un teclado, un mouse y un monitor. Se utilizan para controlar máquinas que pueden reiniciarse en 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 mouse físicos, lo que puede provocar un comportamiento no deseado de las máquinas controladas. Por ejemplo, el usuario de un teclado multimedia conectado a un conmutador KVM puede encontrar que las teclas multimedia del teclado no tienen ningún efecto en las computadoras controladas.
Existen alternativas de software a algunas de las funciones de un conmutador KVM de hardware , como Multiplicity , Synergy y Barrier, que realizan la conmutación en software y reenvían la entrada a través de conexiones de red estándar. Esto tiene la ventaja de reducir la cantidad de cables necesarios. El cambio de borde de pantalla permite que el mouse funcione en ambos monitores de dos computadoras.
Hay dos tipos de dispositivos KVM remotos que se describen mejor como remoto local y KVM sobre IP.
El diseño del dispositivo KVM remoto local permite a los usuarios controlar equipos informáticos a una distancia de hasta 300 m (1000 pies) de las consolas de usuario (teclado, monitor y mouse). Siempre necesitan una conexión de cable directa desde la computadora al conmutador KVM a la consola [10] e incluyen soporte para cableado estándar de categoría 5 entre computadoras 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, teclado, ratón y monitor de hasta 5 metros (16 pies). [11]
Los dispositivos de conmutación KVM sobre IP utilizan un microcontrolador dedicado y hardware de captura de video potencialmente especializado para capturar las señales de video, teclado y mouse, 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 generalmente está conectado al plano de energía en espera de un sistema para que esté disponible durante todo el proceso de inicio del BIOS. Estos dispositivos permiten controlar múltiples computadoras de manera local o global con 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 denomina comúnmente "casi en tiempo real".
El acceso a la mayoría de los dispositivos remotos o "KVM" sobre IP hoy en día utiliza un navegador web , aunque muchas de las aplicaciones de software de visualización independiente proporcionadas por muchos fabricantes también dependen de ActiveX o Java .
Algunos conjuntos de chips KVM o fabricantes requieren que la "lista blanca" o la autoridad para conectarse estén habilitadas implícitamente. Sin la adición de la lista blanca, el dispositivo no funcionará. Esto es por diseño y es necesario para conectar dispositivos USB no estándar a KVM. Esto se completa anotando la identificación del dispositivo (generalmente copiada del Administrador de dispositivos en Windows) o la documentación del fabricante del dispositivo USB.
Generalmente, todos los periféricos HID o USB 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, Computación de red virtual en banda o Servicios de terminal ), un conmutador KVM tiene la ventaja de que no depende de un componente de software que se ejecute en la computadora remota, lo que permite la interacción remota con la base. configuración de BIOS a nivel y monitoreo 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 de KVM a través de una WAN o LAN (mediante SSL ).
Los dispositivos KVM sobre IP se pueden implementar de diferentes maneras. Con respecto al video, las tarjetas PCI KVM sobre IP utilizan una forma de captura de pantalla en la que la tarjeta maestra del bus PCI KVM sobre IP accede y copia la pantalla directamente desde el búfer de memoria de gráficos y, como resultado, debe saber qué chip de gráficos está usando. está trabajando y en qué modo de gráficos se encuentra actualmente este chip para que el contenido del búfer pueda interpretarse 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 implementaciones de IPMI e Intel AMT .
Los conmutadores KVM se denominan dispositivos para compartir KVM porque dos o más computadoras pueden compartir un único conjunto de periféricos KVM. Los dispositivos para compartir 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. Un dispositivo para compartir computadora a veces se 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 para el personal detrás del mostrador, o una oficina en casa. computadora que también funciona como PC de cine en casa .
