Conmutador KVM

Un conmutador KVM (siendo KVM una abreviatura de "teclado, vídeo y ratón") es un dispositivo de hardware que permite a un usuario controlar varios ordenadores desde uno o más conjuntos de teclados, monitores de vídeo y ratones.

Nombre

Los interruptores para conectar varias computadoras a uno o más periféricos han tenido varios nombres.

El nombre más antiguo fue Keyboard Video Switch (KVS). 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. Algunas empresas llaman a sus conmutadores Teclado, Vídeo, Ratón y Periférico (KVMP).

Tipos

Con la popularidad del USB, los teclados, ratones y dispositivos de E/S USB siguen siendo los dispositivos más comunes conectados a un conmutador KVM. Las clases de conmutadores KVM que se revisan se basan en diferentes tipos de tecnologías centrales en términos de cómo el conmutador KVM maneja dispositivos de E/S USB, incluidos teclados, ratones, pantallas táctiles, etc. (USB-HID = Dispositivo de interfaz humana USB)

USB Hub Based KVM

También se llama Interruptor KVM enumerado o Selector de conmutador USB, un dispositivo USB conectado/compartido debe pasar por el proceso de iniciación completo (enumeración USB) cada vez que el KVM se cambia a otro sistema de destino/puerto. El cambio a diferentes puertos es similar al proceso de enchufar físicamente y desconectar un dispositivo USB en el sistema objetivo.

KVM USB emulado

Los puertos de consola USB dedicados se asignan para emular conjuntos especiales de teclado USB o información de control de conmutación de ratón a cada sistema conectado/conectado. El USB emulado proporciona una acción de conmutación instantánea y fiable que hace que las teclas de teclado y el interruptor del ratón sea posible. Sin embargo, esta clase de interruptor KVM sólo utiliza emulación genérica y, por consiguiente, sólo ha sido capaz de soportar las características de teclado y ratón más básicas. También hay dispositivos USB KVM que permiten sistemas operativos multiplataforma y el teclado básico y el ratón compartido.

KVM USB Semi-DDM

Los puertos de consola USB dedicados funcionan con todo USB-HID (incluyendo teclado y ratón), pero no mantienen la presencia de los dispositivos conectados a todos los sistemas dirigidos simultáneamente. Esta clase de KVM aprovecha la tecnología DDM (Dynamic Device Mapping).

DDM USB KVM

Dedicado Configuración dinámica del dispositivo Los puertos de consola USB funcionan con todo USB-HID (incluyendo teclado y ratón) y mantienen las funciones y características especiales de los dispositivos conectados a cada sistema conectado/conectado. Esta clase de interruptor KVM supera las limitaciones frustrantes de un KVM de clase USB emulado emulando los verdaderos personajes de los dispositivos conectados a todos los ordenadores simultáneamente. Esto significa que ahora puede utilizar las teclas de función extra, ruedas, botones y controles que se encuentran comúnmente en los teclados y ratones modernos.

KVM+Dock

Un interruptor KVM con estación de muelles incorporada. Se combina lo mejor de ambos productos, interruptor KVM y estación de acoplamiento. Las demandas de KVM+Dock habían sido cada vez más fuertes causadas por WFH (trabaja desde casa) configuración para compartir monitores, teclado/museo, webcam y otros dispositivos USB entre un PC personal y un portátil de trabajo como los requisitos de configuración más populares después del cierre COVID.

Limitada*

soportado, pero no permite la re-enumeración USB, que no sólo causa demoras largas en el cambio, sino que también a veces causa errores de HPD (Hot-Plug Device) al sistema operativo (s).

Sí*

Latency time within 1 second while switching between channels/ports.

KVM+Dock

Dual DP1.4 KVM switch with TB4 dock model will be the first model released for full-buss DisplayPort 1.4 sharing for 4K144hz play monitors.

Usar

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). Este conmutador permite que el personal del centro de datos se conecte 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 el funcionamiento entre diferentes computadoras y las funciones de los usuarios. teclado, monitor y ratón (consola de usuario).

En 1992-1993, Cybex Corporation diseñó comandos de teclas de acceso rápido para el teclado. Hoy en día, la mayoría de los KVM se controlan mediante comandos de teclas de acceso rápido no invasivos (por ejemplo, Ctrl+Ctrl, Bloqueo de desplazamiento+Bloqueo de desplazamiento y Imprimir pantalla claves ). 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.

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.

Ancho de banda de vídeo

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 video 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).

• 2023: las resoluciones más altas y la tasa de actualización apoyada por DisplayPort 1.4 KVM de clase DDM avanzado en 4K144hz, 5K120/240hz, 8K60hz (w/DSC)

Supervisar

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:

• Ninguno: el interruptor KVM carece de los circuitos para manejar estos datos, y el monitor no es "visible" al sistema. El sistema puede asumir que se adjunta un monitor genérico y predetermina la configuración segura. Las resoluciones más altas y las tasas de actualización pueden necesitar ser desbloqueadas manualmente a través del controlador de vídeo como precaución de seguridad. Sin embargo, ciertas aplicaciones (especialmente juegos) que dependen de recuperar la información DDC/EDID no podrán funcionar correctamente.
• Fake: el interruptor KVM genera su propia información DDC/EDID que puede o no ser apropiada para el monitor que se adjunta. Los problemas pueden surgir si hay una incoherencia entre las especificaciones del KVM y el monitor, como no ser capaz de seleccionar las resoluciones deseadas.
• Paso: el interruptor KVM intenta hacer la comunicación entre el monitor y el sistema transparente. Sin embargo, puede no hacerlo de las siguientes maneras:
  • generar eventos de detección de enchufes calientes (HPD) para monitorear la llegada o eliminación al cambiar, o no pasar estados de potencia de monitor - puede hacer que el sistema operativo vuelva a detectar el monitor y restablecer la velocidad de resolución y actualización, o puede causar que el monitor entre o salga del modo de ahorro de energía;
  • no pasar o alterar los comandos MCSS - puede resultar en la orientación incorrecta de la pantalla o calibración de color inadecuada.

Las pautas de Microsoft recomiendan que los conmutadores KVM pasen sin cambios cualquier 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.

Monitores con funciones de conmutación KVM incorporadas

Se había incluido un interruptor KVM integrado para poder contar con dos sistemas informáticos (dos conexiones del sistema aguas arriba) para compartir el monitor. Sin embargo, dado que la mayoría de los monitores actuales con funciones de conmutación KVM habían estado poniendo el único interruptor KVM de clase central con ellos. No hay emulación HID ni emulación/sentimiento EDID a todos los sistemas conectados. Además, se limitan a tener 2 sistemas conectados a él. Y sólo puede controlar un monitor (el monitor solo) con el interruptor KVM incorporado. El interruptor KVM incorporado CAN no admite conmutación y control multimonitor a través de él.

Interruptores (electrónicos) pasivos y activos

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 ratón 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 no podrá 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 hacer 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 actualmente seleccionadas 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 físico, el monitor y el mouse, lo que puede resultar en 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.

Alternativas de software

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.

Dispositivos KVM remotos

Existen dos tipos de dispositivos KVM remotos que se describen mejor como remoto local y KVM sobre IP.

Remoto local (incluido KVM a través de USB)

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 conexión por cable directa desde la computadora al conmutador KVM a la consola 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).

KVM sobre IP (IPKVM)

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. 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 "en tiempo casi real".

Acceso a la mayoría de dispositivos remotos o "KVM" Los dispositivos sobre IP actuales utilizan un navegador web, aunque muchas de las aplicaciones de software de visualización independientes proporcionadas por muchos fabricantes también dependen de ActiveX o Java.

Lista blanca

Algunos fabricantes o conjuntos de chips KVM requieren la "lista blanca" o autoridad para conectarse se habilite 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.

En general, 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.

Implementación

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, por lo que permitiendo la interacción remota con la configuración del BIOS de nivel básico y el 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.

Dispositivos para compartir ordenadores

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.