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COM-HPC整合IPMI 提升边缘伺服器服务品质
轻松进行远端管理
[作者 康佳特]   2022年03月09日 星期三 浏览人次: [4229]

PICMG发表针对嵌入式系统平台管理的COM-HPC介面规范,目的为协助边缘伺服器工程师远端管理系统。例如当系统当机时,IT管理员可按下重置按钮,发挥与亲临车间或其他场所相同的效果。该规范专为以COM-HPC嵌入式电脑模组为基础的边缘电脑而设计,旨在简化维护及提升服务品质。


对IT管理员来说,其标准功能涵盖了频外管理的远端管理能力,其中包括在无须亲临伺服器机房的情况下,即可监控系统功能、安装更新与修补程式以及故障排除。


大多数IT服务提供业者的标准做法,是远端存取客户本地伺服器或进行云端托管。随着新的PICMG COM-HPC介面规范问世,支援这项行之有年做法的远端管理功能,将延伸至边缘伺服器与闸道伺服层技术。边缘伺服器与闸道伺服层技术实现了数位化及工业物联网(IIoT),但需要远端管理功能弥补商业级IT与工业级营运科技(OT)间的落差。


而以嵌入式电脑模组为基础去设计边缘层平台的工程师,通常会希??透过客制化满足特定需求,进而执行这些功能。PICMG特别针对这项需求,推出了适用於系统管理的COM-HPC子规范,且为了不造成重工,部分子规范将使用智慧型平台管理介面(IPMI)规格。接下来让我们更深入探究系统管理介面专用的COM-HPC子规范,了解其规范对COM-HPC设计有何帮助吧。


这项工作之所以以IPMI为基础,是因为IPMI自1998年提出後,经过2001年与2004年的陆续改版後达到稳健状态,而受到广大使用者接纳。PICMG小组委员会也采用了以表现层状态转换(RESTful)API为基础的Redfish规范,并持续发表新功能。



图1 : COM-HPC标准专为全新边缘运算层设计,采用分散式架构,因此这项全新IT层级服务,提供了业者需要具备类似分散式本地或云端设备的全方位远端管理功能。
图1 : COM-HPC标准专为全新边缘运算层设计,采用分散式架构,因此这项全新IT层级服务,提供了业者需要具备类似分散式本地或云端设备的全方位远端管理功能。

长久性与稳定性至关重要

IPMI规范定义了监控管理电脑子系统的协定、介面与架构,对描述底层硬体以及从板载管理控制器(BMC)接收和传送讯息的格式进行了标准化。 IPMI讯息可透过网路传送至远端系统BMC,或从BMC传送至电源等本机子系统。这种传送IPMI讯息的灵活性,使其可将复杂的管理任务划分为数个子区域。讯息可查询硬体当前状态,或命令BMC行动,如指示提升系统散热效果、要求系统重开机,或读取感测器。将管理任务卸载至专用实体硬体元件,可减少主机硬体与操作系统负担。IPMI规范也将系统管理与主要平台脱钩,即使在主要平台停机时,仍可执行系统管理功能。上述功能让IPMI规范成为管理伺服器硬体的真实标准。规范开发人员刻意将必要的命令简洁化,以避免误解的可能性,进而确保规范的长久可用性。


IPMI规范的弹性框架可在原有强制及选择性命令之外,新增新的网路功能(NetFn)与指令。这种自由度已让许多产业工作团体受益,使其得以定义自身特定网路功能及命令,应对在制定规范时未曾想到的技术与功能。



图2 : IPMI呼叫可透过网路传送至远端系统或本机子系统。於大多数情况下,系统模组化是为了将IPMI功能延伸至子系统(如嵌入式电脑模组)。
图2 : IPMI呼叫可透过网路传送至远端系统或本机子系统。於大多数情况下,系统模组化是为了将IPMI功能延伸至子系统(如嵌入式电脑模组)。

各种远端管理选项

对嵌入式电脑模组系统而言,弹性框架让新增远端管理所需的调整更为简单。一项关於COM-HPC嵌入式EEPROM(EEEP)的调整,EEEP包含供应商资讯、记忆体??槽、连网功能等,这些资讯大致与IPMI现场替换单元(FRU)中所储存的资讯相同。为避免复制本资料,COM-HPC远端管理功能也涵盖了IPMI装置如何将EEEP装置中,储存资讯植入FRU的相关建议。


有鉴於COM-HPC模组市场庞大,包括远端资料中心、雾端/边缘伺服器与远端安装,拥有弹性的远端管理选项是相当重要的。此外开发人员也应考量该规范对IPMI提供给模组及载板的支援成熟度的要求是截然不同的;模组的IPMI成熟度范围包括未受管理模组(M.U)、基本管理模组(M.B),到完全管理模组(M.F)。载板程度则为未受管理(C.U)到管理载板(C.M)。规范中详列各种差异,但本阶段最重要的是了解这些模组与载板的互操作性不受影响。COM-HPC IPMI规范让各类载板在各种模组中正确运作。


关键在於灵活性

PICMG COM-HPC IPMI小组委员会体认到,一体适用的解决方案无法符合各种情况所需的基本管理功能,因此才会有使用於如控制系统开启/关闭,或告知系统取得网路资讯等任务的若干模组与载板设计的结合。


举例来说,使用搭载达4个模组的单一载板工作时,让个别模组具备独立完整的管理功能更能提升效率。不过,载板上完全成熟的IPMI执行可对其他情况产生效益,不论模组是否是在受到管理的条件下,皆能对特定功能进行客制化。当然,一定也会有系统设计人员不想要管理功能,或是只想要最少的管理功能。因此,最重要的是所有模组管理层间的互操作性。



图3 : 尽管模组及载板的IPMI支援成熟度不尽相同,但仍保留可互操作性,以实现各种系统设定━从搭载4个管理模组的单一未受管理载具,到搭载未受管理模组的管理载具。
图3 : 尽管模组及载板的IPMI支援成熟度不尽相同,但仍保留可互操作性,以实现各种系统设定━从搭载4个管理模组的单一未受管理载具,到搭载未受管理模组的管理载具。

灵活管理控制平台

IPMI可存取越多的系统资源,功能就会越强大。这种存取与电源间的关系,便是新的COM-HPC规范具备数个特定介面,并提供最全方位系统管理功能的原因。首先是智慧型平台管理汇流排(IPMB)介面,让载板BMC得以存取模组管理控制器(MMC)。但规范不仅限於此汇流排,专用的独立PCI Express通道便是特别针对载板BMC的一款新介面,包含了图型控制器并加以驱动。IPMI专用的其他介面包括I2C介面、USB连接埠,以及电源钮控制。这些专用IPMI通道亦可透过BMC远端存取,让系统管理员几??可完全控制平台行为,实现最隹QoS、最少停机时间,与最高效的远端维护。以下为数个范例:


· I2C介面可用於存取模组上的EEEP资料。


· USB连接埠可用於模拟如键盘与滑鼠,或DVD光碟机等USB装置。


· 电源控制可用於远端启动/关闭系统。


· 当BMC执行其他平台初始化时,电源控制可用於延迟系统开机。


新的PICMG COM-HPC子规范藉此为全方位IPMI平台管理功能奠定基础,工程师可开始思考建置IPMI的硬体设计构想。於此同时,模组供应商与其合作夥伴可建置BMC与MMC,例如使用SP-X及(或)OpenBMC等开源标准韧体。


OpenBMC为Linux发行版,适用於伺服器、置顶式交换器、RAID设备与其他装置中的管理控制器。OpenBMC适用於次世代以COM-HPC为基础的系统,利用Yocto、OpenEmbedded、systemd与D-Bus,让平台客制化更为轻松。具备与DCMI的完整IPMI 2.0相容性,并搭载如电力、冷却、LED、库存、活动与监视器等主机管理功能。OpenBMC并提供各种介面选项,从远端KVM、以SSH为基础的SOL、以网路为基础的使用者介面,到REST以及以D-Bus为基础的介面。工程师可受益於硬体模拟及自动测试功能,而对各种BMC/BIOS映像的代码更新支援则让最近功能集更为完整。


结论

对系统建置人员来说,PICMG COM-HPC嵌入式电脑模组规范的主要优势,是在於尽管此为全新规范,但却涵盖了成熟的IPMI与Redfish管理技术并加以创新,而这无疑将成为接纳PICMG新COM-HPC嵌入式电脑模组规范的动力。


(本文作者Aaron Pop为康隹特资深软体工程师;David Wise为AMI资深软体工程师;Jessica Isquith为PICMG总裁)


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