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COM-HPC整合IPMI 提升邊緣伺服器服務品質
輕鬆進行遠端管理
[作者 康佳特]   2022年03月09日 星期三 瀏覽人次: [1960]

PICMG發表針對嵌入式系統平台管理的COM-HPC介面規範,目的為協助邊緣伺服器工程師遠端管理系統。例如當系統當機時,IT管理員可按下重置按鈕,發揮與親臨車間或其他場所相同的效果。該規範專為以COM-HPC嵌入式電腦模組為基礎的邊緣電腦而設計,旨在簡化維護及提升服務品質。


對IT管理員來說,其標準功能涵蓋了頻外管理的遠端管理能力,其中包括在無須親臨伺服器機房的情況下,即可監控系統功能、安裝更新與修補程式以及故障排除。


大多數IT服務提供業者的標準做法,是遠端存取客戶本地伺服器或進行雲端託管。隨著新的PICMG COM-HPC介面規範問世,支援這項行之有年做法的遠端管理功能,將延伸至邊緣伺服器與閘道伺服層技術。邊緣伺服器與閘道伺服層技術實現了數位化及工業物聯網(IIoT),但需要遠端管理功能彌補商業級IT與工業級營運科技(OT)間的落差。


而以嵌入式電腦模組為基礎去設計邊緣層平台的工程師,通常會希望透過客製化滿足特定需求,進而執行這些功能。PICMG特別針對這項需求,推出了適用於系統管理的COM-HPC子規範,且為了不造成重工,部分子規範將使用智慧型平台管理介面(IPMI)規格。接下來讓我們更深入探究系統管理介面專用的COM-HPC子規範,瞭解其規範對COM-HPC設計有何幫助吧。


這項工作之所以以IPMI為基礎,是因為IPMI自1998年提出後,經過2001年與2004年的陸續改版後達到穩健狀態,而受到廣大使用者接納。PICMG小組委員會也採用了以表現層狀態轉換(RESTful)API為基礎的Redfish規範,並持續發表新功能。



圖1 : COM-HPC標準專為全新邊緣運算層設計,採用分散式架構,因此這項全新IT層級服務,提供了業者需要具備類似分散式本地或雲端設備的全方位遠端管理功能。
圖1 : COM-HPC標準專為全新邊緣運算層設計,採用分散式架構,因此這項全新IT層級服務,提供了業者需要具備類似分散式本地或雲端設備的全方位遠端管理功能。

長久性與穩定性至關重要

IPMI規範定義了監控管理電腦子系統的協定、介面與架構,對描述底層硬體以及從板載管理控制器(BMC)接收和傳送訊息的格式進行了標準化。 IPMI訊息可透過網路傳送至遠端系統BMC,或從BMC傳送至電源等本機子系統。這種傳送IPMI訊息的靈活性,使其可將複雜的管理任務劃分為數個子區域。訊息可查詢硬體當前狀態,或命令BMC行動,如指示提升系統散熱效果、要求系統重開機,或讀取感測器。將管理任務卸載至專用實體硬體元件,可減少主機硬體與操作系統負擔。IPMI規範也將系統管理與主要平台脫鉤,即使在主要平台停機時,仍可執行系統管理功能。上述功能讓IPMI規範成為管理伺服器硬體的真實標準。規範開發人員刻意將必要的命令簡潔化,以避免誤解的可能性,進而確保規範的長久可用性。


IPMI規範的彈性框架可在原有強制及選擇性命令之外,新增新的網路功能(NetFn)與指令。這種自由度已讓許多產業工作團體受益,使其得以定義自身特定網路功能及命令,應對在制定規範時未曾想到的技術與功能。



圖2 : IPMI呼叫可透過網路傳送至遠端系統或本機子系統。於大多數情況下,系統模組化是為了將IPMI功能延伸至子系統(如嵌入式電腦模組)。
圖2 : IPMI呼叫可透過網路傳送至遠端系統或本機子系統。於大多數情況下,系統模組化是為了將IPMI功能延伸至子系統(如嵌入式電腦模組)。

各種遠端管理選項

對嵌入式電腦模組系統而言,彈性框架讓新增遠端管理所需的調整更為簡單。一項關於COM-HPC嵌入式EEPROM(EEEP)的調整,EEEP包含供應商資訊、記憶體插槽、連網功能等,這些資訊大致與IPMI現場替換單元(FRU)中所儲存的資訊相同。為避免複製本資料,COM-HPC遠端管理功能也涵蓋了IPMI裝置如何將EEEP裝置中,儲存資訊植入FRU的相關建議。


有鑒於COM-HPC模組市場龐大,包括遠端資料中心、霧端/邊緣伺服器與遠端安裝,擁有彈性的遠端管理選項是相當重要的。此外開發人員也應考量該規範對IPMI提供給模組及載板的支援成熟度的要求是截然不同的;模組的IPMI成熟度範圍包括未受管理模組(M.U)、基本管理模組(M.B),到完全管理模組(M.F)。載板程度則為未受管理(C.U)到管理載板(C.M)。規範中詳列各種差異,但本階段最重要的是瞭解這些模組與載板的互操作性不受影響。COM-HPC IPMI規範讓各類載板在各種模組中正確運作。


關鍵在於靈活性

PICMG COM-HPC IPMI小組委員會體認到,一體適用的解決方案無法符合各種情況所需的基本管理功能,因此才會有使用於如控制系統開啟/關閉,或告知系統取得網路資訊等任務的若干模組與載板設計的結合。


舉例來說,使用搭載達4個模組的單一載板工作時,讓個別模組具備獨立完整的管理功能更能提升效率。不過,載板上完全成熟的IPMI執行可對其他情況產生效益,不論模組是否是在受到管理的條件下,皆能對特定功能進行客製化。當然,一定也會有系統設計人員不想要管理功能,或是只想要最少的管理功能。因此,最重要的是所有模組管理層間的互操作性。



圖3 : 儘管模組及載板的IPMI支援成熟度不盡相同,但仍保留可互操作性,以實現各種系統設定─從搭載4個管理模組的單一未受管理載具,到搭載未受管理模組的管理載具。
圖3 : 儘管模組及載板的IPMI支援成熟度不盡相同,但仍保留可互操作性,以實現各種系統設定─從搭載4個管理模組的單一未受管理載具,到搭載未受管理模組的管理載具。

靈活管理控制平台

IPMI可存取越多的系統資源,功能就會越強大。這種存取與電源間的關係,便是新的COM-HPC規範具備數個特定介面,並提供最全方位系統管理功能的原因。首先是智慧型平台管理匯流排(IPMB)介面,讓載板BMC得以存取模組管理控制器(MMC)。但規範不僅限於此匯流排,專用的獨立PCI Express通道便是特別針對載板BMC的一款新介面,包含了圖型控制器並加以驅動。IPMI專用的其他介面包括I2C介面、USB連接埠,以及電源鈕控制。這些專用IPMI通道亦可透過BMC遠端存取,讓系統管理員幾乎可完全控制平台行為,實現最佳QoS、最少停機時間,與最高效的遠端維護。以下為數個範例:


‧ I2C介面可用於存取模組上的EEEP資料。


‧ USB連接埠可用於模擬如鍵盤與滑鼠,或DVD光碟機等USB裝置。


‧ 電源控制可用於遠端啟動/關閉系統。


‧ 當BMC執行其他平台初始化時,電源控制可用於延遲系統開機。


新的PICMG COM-HPC子規範藉此為全方位IPMI平台管理功能奠定基礎,工程師可開始思考建置IPMI的硬體設計構想。於此同時,模組供應商與其合作夥伴可建置BMC與MMC,例如使用SP-X及(或)OpenBMC等開源標準韌體。


OpenBMC為Linux發行版,適用於伺服器、置頂式交換器、RAID設備與其他裝置中的管理控制器。OpenBMC適用於次世代以COM-HPC為基礎的系統,利用Yocto、OpenEmbedded、systemd與D-Bus,讓平台客製化更為輕鬆。具備與DCMI的完整IPMI 2.0相容性,並搭載如電力、冷卻、LED、庫存、活動與監視器等主機管理功能。OpenBMC並提供各種介面選項,從遠端KVM、以SSH為基礎的SOL、以網路為基礎的使用者介面,到REST以及以D-Bus為基礎的介面。工程師可受益於硬體模擬及自動測試功能,而對各種BMC/BIOS映像的代碼更新支援則讓最近功能集更為完整。


結論

對系統建置人員來說,PICMG COM-HPC嵌入式電腦模組規範的主要優勢,是在於儘管此為全新規範,但卻涵蓋了成熟的IPMI與Redfish管理技術並加以創新,而這無疑將成為接納PICMG新COM-HPC嵌入式電腦模組規範的動力。


(本文作者Aaron Pop為康佳特資深軟體工程師;David Wise為AMI資深軟體工程師;Jessica Isquith為PICMG總裁)


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