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技術論壇
跨平台系統管理的救星
-IPMI之演變        文 / 朱宜振  凌華科技網路電腦暨通訊產品事業部產品經理 
 前言

對MIS人員來說,大型機房的有效管理一直是個管理上的夢魘,面對為數眾多、各式各樣的伺服器,要如何判斷哪些機器是否正常或者異常,在過去可能是到現場一台一台檢視;網路出現後,可透過各家廠商提供的遠端管理介面來檢視,但是卻一直沒有一個有效的方式可以管理這些數量眾多、甚至是跨平台的系統,尤其對於MIS人員來說,面對跨平台系統的管理更是一個可怕的惡夢。這些現象,直到IPMI(Intelligent Platform Management Interface)規格的誕生開始露出曙光。

先來瞭解一下IPMI到底是什麼東西,IPMI = Intelligent Platform Management Interface,顧名思義,就是可以智慧型的來管理系統的一種標準,IPMI規格是在1998年由Intel、DELL、HP及NEC所共同提出的,它提供了一個可以跨平台的標準界面來監控系統內的一些狀況,如溫度、電壓、風扇等,並且可以藉由事件發送的形式來讓系統管理人員得知目前系統的狀況。

2001年IPMI從1.0版改版至1.5版,主要增加了LAN、Serial/Modem、PCI Management Bus等系統管理的溝通介面,以及提供了Alerting的功能。到了2004年在Intel的開發者論壇(IDF,Intel Developer Forum)上正式發表了IPMI 2.0的規格,為IT使用者提供了更高的安全性,遠端伺服器主機畫面的監控(Console Redirection),並支援模組化刀鋒型伺服器(Blade Server)以及能夠向下相容IPMI 1.0及1.5的規格。

IPMI讓系統管理者能夠透過網路或者Serial的傳輸形式來監控系統上各種元件的健康狀況,如CPU的運作、風扇轉速、系統溫度及電壓等。管理者可以將要監控的部分,設定其感應的臨界值,在IPMI控制器感應不到正常狀況時,可以透過發email、送SNMP trap等來通知MIS人員處理問題。另外,藉由硬體及軟體的配合,IPMI增加了遠端管理及系統回復的功能,讓系統管理者可以在遠端得知系統目前是處於何種狀態,如關機、開機中、OS當機等,並且下達開機、關機和重新開機等命令。


IPMI 2.0 Architecture(圖一)

IPMI主要定義一般的規格部分,但在整個系統管理及實際的規劃上沒有去著墨。若單就IPMI這個點來看的話,其實可能會落於狹隘的觀點,於是在系統設計時,到最後出來的成品會發現,若我們只有管理一兩台系統時,內建的標準IPMI功能的確是系統管理者的好幫手,但是若到了大機房及跨平台的眾多系統呢?目前市場上眾多在提到IPMI的資料上均著重在解釋IPMI的規格及特色上,卻沒有去真正想到實際面上的應用。

因此,在整體系統規劃及產品設計之初就要為真正的使用者-也就是MIS人員去設想,所以著重的精神應該是在虛擬管理(Virtualization)及集中(Consolidation)管理這上面,目前凌華的IPMI解決方案就是著重在此處,希望透過3-Tier的管理架構來讓系統管理者不需要一對一的去管理每一台系統(如圖二)。在設計IPMI解決方案時,真正考量到最終使用者的需求和應用,才能真的透過IPMI的技術來為IT人員解決他們的問題,這是設計產品的人應該為使用者設想之處。


IPMI 多層系統管理架構(圖二)

標準IPMI系統的核心為一顆獨立的微處理器BMC (Baseboard Management Controller),透過System Interface與主系統讀寫訊息;I2C Bus監控、紀錄系統的各項參數,包含:工作溫度,風扇速度,工作電壓等;Non-volatile Storage紀錄系統事件日誌,硬體組態,出廠日期等資料;IPMB (Intelligent Platform Management Bus) 與系統中或子系統中的IPMB裝置讀寫訊息,或是外掛ICMB (Intelligent Chassis Management Bus) 橋接器與另一個系統讀寫訊息;另外,IPMI還定義了遠端監控功能,透過標準串列埠或是網路介面。

PICMG協會於2000年二月通過了PICMG 2.9 System Management規格,內容即是將標準IPMI架構實現於CompactPCI系統中,如下圖三所示:


圖三 PICMG 2.9基本系統方塊圖

在系統板卡上實作BMC設計,配合背板上配合設計的IPMB串聯各個槽位,加上週邊裝置實作IPMB相容控制器PMC (Peripheral Management Controller) ,使得BMC可以透過IPMB擷取、監控整個系統內各部分的工作狀況,如果發生任何異常事件,可以立即發現,紀錄,採取反應措施,包括:重置系統,或是發出警告,即時通知系統管理員。由於100%相容於IPMI規格,大幅降低開發成本,加快市場導入時間。


圖四 含CMM系統架構圖

圖四為目前常見的PICMG 2.9系統設計,新增專屬的CMM (Chassis Management Module) 提供點對點的星形拓樸IPMB,避免圖二中串接型IPMB單一點異常導致整條通道失誤的發生。獨立的管理模組,更確保系統發生異常時,能維持管理介面正常的功能。

未來在網路電信領域對於開放式標準平台的需求會逐漸增加,一方面是無人化的自動管理設備會日益普及,另一方面IPMI在跨平台管理的優勢受到認可,以凌華為例,6U CompactPCI系列的產品cPCI-6840、cPCI-6810/20、cPCI-6765等都符合IPMI,大大強化了客戶在管理與軟體開發的能力,獲得客戶肯定。

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