作者：Jessica Isquith，Aaron Pop，David Wise

用于管理嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的COM-HPC接口規(guī)范。目標(biāo)是幫助邊緣服務(wù)器工程師遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)。例如，如果系統(tǒng)掛起，IT 管理員可以按重置鍵，其效果與前往工廠車間或其他站點(diǎn)的效果相同。該規(guī)范針對(duì)基于 COM-HPC 計(jì)算機(jī)模塊的邊緣計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，旨在簡(jiǎn)化維護(hù)和提高服務(wù)質(zhì)量。

遠(yuǎn)程管理功能（包括帶外管理）是 IT 管理員的標(biāo)準(zhǔn)功能。這些功能包括監(jiān)控系統(tǒng)功能、安裝新的更新和補(bǔ)丁以及排除故障，而無需實(shí)際存在于服務(wù)器機(jī)房中。

許多 IT 服務(wù)提供商的標(biāo)準(zhǔn)做法是遠(yuǎn)程訪問客戶的本地服務(wù)器或?qū)⑵渫泄茉谠浦械哪硞€(gè)位置。隨著新的 PICMG COM-HPC 接口規(guī)范的出現(xiàn)，支持這種久經(jīng)考驗(yàn)的真實(shí)實(shí)踐的遠(yuǎn)程管理功能將擴(kuò)展到邊緣服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)層技術(shù)（圖 1）。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和 IIoT、邊緣服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)層技術(shù)需要遠(yuǎn)程管理功能，以克服企業(yè)級(jí) IT 和工業(yè)級(jí)運(yùn)營(yíng)技術(shù) （OT） 之間的差距。

圖 1.COM-HPC 標(biāo)準(zhǔn)是為分布式的新邊緣計(jì)算層設(shè)計(jì)的。因此，這個(gè)新IT層的服務(wù)提供商需要類似于分布式本地或云設(shè)備的全面遠(yuǎn)程管理功能。

基于計(jì)算機(jī)模塊設(shè)計(jì)邊緣層平臺(tái)的工程師通常希望以可根據(jù)特定需求定制的方式實(shí)現(xiàn)這些功能。為了滿足這一需求，PICMG 引入了用于系統(tǒng)管理的 COM-HPC 子規(guī)范。為了不重新發(fā)明輪子，COM-HPC子規(guī)范的某些部分將借鑒智能平臺(tái)管理接口（IPMI）規(guī)范。

讓我們更深入地了解專用于系統(tǒng)管理接口的 COM-HPC 子規(guī)范，以了解它如何使 COM-HPC 設(shè)計(jì)受益。

長(zhǎng)壽和穩(wěn)定性至關(guān)重要

改進(jìn)邊緣服務(wù)器 QoS 的工作落在了 IPMI 上，因?yàn)樗?1998 年以來一直存在，在 2001 年和 2004 年發(fā)布其他修訂版后已達(dá)到穩(wěn)健狀態(tài)，并得到普遍接受。PICMG小組委員會(huì)還使用了紅魚規(guī)范，該規(guī)范基于表征狀態(tài)轉(zhuǎn)移（RESTful）API，并繼續(xù)發(fā)布新功能。

IPMI 規(guī)范定義了用于監(jiān)視和管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)的協(xié)議、接口和體系結(jié)構(gòu)（圖 2）。IPMI 標(biāo)準(zhǔn)化了用于描述低級(jí)硬件的格式以及用于從電路板管理控制器 （BMC） 發(fā)送和接收消息的格式。

圖 2.IPMI 呼叫可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程系統(tǒng)或本地子系統(tǒng)。在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)的模塊化是將IPMI功能擴(kuò)展到子系統(tǒng)（例如模塊上的計(jì)算機(jī)）的原因。

IPMI 消息可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程系統(tǒng)的 BMC，也可以從 BMC 發(fā)送到本地子系統(tǒng)，如電源。這種在發(fā)送IPMI消息方面的多功能性使得將復(fù)雜的管理任務(wù)劃分為幾個(gè)子區(qū)域成為可能。

這些消息可以查詢硬件的當(dāng)前狀態(tài)或指示 BMC 執(zhí)行操作 – 例如，指示 BMC 增加系統(tǒng)冷卻、告訴系統(tǒng)重新啟動(dòng)或讀取傳感器。將管理任務(wù)卸載到專用的物理硬件組件可減輕主機(jī)硬件和操作系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。IPMI規(guī)范還將系統(tǒng)管理與目標(biāo)平臺(tái)分離，以便即使在目標(biāo)平臺(tái)關(guān)閉時(shí)也可以啟動(dòng)系統(tǒng)管理功能。

所有這些功能使IPMI規(guī)范成為管理服務(wù)器硬件的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范的壽命得到了保證，因?yàn)橐?guī)范的開發(fā)人員故意保持所需的命令非常簡(jiǎn)單，沒有留下誤解的余地。

IPMI規(guī)范的靈活框架允許在原始規(guī)范的強(qiáng)制和可選命令之外添加新的網(wǎng)絡(luò)功能（NetFn）和指令。各種行業(yè)工作組已經(jīng)從這種自由中受益，并定義了他們自己的特定網(wǎng)絡(luò)功能和命令，以處理在規(guī)范創(chuàng)建過程中未被考慮的技術(shù)和功能。

許多遠(yuǎn)程管理選項(xiàng)

對(duì)于計(jì)算機(jī)模塊系統(tǒng)，靈活的框架簡(jiǎn)化了添加遠(yuǎn)程管理所需的調(diào)整。一項(xiàng)調(diào)整涉及通信與高性能計(jì)算嵌入式電子工程網(wǎng)（EEEP）有關(guān)。EEEP 包含有關(guān)供應(yīng)商、內(nèi)存插槽、網(wǎng)絡(luò)功能等的信息。其中大部分信息與存儲(chǔ)在 IPMI 現(xiàn)場(chǎng)可替換單元 （FRU） 中的信息相同。為避免重復(fù)此數(shù)據(jù)，COM-HPC 遠(yuǎn)程管理功能包括有關(guān) IPMI 設(shè)備應(yīng)如何使用 EEEP 設(shè)備中包含的信息填充 FRU 的建議。

鑒于 COM-HPC 模塊的市場(chǎng)范圍很廣，包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心、霧/邊緣服務(wù)器和遠(yuǎn)程安裝，擁有一系列靈活的遠(yuǎn)程管理選項(xiàng)非常重要。開發(fā)人員還必須考慮到，該標(biāo)準(zhǔn)指定了對(duì)模塊和載板的IPMI支持的非常不同的成熟度級(jí)別。

模塊的 IPMI 成熟度級(jí)別從非托管模塊 （M.U） 和基本托管模塊 （M.B） 到完全托管模塊 （M.F）不等。載板級(jí)別從非托管 （C.U） 到托管載板 （C.M）不等。規(guī)范中詳細(xì)解釋了這些差異，但在此階段最重要的是要知道所有這些模塊和載板仍然可互操作。

COM-HPC IPMI 規(guī)范允許所有類型的載板與所有類型的模塊一起正常工作。

靈活的平臺(tái)管理和控制

PICMG COM-HPC IPMI小組委員會(huì)意識(shí)到，一刀切的解決方案無法滿足需要基本管理功能的各種方案。因此，多種模塊和載波設(shè)計(jì)組合可用于諸如打開和關(guān)閉系統(tǒng)電源或告訴系統(tǒng)獲取網(wǎng)絡(luò)信息之類的任務(wù)。

例如，當(dāng)使用具有多達(dá)四個(gè)模塊的單個(gè)載板時(shí)，每個(gè)模塊具有獨(dú)立的全管理功能會(huì)更有效率。但是，不同的場(chǎng)景可以從載板上完全成熟的IPMI實(shí)現(xiàn)中受益，無論模塊是托管還是非托管，都可以定制特定功能（圖3）。

圖 3.模塊和載板可以具有不同的 IPMI 支持成熟度，但彼此之間仍可互操作，從而實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)設(shè)置 - 從具有四個(gè)受管模塊的單個(gè)非托管載波到具有非托管模塊的托管載波。

總會(huì)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員不想要任何管理功能?？倳?huì)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員想要最少的管理功能。因此，優(yōu)先考慮所有模塊管理層之間的互操作性非常重要。但同樣重要的是，設(shè)計(jì)師能夠獲得盡可能多的資源。

授予對(duì)系統(tǒng)資源的訪問權(quán)限越多，IPMI 就越強(qiáng)大。訪問和電源之間的這種關(guān)系是新的 COM-HPC 規(guī)范具有一些特定接口的原因，這些接口提供最全面的系統(tǒng)管理功能。首先是智能平臺(tái)管理總線（IPMB）接口，它允許載板BMC訪問模塊管理控制器（MMC）。

但規(guī)格不僅限于此總線。專門用于載板 BMC 的一個(gè)新接口是專用的獨(dú)立 PCI 快速通道，它包括并驅(qū)動(dòng)圖形控制器。

專用于 IPMI 的其他接口包括 I2C 接口、USB 端口和電源按鈕控件。通過這些專用的 IPMI 通道（也可通過 BMC 遠(yuǎn)程訪問），系統(tǒng)管理員可以控制幾乎整個(gè)平臺(tái)行為，以實(shí)現(xiàn)最佳 QoS、最短停機(jī)時(shí)間和最高效的遠(yuǎn)程維護(hù)。

舉幾個(gè)例子：

I2C 接口可用于訪問模塊上的 EEEP 數(shù)據(jù)。

USB 端口可用于模擬 USB 設(shè)備，如鍵盤和鼠標(biāo)或 DVD 驅(qū)動(dòng)器。

電源控制可用于遠(yuǎn)程打開/關(guān)閉系統(tǒng)。

電源控制可用于在 BMC 執(zhí)行其他平臺(tái)初始化時(shí)延遲系統(tǒng)啟動(dòng)。

因此，新的 PICMG COM-HPC 子規(guī)范為全面的 IPMI 平臺(tái)管理功能鋪平了道路。工程師可以開始考慮實(shí)施IPMI的硬件設(shè)計(jì)原理圖。同時(shí)，模塊供應(yīng)商及其合作伙伴可以處理 BMC 和 MMC 實(shí)現(xiàn)，例如利用 SP-X 和/或開放標(biāo)準(zhǔn)固件（如 OpenBMC）（圖 4）。

圖 4.市場(chǎng)上首批康佳特COM-HPC客戶端模塊配備了11種英特爾至強(qiáng)、酷睿和賽揚(yáng)處理器（代號(hào)為虎湖優(yōu)和虎湖H）。康佳特入門套件帶有eval載板和冷卻解決方案，已經(jīng)過功能驗(yàn)證。按需支持客戶特定的 COM-HPC PMI 實(shí)施變體。

OpenBMC 是用于服務(wù)器、機(jī)架頂部交換機(jī)、RAID 裝置和其他設(shè)備中使用的管理控制器的 Linux 發(fā)行版。OpenBMC 使用約克托、開放嵌入式、系統(tǒng)化和 D 型總線來輕松定制平臺(tái)。它完全符合 DCMI 的 IPMI 2.0 標(biāo)準(zhǔn)，并具有電源、冷卻、LED、庫存、事件和看門狗等主機(jī)管理功能。

OpenBMC 還提供廣泛的接口選擇，從遠(yuǎn)程 KVM、基于固態(tài)混合的 SOL 和基于網(wǎng)絡(luò)的用戶界面，到基于 REST 和 D 總線的接口。工程師受益于硬件仿真以及自動(dòng)化測(cè)試功能。對(duì)多個(gè) BMC/BIOS 映像的代碼更新支持完善了最近的功能集。

結(jié)論

對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)建商來說，一個(gè)主要的好處是，盡管PICMG COM-HPC模塊上的計(jì)算機(jī)規(guī)范是全新的，但它包括經(jīng)過驗(yàn)證的IPMI和紅魚管理技術(shù)，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。

這肯定會(huì)為PICMG新的COM-HPC計(jì)算機(jī)模塊規(guī)范的接受提供動(dòng)力。

審核編輯：郭婷