PICMG發(fā)表針對嵌入式系統(tǒng)平臺管理的COM-HPC介面規(guī)範(fàn)，目的為協(xié)助邊緣伺服器工程師遠(yuǎn)端管理系統(tǒng)。例如當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)機(jī)時，IT管理員可按下重置按鈕，發(fā)揮與親臨車間或其他場所相同的效果。該規(guī)範(fàn)專為以COM-HPC嵌入式電腦模組為基礎(chǔ)的邊緣電腦而設(shè)計，旨在簡化維護(hù)及提升服務(wù)品質(zhì)。
對IT管理員來說，其標(biāo)準(zhǔn)功能涵蓋了頻外管理的遠(yuǎn)端管理能力，其中包括在無須親臨伺服器機(jī)房的情況下，即可監(jiān)控系統(tǒng)功能、安裝更新與修補程式以及故障排除。
大多數(shù)IT服務(wù)提供業(yè)者的標(biāo)準(zhǔn)做法，是遠(yuǎn)端存取客戶本地伺服器或進(jìn)行雲(yún)端託管。隨著新的PICMG COM-HPC介面規(guī)範(fàn)問世，支援這項行之有年做法的遠(yuǎn)端管理功能，將延伸至邊緣伺服器與閘道伺服層技術(shù)。邊緣伺服器與閘道伺服層技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)位化及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT），但需要遠(yuǎn)端管理功能彌補商業(yè)級IT與工業(yè)級營運科技（OT）間的落差。
而以嵌入式電腦模組為基礎(chǔ)去設(shè)計邊緣層平臺的工程師，通常會希望透過客製化滿足特定需求，進(jìn)而執(zhí)行這些功能。PICMG特別針對這項需求，推出了適用於系統(tǒng)管理的COM-HPC子規(guī)範(fàn)，且為了不造成重工，部分子規(guī)範(fàn)將使用智慧型平臺管理介面（IPMI）規(guī)格。接下來讓我們更深入探究系統(tǒng)管理介面專用的COM-HPC子規(guī)範(fàn)，瞭解其規(guī)範(fàn)對COM-HPC設(shè)計有何幫助吧。
這項工作之所以以IPMI為基礎(chǔ)，是因為IPMI自1998年提出後，經(jīng)過2001年與2004年的陸續(xù)改版後達(dá)到穩(wěn)健狀態(tài)，而受到廣大使用者接納。PICMG小組委員會也採用了以表現(xiàn)層狀態(tài)轉(zhuǎn)換（RESTful）API為基礎(chǔ)的Redfish規(guī)範(fàn)，並持續(xù)發(fā)表新功能。
| 圖1 : COM-HPC標(biāo)準(zhǔn)專為全新邊緣運算層設(shè)計，採用分散式架構(gòu)，因此這項全新IT層級服務(wù)，提供了業(yè)者需要具備類似分散式本地或雲(yún)端設(shè)備的全方位遠(yuǎn)端管理功能。 |
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長久性與穩(wěn)定性至關(guān)重要
IPMI規(guī)範(fàn)定義了監(jiān)控管理電腦子系統(tǒng)的協(xié)定、介面與架構(gòu)，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(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。 IPMI訊息可透過網(wǎng)路傳送至遠(yuǎn)端系統(tǒng)BMC，或從BMC傳送至電源等本機(jī)子系統(tǒng)。這種傳送IPMI訊息的靈活性，使其可將複雜的管理任務(wù)劃分為數(shù)個子區(qū)域。訊息可查詢硬體當(dāng)前狀態(tài)，或命令BMC行動，如指示提升系統(tǒng)散熱效果、要求系統(tǒng)重開機(jī)，或讀取感測器。將管理任務(wù)卸載至專用實體硬體元件，可減少主機(jī)硬體與操作系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。IPMI規(guī)範(fàn)也將系統(tǒng)管理與主要平臺脫鉤，即使在主要平臺停機(jī)時，仍可執(zhí)行系統(tǒng)管理功能。上述功能讓IPMI規(guī)範(fàn)成為管理伺服器硬體的真實標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)範(fàn)開發(fā)人員刻意將必要的命令簡潔化，以避免誤解的可能性，進(jìn)而確保規(guī)範(fàn)的長久可用性。
IPMI規(guī)範(fàn)的彈性框架可在原有強制及選擇性命令之外，新增新的網(wǎng)路功能（NetFn）與指令。這種自由度已讓許多產(chǎn)業(yè)工作團(tuán)體受益，使其得以定義自身特定網(wǎng)路功能及命令，應(yīng)對在制定規(guī)範(fàn)時未曾想到的技術(shù)與功能。
| 圖2 : IPMI呼叫可透過網(wǎng)路傳送至遠(yuǎn)端系統(tǒng)或本機(jī)子系統(tǒng)。於大多數(shù)情況下，系統(tǒng)模組化是為了將IPMI功能延伸至子系統(tǒng)（如嵌入式電腦模組）。 |
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各種遠(yuǎn)端管理選項
對嵌入式電腦模組系統(tǒng)而言，彈性框架讓新增遠(yuǎn)端管理所需的調(diào)整更為簡單。一項關(guān)於COM-HPC嵌入式EEPROM（EEEP）的調(diào)整，EEEP包含供應(yīng)商資訊、記憶體插槽、連網(wǎng)功能等，這些資訊大致與IPMI現(xiàn)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(yuǎn)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(guān)建議。
有鑒於COM-HPC模組市場龐大，包括遠(yuǎn)端資料中心、霧端／邊緣伺服器與遠(yuǎn)端安裝，擁有彈性的遠(yuǎn)端管理選項是相當(dāng)重要的。此外開發(fā)人員也應(yīng)考量該規(guī)範(fàn)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(fàn)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(guī)範(fàn)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(guī)範(fàn)讓各類載板在各種模組中正確運作。
關(guān)鍵在於靈活性
PICMG COM-HPC IPMI小組委員會體認(rèn)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(tǒng)開啟／關(guān)閉，或告知系統(tǒng)取得網(wǎng)路資訊等任務(wù)的若干模組與載板設(shè)計的結(jié)合。
舉例來說，使用搭載達(dá)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(zhí)行可對其他情況產(chǎn)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(jìn)行客製化。當(dāng)然，一定也會有系統(tǒng)設(shè)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(xiàn)各種系統(tǒng)設(shè)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。 |
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靈活管理控制平臺
IPMI可存取越多的系統(tǒng)資源，功能就會越強大。這種存取與電源間的關(guān)係，便是新的COM-HPC規(guī)範(fàn)具備數(shù)個特定介面，並提供最全方位系統(tǒng)管理功能的原因。首先是智慧型平臺管理匯流排（IPMB）介面，讓載板BMC得以存取模組管理控制器（MMC）。但規(guī)範(fàn)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(qū)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(yuǎn)端存取，讓系統(tǒng)管理員幾乎可完全控制平臺行為，實現(xiàn)最佳QoS、最少停機(jī)時間，與最高效的遠(yuǎn)端維護(hù)。以下為數(shù)個範(fàn)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(jī)等USB裝置。
? 電源控制可用於遠(yuǎn)端啟動／關(guān)閉系統(tǒng)。
? 當(dāng)BMC執(zhí)行其他平臺初始化時，電源控制可用於延遲系統(tǒng)開機(jī)。
新的PICMG COM-HPC子規(guī)範(fàn)藉此為全方位IPMI平臺管理功能奠定基礎(chǔ)，工程師可開始思考建置IPMI的硬體設(shè)計構(gòu)想。於此同時，模組供應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)韌體。
OpenBMC為Linux發(fā)行版，適用於伺服器、置頂式交換器、RAID設(shè)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(chǔ)的系統(tǒng)，利用Yocto、OpenEmbedded、systemd與D-Bus，讓平臺客製化更為輕鬆。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(jiān)視器等主機(jī)管理功能。OpenBMC並提供各種介面選項，從遠(yuǎn)端KVM、以SSH為基礎(chǔ)的SOL、以網(wǎng)路為基礎(chǔ)的使用者介面，到REST以及以D-Bus為基礎(chǔ)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(jié)論
對系統(tǒng)建置人員來說，PICMG COM-HPC嵌入式電腦模組規(guī)範(fàn)的主要優(yōu)勢，是在於儘管此為全新規(guī)範(fàn)，但卻涵蓋了成熟的IPMI與Redfish管理技術(shù)並加以創(chuàng)新，而這無疑將成為接納PICMG新COM-HPC嵌入式電腦模組規(guī)範(fàn)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）
