COM-HPC integra IPMI para mejorar la calidad de servicio de los servidores perimetrales

PICMG lanzó una especificación de interfaz COM-HPC para la gestión de plataformas de sistemas integrados. El objetivo es ayudar a los ingenieros de servidores periféricos a administrar los sistemas de forma remota. Por ejemplo, si se cuelga un sistema, un administrador de TI puede presionar el reinicio con el mismo efecto que si hubiera ido a la planta de una fábrica u otro sitio. La especificación apunta a diseños de computadoras de borde basados ​​en COM-HPC Computer-on-Modules con miras a simplificar el mantenimiento y mejorar la calidad del servicio.

Las capacidades de administración remota, incluida la administración fuera de banda, son características estándar para los administradores de TI. Estas capacidades abarcan la funcionalidad del sistema de monitoreo, la instalación de nuevas actualizaciones y parches y la resolución de problemas sin estar físicamente presente en las salas de servidores.

Es una práctica estándar para muchos proveedores de servicios de TI acceder de forma remota a los servidores locales de los clientes o alojarlos en algún lugar de la nube. Las capacidades de administración remota que respaldan esta práctica probada y verdadera se extenderán a las tecnologías de capa de puerta de enlace y servidor de borde con la llegada de la nueva especificación de interfaz PICMG COM-HPC (Figura 1). Habilitar la digitalización y el IIoT, las tecnologías de capa de puerta de enlace y servidor de borde requieren capacidades de administración remota para superar la brecha entre la TI de nivel empresarial y la tecnología operativa (OT) de nivel industrial.

Figura 1. El estándar COM-HPC está diseñado para la nueva capa de computación de borde, que se distribuye. Por lo tanto, los proveedores de servicios para esta nueva capa de TI necesitan funciones integrales de administración remota similares a los equipos distribuidos en las instalaciones o en la nube.

Los ingenieros que diseñan plataformas de capa de borde basadas en computadoras en módulos generalmente desean implementar estas capacidades de una manera que se pueda adaptar a demandas específicas. Para abordar este deseo, PICMG introdujo una subespecificación COM-HPC para la gestión del sistema. Para no reinventar la rueda, partes de la subespecificación COM-HPC se basarán en la especificación de Interfaz de administración de plataforma inteligente (IPMI).

Profundicemos en la subespecificación COM-HPC dedicada a la interfaz de administración del sistema para comprender cómo beneficia a los diseños COM-HPC.

La longevidad y la estabilidad son importantes

El trabajo de mejorar la calidad del servicio del servidor de borde recayó en IPMI porque existe desde 1998, ha alcanzado un estado sólido después de las revisiones adicionales publicadas en 2001 y 2004, y goza de una aceptación general. El subcomité de PICMG también utilizó la especificación Redfish, que se basa en una API de transferencia de estado representacional (RESTful) y continúa lanzando nuevas funciones.

La especificación de IPMI define los protocolos, interfaces y arquitectura para monitorear y administrar un subsistema de computadora (Figura 2). IPMI estandariza el formato para describir el hardware de bajo nivel, así como el formato para enviar y recibir mensajes desde un controlador de administración de placa (BMC).

Figura 2. Las llamadas IPMI pueden enviarse a través de la red a un sistema remoto o a un subsistema local. En la mayoría de los casos, la modularidad de un sistema es una razón para extender las funciones de IPMI también a subsistemas, como Computadora en módulos.

Los mensajes de IPMI se pueden enviar a través de la red al BMC de un sistema remoto o desde un BMC a un subsistema local, como una fuente de alimentación. Esta versatilidad con respecto al envío de mensajes IPMI permite dividir las tareas administrativas complejas en varias subáreas.

Los mensajes pueden consultar el estado actual del hardware o indicar al BMC que actúe; por ejemplo, indicarle al BMC que aumente el enfriamiento del sistema, indicarle al sistema que se reinicie o leer un sensor. Al permitir que las tareas de administración se descarguen en un componente de hardware físico dedicado, se reduce la carga sobre el hardware y el sistema operativo del host. La especificación de IPMI también desacopla la administración del sistema de la plataforma de destino para que las funciones de administración del sistema se puedan iniciar incluso cuando la plataforma de destino está inactiva.

Todas estas funciones han hecho de la especificación IPMI un estándar de facto para la gestión del hardware del servidor. La longevidad de la especificación está garantizada porque los desarrolladores de la especificación mantuvieron deliberadamente los comandos requeridos muy simples, sin dejar lugar a malentendidos.

El marco flexible de la especificación IPMI permite agregar nuevas funciones de red (NetFn) e instrucciones más allá de los comandos obligatorios y opcionales de la especificación original. Varios grupos de trabajo de la industria ya se han beneficiado de esta libertad y han definido sus propias funciones de red y comandos específicos para manejar tecnologías y características en las que no se pensó durante la creación de la especificación.

Muchas opciones de administración remota

Para los sistemas Computer-on-Modules, el marco flexible simplifica la realización de los ajustes necesarios para agregar administración remota. Un ajuste se refería a la EEPROM integrada COM-HPC (EEEP). La EEEP contiene información sobre proveedores, ranuras de memoria, capacidades de red y más. Gran parte de esta información es la misma que la almacenada en la Unidad reemplazable de campo (FRU) de IPMI. Para evitar la duplicación de estos datos, las funciones de administración remota COM-HPC incluyen recomendaciones sobre cómo un dispositivo IPMI debe llenar la FRU con la información contenida en el dispositivo EEEP.

Dada la amplia gama de mercados para los módulos COM-HPC, incluidos los centros de datos remotos, los servidores de niebla / de borde y las instalaciones distantes, es importante tener una gama flexible de opciones de administración remota. Los desarrolladores también tuvieron que tener en cuenta que el estándar especifica niveles de madurez muy diferentes de compatibilidad con IPMI para módulos y placas portadoras.

Los niveles de madurez de IPMI de los módulos van desde módulos no administrados (M.U) y módulos administrados básicos (M.B) hasta módulos completamente administrados (M.F). Los niveles de la placa portadora van desde no gestionados (C.U) hasta placas portadoras gestionadas (C.M). Las diferencias se explican en detalle en la especificación, pero lo que es más importante saber en esta etapa es que todos esos módulos y placas de soporte siguen siendo interoperables.

La especificación COM-HPC IPMI permite que todos los tipos de placas portadoras funcionen correctamente con todo tipo de módulos.

Gestión y control flexibles de plataformas

El subcomité de IPMI de PICMG COM-HPC se dio cuenta de que los diversos escenarios en los que se necesitaban funciones de gestión básicas no serían atendidos por una solución única para todos. Por lo tanto, hay disponibles varias combinaciones de diseño de módulo y portadora para tareas como encender y apagar el sistema o decirle al sistema que obtenga información de la red.

Por ejemplo, cuando se trabaja con una sola placa portadora con hasta cuatro módulos, es más eficiente que cada módulo tenga capacidades de gestión completas independientes. Sin embargo, un escenario diferente podría beneficiarse de una implementación IPMI completa en la placa portadora, lo que permite la personalización para funciones específicas independientemente de si el módulo está administrado o no (Figura 3).

Figura 3. Los módulos y las placas portadoras pueden tener diferentes niveles de madurez de compatibilidad con IPMI, pero seguirán siendo interoperables entre sí, lo que permitirá varias configuraciones de sistema, desde un solo portador no administrado con cuatro módulos administrados, hasta un operador administrado con módulos no administrados.

Siempre habrá diseñadores de sistemas que no quieran funciones de gestión. Y siempre habrá diseñadores de sistemas que quieran funciones de gestión mínimas. Por lo tanto, era importante priorizar la interoperabilidad entre todos los niveles de administración de módulos. Pero también era fundamental que los diseñadores tuvieran acceso a tantos recursos como fuera posible.

Cuanto más acceso a los recursos del sistema se le concede, más potente se vuelve IPMI. Esta relación entre acceso y energía es la razón por la que la nueva especificación COM-HPC tiene algunas interfaces específicas que brindan las funcionalidades de administración del sistema más completas. El primero de ellos es la interfaz de bus de administración de plataforma inteligente (IPMB), que permite que una placa portadora BMC acceda al controlador de administración de módulo (MMC).

Pero la especificación no se limita a este bus. Una nueva interfaz específica para una placa portadora BMC es la PCI Express Lane dedicada separada, que incluye y controla un controlador de gráficos.

Las interfaces adicionales dedicadas para su uso por IPMI son una interfaz I2C, puertos USB y los controles del botón de encendido. A través de estos canales IPMI dedicados, también accesibles de forma remota a través de BMC, los administradores del sistema pueden controlar casi todo el comportamiento de la plataforma para obtener la mejor calidad de servicio, un tiempo de inactividad mínimo y un mantenimiento remoto más eficiente.

Para dar algunos ejemplos:

• La interfaz I2C se puede utilizar para acceder a los datos EEEP en el módulo.
• Los puertos USB se pueden utilizar para emular dispositivos USB, como un teclado y un mouse o una unidad de DVD.
• Los controles de energía se pueden usar para encender / apagar el sistema de forma remota.
• Los controles de energía se pueden usar para retrasar el inicio del sistema mientras el BMC realiza una inicialización adicional de la plataforma.

Por lo tanto, la nueva subespecificación PICMG COM-HPC allana el camino para una funcionalidad integral de gestión de la plataforma IPMI. Los ingenieros pueden empezar a pensar en esquemas de diseño de hardware para implementar IPMI. Al mismo tiempo, los proveedores de módulos y sus socios pueden trabajar en implementaciones de BMC y MMC, por ejemplo, utilizando SP-X y / o firmware estándar abierto como OpenBMC (Figura 4).

Figura 4. Los primeros módulos de cliente COM-HPC de congatec disponibles en el mercado están equipados con 11 variantes de procesadores Intel Xeon, Core y Celeron (con nombre en código Tiger Lake U y Tiger Lake H). El kit de inicio congatec con placa de soporte de evaluación y solución de refrigeración ya está disponible funcionalmente validado. Las variantes de implementación de COM-HPC PMI específicas del cliente se admiten bajo demanda.

OpenBMC es una distribución de Linux para controladores de gestión que se utilizan en servidores, conmutadores en la parte superior del bastidor, dispositivos RAID y otros dispositivos. OpenBMC utiliza Yocto, OpenEmbedded, systemd y D-Bus para una fácil personalización de las plataformas. Tiene total conformidad IPMI 2.0 con DCMI y cuenta con administración de host como energía, enfriamiento, LED, inventario, eventos y vigilancia.

OpenBMC también ofrece una amplia variedad de interfaces que van desde KVM remoto, SOL basado en SSH e interfaces de usuario basadas en web, hasta interfaces basadas en REST y D-Bus. Los ingenieros se benefician de la simulación de hardware, así como de las funciones de prueba automatizadas. La compatibilidad con la actualización de código para varias imágenes de BMC / BIOS completa el conjunto de funciones recientes.

Conclusión

Un beneficio importante para los constructores de sistemas es que, aunque la especificación PICMG COM-HPC Computer-on-Modules es completamente nueva, incluye tecnologías de gestión IPMI y Redfish probadas sobre las cuales innovar.

Sin duda, esto impulsará la aceptación de la nueva especificación COM-HPC Computer-on-Modules de PICMG.