基于IPMI的虚拟远程串口终端

的逻辑单
元。如图ｌ
所示。
当ｍｕｘ
逻辑单元
打向“ＳＯＬ”
这边时，图 中左上角
图１ ＩＰＭＩ中串口的逻辑单元图
的那个串口连接器就会完全脱离主板的串口控制器和ＢＭｃ，
连接器已经不能与ＢＭＣ和系统通讯了。然而，当ＳＯＬ功能
不使用的时候，ＢＭＣ会把ｍｕｘ逻辑单元打向连接器那一边，
允许连接器通过ＩＰＭＩ与ＢＭｃ和系统通讯。
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ＩＰＭＩ Ｂａ髓ｄ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｒｉａｌ Ｔｅｎｌｌｉｎａｌ
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在大型机房里，服务器的有效管理向来是管理人员不可 避免的一个难题。目前有两种比较普遍的做法：一种是多台 服务器通过ＫＶＭ，即键盘、显示终端和鼠标，分配器共享一 套键盘、鼠标和显示终端。系统管理员可以通过切换ＫＶＭ 分配器来实现每一台服务器的单独管理。这种一对一的直接 管理在服务器数量较少的情况下还是适用的。另外一种管理 方式是通过Ｖｎｃ“ｅｗ、ＰｃＡｎｙｗｈｅｒｅ、ＳｓＨ、Ｔｅｌｎｅｔ等管理软件在 一部机器上实现多台服务器的集中管理。这种管理可以让集 中管理机器远离机房，从而实现远程管理。然而，这种管理 方式过分依赖于管理软件和服务器上的操作系统。
过来的包会被ＢＭＣ解开，再以正确的方式送给主板的串口
万方数据
控制器。 ＳＯＬ的字符数据通过装载在ＵＤＰ数据包中的ＳＯＬ消息
传送。包的格式是ＩＰＭＩ ｖ２．Ｏ ＲＭＣＰ＋负载类型的一种，叫做 “ｓ０Ｌ”负载。ＳＯＬ负载中包含支持ＳＯＬ消息应答和重试的 域，还有用来支持缓冲池刷新和流控制的域。ＳＯＬ负载的数 据格式如下表所示
这些命令在ＩＰＭＩ规范中定义。ＢＭｃ还可记录系统的事件， 对系统进行日志，还有维护系统的传感器数据记录等。
２ ＳｏＬ设计深入剖析
ＳＯＬ是Ｓｅｒｉａｌｏｖｅｒ Ｌａｎ的缩写，它是ＩＰＭＩ ｖ２．０的一个新 加的功能。ｓＯＬ提供了一种机制，使得远程管理系统的串口 控制器通过基于ＩＰ网络的ＩＰＭＩ会话能够重定向到本地。众 所周知，串口是修复系统故障和Ｂ１０ｓ异常不可或缺的工具。 当机器发生故障时，系统管理人员可以通过串口进行ＢＩＯｓ， 操作系统和网络的相关配置，修复系统。在以往的情况下， 管理人员不得不回到嘈杂的机房，重新接入串口，再进行修 复工作。ＳＯＬ为管理人员提供了基于ＩＰ的远程系统串口的 访问，只要机房内网络不出现故障，管理人员便可以通过任 何一台支持ｓ０Ｌ的主机访问发生故障的机器的串口。
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要实现ＳＯＬ的功能，目标主机上必须要装有ＢＭＣ，而且 要求系统的串口控制器能处理ＢＭＣ发出的ＲＳ一２３２串口硬 件握手信号。ｓ０Ｌ被设计为能够共享系统的串行连接口。这 样，串口的输出信息会被导出到ＢＭｃ、ｓ０Ｌ和系统串口连接 器。为了 实现这个 机制，ＩＰＭＩ ｖ２．Ｏ中使 用了串口
ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ
作者简介：李彦（１９８４一），男，湖南岳阳人，计算机应用技术专业硕士研究生。 陈德人（１９５１一），男，浙江杭州人，教授，博士生导师，主要从事电子商务、计算机图形学、软件等方面的研究。 粱迭明（１９８０一），男，深圳人，计算机应用技术专业硕士研究生。
收稿日期：２００５—２—２３
万方数据
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ＩＰＭＩ的核心部件是基板管理控制器（ＢＭｃ）。这个控制 器一般安装在系统主板或者刀片服务器上。ＩＰＭＩ固件与 ＢＭｃ一起组成了一个独立于主机系统的管理子系统。该子 系统能在操作系统崩溃或者Ｂ１０Ｓ出错的情况下提供管理和 监控功能。它甚至还可以在系统其余部件不能使用时执行恢 复操作。ＢＭｃ负载处理各个ＩＰＭＩ功能部件发向它的命令，
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倘若服务器上的操作系统内核崩溃或者服务器关机等故 障情况下，这种管理方式就会失效。而且这种方案不能配置 机器的ＢＩＯｓ，许多系统启动问题无法解决。ＩＰＭＩ以及ｓ０Ｌ 的出现给系统管理人员带来了曙光。ＩＰＭＩ和ＳＯＬ极大的方 便了系统管理人员对服务器集群的有效管理。ＩＰＭＩ为管理 人员提供了一套跨平台的管理和监控服务器状态的标准接 口。而ｓＯＬ是ＩＰＭｌ２．０规范中新提出的功能，通过这个功能 管理人员可将远程服务器的串口重定向到本地监控主机上， 为管理人员提供了一个远程的基于字符的串口系统配置终 端，极大方便了管理人员对服务器系统的故障修复。ｓ０Ｌ不 仅能实现Ｂ１０ｓ的远程配置，并且可以远程查看系统启动信 息。
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文章编号：１００２—６８８６（２００６）０３—００３５—０３
·３５·
基于ＩＰＭＩ的虚拟远程串口终端
李彦，陈德人，梁达明
（浙江大学计算机科学与技术学院，浙江杭州 ３１００２７）
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本文将首先简单介绍ＩＰＭＩ规范和以及它的新特性ｓＯＬ， 进而深入剖析ｓ０Ｌ的设计原理，并且探讨远程串口终端 （ＳＯＬｌ’ｅＨｎ）的设计方法，最后介绍基于ＳＯＬ的典型应用。
１口ＭＩ简介
１ＰＭＩ是Ｉｎｔｅｕｉｇｅｎｔ Ｐｌａ怕册Ｍ锄ａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆｋｅ的简称。 顾名思义，ＩＰＭＩ就是一种智能管理机器设备的标准。ＩＰＭＩ 规范是在１９９８年由Ｉｎｔｅｌ、ＤＥＬＬ、ＨＰ及ＮＥＣ四家业界服务器 制造商巨头共同提出的，它提供了一套跨平台的标准接口来 管理和监控服务器的健康状况，如ＣＰｕ温度、电压、风扇转 速以及主板的一些信息，还可以通过事件日志（ｓＥＬ）和事件 警报（Ａｌｅｒｔ）等机制告诉管理员系统的状态和故障发生时的 一些珍贵诊断信息。ＩＰＭＩ的最大特点是厂商信息清单查询， 系统状态监控和日志，恢复控制等功能的实现独立于ＣＰｕ、 ＢＩＯＳ和操作系统。即使系统处于关机状态，ＩＰＭＩ提供的平 台管理功能依然有效，不受影响。
３远程源自文库拟终端设计
ｓ０Ｌ Ｔｅｍｉｎａｌ由６部分组成，包括数据传输控制、串行口 控制、ｓＯＬ会话控制、帮助系统、屏幕输出控制和用户交互处 理。
数据传输控制，负责数据包的接收和发送。其主要功能 有：已发送包记录、发送包收集、发送包准备、包响应超时设 置、包超时重发处理等。由于ＳＯＬ会话使用ｕＤＰ封装的ＲＭ· ｃＰ＋包与目标主机的ＢＭｃ通讯，而不是使用１℃Ｐ，所以如果 途中出现丢包，ＳＯＬ Ｔｅｍｉｎａｌ需要对丢包进行处理。典型的 处理方法是，重发丢包。ｓ０Ｌ Ｔｅｍｌｉｎａｌ在每次发送数据包到 ＢＭｃ时都会启动一个发送包响应超时定时器。如果定时器 Ｔｉｍｅ Ｏｕｔ、ＢＭＣ还没有返回ＡＣＫ包，ＳＯＬ Ｔｅ册ｉｎａｌ会重发该 包。当然，ＳＯＬ Ｔｅｍｉｎ８ｌ重发包的次数是有限制的。用户可 以事先通过设置ＳＯＬ ｓｅｓｓｉｏｎ中的Ａｃｋ－Ｒｅｔｒｙ—Ｔｉｍｅｓ，设置包重 发的次数，同时，可以通过设置ＳＯＬ ｓｅｓｓｉｏｎ中的ＡｃＫ—Ｔｉｍｅｒ， 设置定时器的超时时间。数据传输控制中还有一个专门的收 集发送字符的缓冲区，当收集到的字符达到一定阀值时，才发 送给ＢＭｃ。这样可以提高包发送的效率。
ＳＯＬ通讯的建立过程十分直接了当。一个远程管理应用
程序会与ＢＭｃ建立ＩＰＭＩ Ｏｖｅｒ ＬＡＮ的会话。一旦会话被建
立起来，远程控制台便可以激活ＳＯＬ。如果ｓ０Ｌ使用的是共
享串口的模式，那么ＢＭＣ会将ｍｕｘ逻辑单元打向ＳＯＬ那端。
如此，任何从目标主板发出的字符都会经过ＢＭＣ，被ＢＭｃ打
包通过ＬＡＮ网络发送到远程控制台。对称的，从ＬＡＮ传送
串口的数据传输吞吐量和网络接口大不相同，为了保证 数据传输的正确性，ＳＯＬ提供了对数据流的管理。在串口控 制器这边的流控制由ＢＭＣ硬件握手完成，而在网络这边的 流控制是由ＳＯＬ协议完成的。ＳＯＬ负载中的ＡＣＫｓ和ＮＡＣＫｓ 指出ＢＭＣ是否准备好接收新的数据。对于标准的微型串口 控制器，ＢＭｃ需要知道主板串口控制器的波特率，以使ＢＭｃ 的串口控制器与主板上的串口控制器同步。所以使用ｓ０Ｌ 时需要设置ＢＭｃ上的串口控制器的波特率与主板上的一致。
ＳＯＬ被设计为ＲＭＣＰ＋协议负载的一种。ＲＭＣＰ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃ０１）是由ＤＭＴＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｍａｒｌａｇｅ— ｍｅｎｔ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）小组定义的一种支持脱离操作系统管理的 远程管理控制协议。ＲＭｃＰ是一种简单的ｒｅｑｕｅｓｔ—ｒｅｓｐｏｎｓｅ （应答）协议，它通过ｕＤＰ包传送。在ＩＰＭｌｌ．５规范中，所有 的ＩＰＭＩ ＬＡＮ消息都用ＲＭＣＰ包封装。ＲＭｃＰ＋是基于ＲＭＣＰ 的扩展协议，它完全兼容ＲＭＣＰ包。它扩展了ＲＭＣＰ的认证、 加密和发现功能，还支持传送额外的负载，比如ｓ０Ｌ就是其 中一种。
串行口控制的功能主要是监控和设置目标服务器串口 Ｒ喝、ｃ髑、ＤｃＤ、ＤＴＲ、ＤｓＲ等信号线的状态。例如，ｉｐＩｌｌｉ—ｓｏｌ— ｓｅｔ』偈一ａｓｓｅｒｔａｂｌｅ设置ＣＴＳ清除发送的状态，ｉｐＩＩｌｉ—ｓｏｌ＿ｓｅｔ— ＤｃＤ—ＤｓＲ—ａｓｓｅｒｔｅｄｓ设置数据载波检测和数据设备就绪状态 等。