COM-HPC integra IPMI para melhorar a QoS para servidores de borda

PICMG lançou uma especificação de interface COM-HPC para o gerenciamento de plataformas de sistemas embarcados. O objetivo é ajudar os engenheiros de servidores de ponta a gerenciar sistemas remotamente. Por exemplo, se um sistema estiver desligado, um administrador de TI pode reiniciar com o mesmo efeito como se tivesse ido para o chão de fábrica ou outro local. A especificação visa projetos de computador de ponta baseados em COM-HPC Computer-on-Modules com o objetivo de simplificar a manutenção e melhorar a qualidade do serviço.

Recursos de gerenciamento remoto - até e incluindo gerenciamento fora de banda - são recursos padrão para administradores de TI. Esses recursos abrangem a funcionalidade do sistema de monitoramento, instalação de novas atualizações e patches e solução de problemas sem estar fisicamente presente nas salas do servidor.

É uma prática padrão para muitos provedores de serviços de TI acessar remotamente os servidores locais dos clientes ou hospedá-los em algum lugar na nuvem. As habilidades de gerenciamento remoto que dão suporte a essa prática testada e comprovada se estenderão às tecnologias de servidor de borda e de camada de gateway com a chegada da nova especificação de interface PICMG COM-HPC (Figura 1). A habilitação da digitalização e da IIoT, as tecnologias de servidor de borda e de camada de gateway requerem recursos de gerenciamento remoto para superar a lacuna entre a TI de nível comercial e a tecnologia operacional (OT) de nível industrial.



Figura 1. O padrão COM-HPC é projetado para a nova camada de computação de ponta, que é distribuída. Os provedores de serviços para essa nova camada de TI, portanto, precisam de recursos abrangentes de gerenciamento remoto semelhantes a equipamentos distribuídos no local ou em nuvem.

Os engenheiros que projetam plataformas de camada de borda com base em Computer-on-Modules geralmente desejam implementar esses recursos de uma forma que possa ser adaptada às demandas específicas. Atendendo a esse desejo, o PICMG introduziu uma subespecificação COM-HPC para gerenciamento de sistema. Para não reinventar a roda, partes da subespecificação COM-HPC se basearão na especificação da Interface de Gerenciamento de Plataforma Inteligente (IPMI).

Vamos dar um mergulho mais profundo na subespecificação COM-HPC dedicada à interface de gerenciamento do sistema para entender como ela beneficia os projetos COM-HPC.

Longevidade e estabilidade são importantes

O trabalho de melhorar a QoS do servidor de borda caiu para o IPMI porque existe desde 1998, atingiu um estado robusto após revisões adicionais lançadas em 2001 e 2004 e desfruta de aceitação geral. O subcomitê PICMG também usou a especificação Redfish, que é baseada em uma API Representational State Transfer (RESTful) e continua a lançar novos recursos.

A especificação IPMI define os protocolos, interfaces e arquitetura para monitorar e gerenciar um subsistema de computador (Figura 2). O IPMI padroniza o formato para descrever hardware de baixo nível, bem como o formato para enviar e receber mensagens de um controlador de gerenciamento de placa (BMC).



Figura 2. As chamadas IPMI podem ser enviadas pela rede para um sistema remoto ou para um subsistema local. Na maioria dos casos, a modularidade de um sistema é uma razão para estender as funções do IPMI também para subsistemas - como Computador em Módulos.

As mensagens IPMI podem ser enviadas pela rede para o BMC de um sistema remoto ou de um BMC para um subsistema local, como uma fonte de alimentação. Esta versatilidade no que diz respeito ao envio de mensagens IPMI torna possível dividir tarefas administrativas complexas em várias subáreas.

As mensagens podem consultar o estado atual do hardware ou instruir o BMC a agir - por exemplo, instruir o BMC a aumentar o resfriamento do sistema, dizer ao sistema para reinicializar ou ler um sensor. Permitir que as tarefas de gerenciamento sejam transferidas para um componente de hardware físico dedicado diminui a carga sobre o hardware host e o sistema operacional. A especificação IPMI também desacopla o gerenciamento do sistema da plataforma de destino para que as funções de gerenciamento do sistema possam ser iniciadas mesmo quando a plataforma de destino estiver inativa.

Todas essas funções tornaram a especificação IPMI um padrão de fato para o gerenciamento de hardware de servidor. A longevidade da especificação é garantida porque os desenvolvedores da especificação deliberadamente mantiveram os comandos necessários muito simples, não deixando espaço para mal-entendidos.

A estrutura flexível da especificação IPMI permite adicionar novas Funções de Rede (NetFn) e instruções além dos comandos obrigatórios e opcionais da especificação original. Vários grupos de trabalho da indústria já se beneficiaram dessa liberdade e definiram suas próprias funções de rede e comandos específicos para lidar com tecnologias e recursos que não foram pensados ​​durante a criação da especificação.

Muitas opções de gerenciamento remoto

Para sistemas Computer-on-Modules, a estrutura flexível simplifica os ajustes necessários para adicionar gerenciamento remoto. Um ajuste dizia respeito ao COM-HPC Embedded EEPROM (EEEP). O EEEP contém informações sobre fornecedores, slots de memória, recursos de rede e muito mais. Muitas dessas informações são iguais às armazenadas na Unidade substituível em campo (FRU) do IPMI. Para evitar a duplicação desses dados, os recursos de gerenciamento remoto COM-HPC incluem recomendações sobre como um dispositivo IPMI deve preencher a FRU com as informações contidas no dispositivo EEEP.

Dada a ampla variedade de mercados para módulos COM-HPC, incluindo data centers remotos, servidores de nevoeiro / borda e instalações distantes, é importante ter uma variedade flexível de opções de gerenciamento remoto. Os desenvolvedores também tiveram que levar em consideração que o padrão especifica níveis de maturidade muito diferentes de suporte IPMI para módulos e placas de portadora.

Os níveis de maturidade dos módulos IPMI variam de módulos não gerenciados (M.U) e módulos gerenciados básicos (M.B) a módulos totalmente gerenciados (M.F). Os níveis de placa da operadora variam de não gerenciada (C.U) a placas gerenciadas da operadora (C.M). As diferenças são explicadas em detalhes na especificação, mas o mais importante saber neste estágio é que todos esses módulos e placas de transporte permanecem interoperáveis.

A especificação COM-HPC IPMI permite que todos os tipos de placas operadoras operem corretamente com todos os tipos de módulos.

Gerenciamento e controle flexível de plataformas

O subcomitê PICMG COM-HPC IPMI percebeu que os vários cenários em que os recursos básicos de gerenciamento eram necessários não seriam atendidos por uma solução única para todos. Portanto, várias combinações de design de módulo e portadora estão disponíveis para tarefas como ligar e desligar o sistema ou dizer ao sistema para obter informações de rede.

Por exemplo, ao trabalhar com uma única placa de portadora com até quatro módulos, é mais eficiente para cada módulo ter recursos de gerenciamento completos e independentes. No entanto, um cenário diferente poderia se beneficiar de uma implementação de IPMI completa na placa da operadora, permitindo a personalização para funções específicas, independentemente de o módulo ser gerenciado ou não (Figura 3).



Figura 3. Módulos e placas de operadora podem ter diferentes níveis de maturidade de suporte IPMI, mas permanecerão interoperáveis ​​entre si, permitindo várias configurações de sistema - de uma única operadora não gerenciada com quatro módulos gerenciados a uma operadora gerenciada com módulos não gerenciados.

Sempre haverá designers de sistema que não desejam recursos de gerenciamento. E sempre haverá designers de sistema que desejam recursos mínimos de gerenciamento. Portanto, era importante priorizar a interoperabilidade entre todas as camadas de gerenciamento de módulo. Mas também era fundamental que os designers tivessem acesso ao máximo de recursos possível.

Quanto mais acesso aos recursos do sistema é concedido, mais poderoso o IPMI se torna. Essa relação entre acesso e energia é o motivo pelo qual a nova especificação COM-HPC tem algumas interfaces específicas que fornecem as funcionalidades de gerenciamento de sistema mais abrangentes. A primeira delas é a interface Intelligent Platform Management Bus (IPMB), que permite que uma placa de operadora BMC acesse o Controlador de Gerenciamento de Módulo (MMC).

Mas a especificação não se limita a este barramento. Uma nova interface especificamente para uma placa transportadora BMC é o PCI Express Lane dedicado e separado, que inclui e dirige um controlador gráfico.

As interfaces adicionais dedicadas para uso pelo IPMI são uma interface I2C, portas USB e os controles do botão liga / desliga. Por meio desses canais IPMI dedicados - também acessíveis remotamente via BMC - os administradores de sistema podem controlar quase todo o comportamento da plataforma para melhor QoS, tempo mínimo de inatividade e manutenção remota mais eficiente.

Para dar alguns exemplos:

• A interface I2C pode ser usada para acessar os dados EEEP no módulo.
• As portas USB podem ser usadas para emular dispositivos USB, como teclado e mouse ou uma unidade de DVD.
• Os controles de energia podem ser usados ​​para ligar / desligar o sistema remotamente.
• Os controles de energia podem ser usados ​​para atrasar a inicialização do sistema enquanto o BMC executa a inicialização adicional da plataforma.

A nova subespecificação PICMG COM-HPC, portanto, abre o caminho para uma funcionalidade de gerenciamento de plataforma IPMI abrangente. Os engenheiros podem começar a pensar sobre os esquemas de design de hardware para implementar o IPMI. Ao mesmo tempo, os fornecedores de módulos e seus parceiros podem trabalhar em implementações de BMC e MMC, por exemplo, utilizando SP-X e / ou firmware de padrão aberto, como OpenBMC (Figura 4).



Figura 4. Os primeiros módulos congatec COM-HPC Client disponíveis no mercado estão equipados com 11 variantes de processadores Intel Xeon, Core e Celeron (codinome Tiger Lake U e Tiger Lake H). O kit inicial congatec com placa transportadora eval e solução de resfriamento já está disponível com validação funcional. Variantes de implementação de COM-HPC PMI específicas do cliente são suportadas sob demanda.

OpenBMC é uma distribuição Linux para controladores de gerenciamento usados ​​em servidores, top of rack switches, dispositivos RAID e outros dispositivos. OpenBMC usa Yocto, OpenEmbedded, systemd e D-Bus para fácil customização de plataformas. Possui total conformidade IPMI 2.0 com DCMI e oferece gerenciamento de host, como energia, resfriamento, LEDs, inventário, eventos e watchdog.

O OpenBMC também oferece uma ampla escolha de interfaces que variam de KVM remoto, SOL baseado em SSH e interfaces de usuário baseadas na web, a interfaces baseadas em REST e D-Bus. Os engenheiros se beneficiam da simulação de hardware e também das funcionalidades de teste automatizado. O suporte de atualização de código para várias imagens BMC / BIOS completa o conjunto de recursos recente.

Conclusão

Um grande benefício para os criadores de sistemas é que, embora a especificação PICMG COM-HPC Computer-on-Modules seja nova, ela inclui tecnologias comprovadas de gerenciamento de IPMI e Redfish para inovar.

Isso certamente proporcionará impulso para a aceitação da nova especificação COM-HPC Computer-on-Modules da PICMG.