KVM Schalter

Bei einem KVM-Schalter (wobei KVM für „Keyboard, Video, Mouse“ bzw. „Tastatur, Video, Maus“ steht) handelt es sich um ein Hardware-Gerät, das die präzise Steuerung anderer Computer von einem oder mehreren Arbeitsplätzen aus ermöglicht. Solche Schalter werden von Computertechnikern und IT-Mitarbeitern zur Verwaltung mehrerer Rechner ohne Anschluss einer Tastatur, einer Maus und eines Monitors an jedes Gerät verwendet und eignen sich für viele praktische Anwendungen im Kommunikations- und IT-Support-Bereich. Im Rahmen relativ neuer Entwicklungen in dieser Technologie wurde der KVM auch um USB (Universal Serial Bus)- und Audioaustausch-Funktionen erweitert.

Sieben verschiedene Arten von KVM-Schaltern, die unterschiedliche Schlüsseltechnologien nutzen, sind derzeit erhältlich. Dazu gehören Enumerated- oder USB-Hub-basierte KVM-Schalter, die wie USB-Geräte in verschiedene Ports gesteckt bzw. daraus herausgezogen werden können. Der gesamte USB-Enumeration-Prozess muss jedoch erfolgen, wenn diese Art von Schalter in einen anderen Port eingesteckt wird.

 

Grundfunktionen von Tastatur oder Maus können einfach und relativ sofort durch Emulated-USB-KVM-Schalter unterstützt werden, die für den Einsatz in dedizierten USB-Konsolenports konzipiert sind. Diese imitieren unterschiedliche Maus- oder Tastaturvermittlungsdaten-Cluster in jedem der Zielsysteme.

 

Der True-Emulation- oder DDM („Dynamic Device Mapping“)-USB-KVM-Schalter ermöglicht eine ganze Reihe an Maus- und Tastaturfunktionen gleichzeitig für jeden angeschlossenen Computer anstatt der begrenzten Auswahl mit Emulated-USB-KVM-Schaltern.

 

KVM-Schalter werden oft in Situationen eingesetzt, in denen mehrere Rechner erforderlich sind, um ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen, der Einsatz von Eingabegeräten – Tastaturen und Mäusen – und Monitoren jedoch nicht wesentlich ist. Ein gutes Beispiel sind Server in Rechenzentren. Da unter Umständen Terabyte an Informationen verwaltet werden müssen, benötigen Techniker effektiven Zugriff auf einzelne Server im Netzwerk im Falle eines Dienstausfalls bzw. bei Datenverlust oder Verbindungsproblemen. Aufgrund des Einsatzes von KVM-Schaltern können sie den Zugriff auf Server im Rack von einem einzelnen Arbeitsplatz aus steuern.

Die Technologie wartet auch im häuslichen Bereich mit mehreren Einsatzmöglichkeiten auf.  Im Grunde genommen können Haushalte mit mehr als einem Computer andere Basis-PCs oder Laptops und Tablets von einem Ort aus verwalten. Unter praktischen Gesichtspunkten bedeutet das, dass Anwender so von der Option profitieren, mehr als ein Betriebssystem zu verwenden, ohne dass das Festplattenlaufwerk auf einem einzigen Rechner partitioniert werden muss.

Darüber hinaus können Computer, die KVM-Schalter einsetzen, über eine Reihe anderer Methoden verbunden werden. Dies ist größtenteils geräteabhängig. Native Verbindungen für Eingabegeräte und Monitore kommen in der Regel aber auch in Standardkonfigurationen vor. Im Wesentlichen werden das Steuergerät und seine Eingabeperipheriegeräte (Tastatur und Maus) sowie der Monitor mit dem Schalter verbunden.  Ein Kabel führt vom Schalter zu den anderen Computern, wobei normalerweise separate Anschlüsse für Monitor-, Tastatur- und Maus-Ports gegeben sind. Einige Schalter- und Kabel-Sets bieten Tastatur-, Video- und Mauskabel in einem Verlängerungskabel an. Diese sind allerdings in der Regel teurer als andere Verbindungsmethoden.

Geschichte
 

Die Computerbranche wuchs in den 1980er Jahren exponentiell. Mit der Expansion traten jedoch auch eine Reihe von Problemen auf: Serverräume in Rechenzentren wurden zunehmend überfüllt, da immer mehr Monitore, Tastaturen und Mäuse den zunehmend knappen Platz beanspruchten. Darüber hinaus erzeugten sie lästige Mengen an Hitze, und große Rechenzentren wurden mit immer komplexeren Schwierigkeiten bei der Serververwaltung konfrontiert. Damals hatten Techniker nur die Möglichkeit, zu jedem Server zu gehen, an dem sie arbeiten mussten.

 

Es ist nicht bekannt, wer den ersten KVM-Schalter erfunden hat. Die ersten dieser Schalter werden allerdings genauer mit der Abkürzung KVS („Keyboard Video Switch“, zu deutsch. „Tastatur Video Schalter“) beschrieben, da die Computermaus zu dem Zeitpunkt noch nicht allgemein verwendet wurde. Diese frühen Schalter waren rudimentäre A/B-Druckknopfgeräte, mit denen nur ein Video- und Tastaturwechsel möglich war, die es aber Anwendern erlaubten, mehrere zentrale Recheneinheiten („Central Processing Units“, kurz CPUs) von einem einzelnen Desktop-Computer aus zu steuern.

 

Sie hatten weitreichende Auswirkungen: Sie reduzierten die Platzanforderungen des älteren Systems vor den KVM-Modellen erheblich und vereinfachten radikal die Serververwaltung. Des Weiteren verringerten sie nicht nur die Wärmeabgabe, sondern auch die Kosten erheblich, da es nicht mehr notwendig war, dedizierte Monitore, Tastaturen und Mäuse für jede einzelne CPU zu kaufen.

 

Diese Einzelanwender-KVM-Schalter werden auch weiterhin benutzt und sind in den meisten Rechenzentren auf der ganzen Welt zu finden.

 

Ein Nachteil der Einzelanwender-KVM-Schalter war jedoch ihre begrenzte Kapazität bei der Handhabung mehrerer Server, was insbesondere dann ein Problem darstellte, wenn mehrere Techniker gleichzeitig Zugriff benötigten. Eine neue Generation von Mehrbenutzer-KVM-Schaltern wurde daraufhin entwickelt, um diese Schwierigkeiten zu bewältigen. Mit diesen Vorrichtungen können mehrere Techniker von einem zentralen Kontrollraum oder einer Netzwerk-Betriebszentrale aus auf jeden erforderlichen Server zugreifen und müssen nicht mehr von Gerät zu Gerät gehen.

 

Mehrbenutzer-KVM-Schalter verfügen in der Regel über eine integrierte Screening-Technologie, die die Unterscheidung zwischen angemeldeten und nicht angemeldeten Anwendern ermöglicht.

 

Technische Aspekte
 

Die ersten KVM-Schalter wurden als mechanische, mehrpolige Geräte konzipiert und sind trotz ihrer Einschränkungen auch heute noch weit verbreitet – nicht zuletzt aufgrund ihrer überaus niedrigen Kosten. Typischerweise können diese „passiven“ Schalter, die die mechanische Bewegung eines Drehwählers zur Auswahl verschiedener Computer erfordern, leicht zwei bis vier Computer steuern. Die Obergrenze liegt allerdings im Allgemeinen bei zwölf Geräten.

 

Neuere „aktive“ KPM-Schalter verzichten auf die mechanische Bewegung von Schalterkontakten und senden stattdessen elektrische Signale und können normalerweise deutlich mehr Computer als ihre passiven Vorgänger steuern.

 

Passive (mechanische) KVM-Schalter haben trotz ihres günstigen Preises viele Nachteile. Wenn ein Computer in dem Moment nicht vom Schalter ausgewählt ist, erkennt er keine Maus- oder Tastaturverbindungen. Unter normalen Umständen stellt dies kein Problem dar. Das Hochfahren kann sich jedoch als schwierig erweisen: Der Computer versucht, Tastaturen und Mäuse während dieses Vorgangs zu entdecken und bricht entweder den Hochfahrvorgang komplett ab, wenn er nicht vom Schalter ausgewählt ist, oder er fährt in einem unerwünschten maus- oder tastaturlosen Zustand hoch. Darüber hinaus wird der Computer den Monitor nicht finden und in eine rudimentäre grafische Auflösung zurückgehen. Rechner, die nach einer Unterbrechung der Stromzufuhr automatisch neu hochfahren, sind folglich besonders ungeeignet für diese Schalter.

 

Elektronische oder aktive KVM-Schalter überwinden die meisten dieser Mängel und liefern eine vollständige Emulation für alle Peripheriegeräte. (Wie bereits erwähnt, bieten passive KVM-Schalter oftmals nur eine begrenzte Funktionsauswahl.) Das Problem der „Nichterkennung von Peripheriegeräten“ wird gelöst, da aktive Schalter Signale an ausgewählte und nicht ausgewählte Computer senden. Dadurch wird sichergestellt, dass sie Verbindungen mit Monitoren, Tastaturen und Mäusen simulieren können. Häufig sind die Modelle auch mit Funktionen zur Fehlerbehebung ausgerüstet, die ununterbrochene Unterstützung von Computern bieten, welche kontinuierlich mit Peripheriegeräten kommunizieren.

 

KVM-Softwareoptionen bieten seit Kurzem auch Alternativen für mindestens einige der Funktionen, die bei Hardware-KVM-Schaltern verfügbar sind.

 

Einsatzgebiete von KVM-Schaltern in der Produktion
 

KVM-Schalter sind in Rechenzentren auf der ganzen Welt sowie an anderen Orten, an denen wenig bzw. kein Bedarf an dedizierten Peripheriegeräten für jeden Computer besteht, weit verbreitet. Auch in Haushalten werden sie eingesetzt und ermöglichen es Anwendern, mobile Geräte wie Laptops oder Tablets von der Maus, der Tastatur und dem Monitor des Desktop-PCs aus zu bedienen.

 

Die überwiegende Anzahl der KVM-Schalter werden heutzutage nicht-invasiv über Hotkey-Befehle wie Print Screen, Scroll Lock+Scroll Lock und Ctrl+Ctrl eingesetzt. In der Regel ist der Bildschirmanzeige ganz klar zu entnehmen, welche Computer angeschlossen sind.

 

Unterschiede zwischen KVM-Schaltern und anderen Schaltern
 

Im Gegensatz zu Bewegungs-, Licht-, Dimmer- und Reedschaltern sind KVM-Schalter speziell darauf ausgelegt, die Verbindung von Peripheriegeräten (Mäusen, Tastaturen und Monitoren) auf mehreren Geräten nachzubilden, die alle von einer einzigen Bedienstelle bzw. gleichzeitig von mehreren Stellen aus, wie beispielsweise in einer Netzwerk-Betriebszentrale oder einem Kontrollraum, gesteuert werden können.