KVM-FAQs - Allgemein

Allgemeines

Bei KVM-Gerätetypen unterscheidet man zwischen KVM-Switches, KVM-Splittern und
KVM-Extendern, die auch gemischt in einem Produkt vorkommen können.

KVM-Produkte sind klassischerweise reine Hardware-Lösungen und erfordern keine Software. Eine Ausnahme sind "KVM over IP" Lösungen. Hier ist meist die Konsole ein PC und kann eine spezielle Software benötigen. Es gibt jedoch seit Mitte 2006 auch KVM-over-IP Extender, die reine Hardware-Lösungen sind.

Als reine Hardware-Lösungen gelten KVM-Produkte per se allgemein als unabhängig von Betriebssystem und Plattform. Dies ist nur teilweise richtig. Unterschiedliche Betriebssysteme können unterschiedliche Protokolle erfordern - z.B. bei Maus und Tastatur. Intelligente KVM-Produkte erkennen dies automatisch und reagieren durch eine entsprechende Emulation.

KVM-Switche

Was sind KVM-Switche?
Sogenannte Keyboard-Video-Mouse-Switches erlauben die Umschaltung von einer oder mehr Benutzerkonsolen (Tastatur, Monitor, Maus) und zwei oder mehr PCs bzw. Servern. Man nennt sie auch Console Switch oder CPU Switch.

Eine typische Konfiguration am Arbeitsplatz und im Home-Bereich ist eine Konsole und zwei PCs. Bei Rechenzentren geht dies hinauf bis zu mehreren hundert Servern und ca. 50 Benutzern. Bei den meisten Anwendungen ist die Anzahl der PCs/Server größer als die Anzahl der Benutzer. Es gibt jedoch Ausnahmen, zum Beispiel bei Call Centern.

Wie funktioniert ein KVM-Switch?
Er ist ein mehr oder weniger intelligenter, elektronischer Schalter, der die Verbindung der Signale von Monitor, Tastatur und Maus mit dem jeweils angewählten Rechner herstellt. Das macht er in der Regel auf Anforderung des Benutzers. Der Benutzer wählt also an, welchen Rechner er bedienen möchte.

Für diese Anwahl gibt es eine Reihe von Bedienungsmöglichkeiten:

• Taste(n) am Gerät
  
• Das zweimalige Drücken der "Strg"-Taste ist bei einfachen Umschaltern weit verbreitet
• Benutzerdefinierbare Hotkeys mit nachfolgender Nummer (bzw. ID) des anzuwählenden Rechners
• Umschaltung durch die mittlere Maustaste
• OSD-Menüs (On-Screen Display). Dies ist zweifellos die komfortabelste - aber auch aufwendigste Lösung. Durch Druck auf einen Hotkey wird auf dem Bildschirm ein Menü eingeblendet, mit dem man die verfügbaren Rechner (auch durch Namen) selektieren und anwählen kann

Sind manuelle, mechanische Umschalter nicht viel billiger?
Ja, aber es gibt solche Umschalter auch kaum noch, und das hat gute Gründe. Abgesehen von der mechanischen Abnutzung und der unkomfortablen Bedienung: Moderne Betriebssysteme erwarten, dass Maus oder auch Keyboard ständig angeschlossen sind - ansonsten verweigern sie den Dienst oder stürzen ab. Ein KVM-Switch muss also dem Rechner immer "vorgaukeln", die betreffenden Komponenten wären direkt angeschlossen - auch dann, wenn in der Tat gerade ein anderer Rechner angewählt ist. Siehe Kompatibilität.

Woher kommen die extremen Preisunterschiede bei KVM-Switchen?
Es ist richtig, dass es KVM-Switche schon für € 50,- (1 auf 2) gibt. Nach oben hin scheint keine Grenze zu sein. Teilt man den Preis jedoch durch die Anzahl der anschließbaren Geräte, so relativiert sich die Preisdifferenz. Betrachtet man noch die großen Unterschiede in Funktionalität, Videobandbreite, Komfort und Sicherheit, so sind die Unterschiede nicht mehr so hoch.

Matrix-KVM-Switche

Warum sind Multi-User (Matrix) Switche so viel teurer?
Hier können mehrere Benutzer gleichzeitig auf verschiedenen Rechnern arbeiten. Das heißt, diese Switche bestehen aus einer Schalter-Matrix, wo für jeden Benutzer und jeden Rechner ein Schaltelement vorhanden ist. Diese Schaltelemente bestehen wiederum aus einer Reihe einzelner Schalter - für Video (RGB und SYNC), die Maus-Signale und die Tastatur-Signale. Diese Schaltelemente sind relativ teuer, besonders die Schalter für die Video-Signale bei hohen Bandbreiten.

Ein KVM-Switch 1 Benutzer auf 16 Server braucht sechzehn solcher Schaltelemente. Ein KVM-Switch 4 Benutzer auf 16 Server hat nicht einfach 3 Anschlüsse mehr, sondern braucht das Vierfache, also 64 solcher Schaltelemente.

Was passiert bei Matrix-Switchen, wenn zwei Benutzer auf den gleichen Rechner gehen wollen?
Bei wohl allen Herstellern gibt es die Möglichkeit, die gleichzeitige Benutzung von Maus oder Tastatur zu blockieren. Sonst würde es Chaos geben. Der erste Benutzer reserviert also die Bedienung für sich. Siehe auch KVM-Splitter.

Was passiert, wenn Benutzer-Konsolen mit unterschiedlichen Maus- und Tastatur-Typen arbeiten?
Ernsthafte Produkte haben damit kein Problem. Bei seriellen Mäusen sollte man Einschränkungen machen.

Was passiert, wenn die Rechner unterschiedliche Bildschirmformate haben?
Das ist keine Sache der KVM-Switches. Diese geben die Bildschirmsignale unverändert weiter (Ausnahme OSD). Es passiert dasselbe, wie wenn man im Betrieb die Bildschirmauflösung verändert. Der Bildschirm flackert und synchronisiert sich neu. OSD-Anzeigen verändern dabei ihre Größe, aber das ist in der Regel kein Problem.

Kaskadierung

Wie funktioniert das?
Fast alle Hersteller bieten heute Kaskadierungsmöglichkeiten an. Bei der Kaskadierung muss man deutlich unterscheiden zwischen a) Single-User Switchen und b) Multi-User Switchen.

Single-User Switch
Hier geht es darum, einem Benutzer mehr Rechner zugänglich zu machen, als das Gerät an Rechneranschlüssen verfügbar hat. Also schließt man ein zweites Gerät an einen der Rechnerports des ersten Switches (sog. Root Switch) an. Braucht man mehr Rechner, schließt man weitere Switches an weitere Ports des Root Switch (oder Base Switch) an. Die Geräte hinter dem Root Switch nennt man "Level 2" oder Slaves. Reicht auch das nicht mehr, schließt man weitere Switches an die Level 2 Switches an usw. Viele Systeme unterstützen 2-4 Kaskadierungsebenen.

Wie funktioniert das?
Je nach Bedienungs-Konzept des Herstellers erkennt der Root-Switch, dass hier ein nachgeordneter Switch gemeint ist und signalisiert dem nächsten Switch (meist über die Keyboard-Schnittstellen), welchen Rechner-Port er zu nehmen hat usw.

Multi-User Switch
Hier wird es problematischer, denn man will ja mit mehreren Benutzern gleichzeitig auf dem nachgeschalteten KVM-Switch arbeiten. Also legt man zwischen den Switchen mehrere Verbindungskabel - so viele, wie man an gleichzeitigen Zugriffen auf die nachgeschalteten Rechner (oder auch weitere Switche) zulassen will. Diese Verbindungsleitungen werden vom Switch selbsttätig verwaltet. Ist die erste Leitung besetzt, nimmt er die nächste usw. Findet er keine freie Leitung, so signalisiert er das dem Benutzer. Dieser muss dann so lange warten, bis eine Leitung frei wird. Auch das Freischalten funktioniert meist automatisch durch den Switch.

Wie bedient man so etwas?
Nun, bei einer Kaskadierung und ab 16 Rechnern insgesamt, wird die Bedienung per Hotkey doch recht unkomfortabel. Die beste Lösung ist hier ein OSD-Menü. Da kann man den Rechner mit einem Namen versehen und über diesen Namen anwählen. OSD hat noch viele andere Vorteile: Man erhält Meldungen in Klartext, z.B. "Rechner gerade besetzt". Es wird angezeigt, auf welchem Rechner man gerade ist - sehr wichtig! Noch ein Grund für OSD: Größere Systeme müssen doch recht aufwendig konfiguriert werden (Passwort usw.). Das ist ohne OSD sehr mühsam und fehlerträchtig.

Konfiguration

Wozu braucht man das?
Ein einfacher Switch muss in der Regel nicht konfiguriert werden. Je professioneller das System, umso mehr Parameter sind einstellbar. Einfachstes Beispiel ist die Einstellung der zu verwendenden Hotkeys und das Passwort. Hinzu kommt eine Reihe von möglichen, mehr oder weniger sinnvollen Einstellungen - vom Timeout bei konkurrierendem Zugriff bis hin zur Farbe der OSD-Menüs. Bei Multi-User Kaskadierung müssen noch die einzelnen Verbindungspfade (Kabel) zwischen den Switches eingetragen werden.

Wo wird die Konfiguration gespeichert?
In der Regel im nichtflüchtigen Speicher des Switches. Bei Kaskaden meist im Root Switch.

Was passiert, wenn die Konfiguration verloren geht, z.B. bei Defekt des Root Switches?
Professionelle Systeme bieten die Möglichkeit eines Downloads und Uploads der Konfiguration - z.B. über eine serielle Schnittstelle. Teilweise können diese Daten sogar in Exel-Format konvertiert werden.

Sicherheit

Wozu braucht man das?
Bei größeren Systemen soll in der Regel nicht jeder Benutzer auf jeden Server zugreifen können und man will auch vermeiden, dass unautorisierte Personen überhaupt einen Zugriff auf die Server haben.

Wie funktioniert das?
Meist gibt es ein Administrator-Passwort. Der Administrator gibt die Passwörter der User vor, trägt die für diese User freigegebenen Server ein und stellt die grundsätzlichen Parameter des Systems ein. Die User haben oft noch die Möglichkeit, selbst individuelle Einstellungen vorzunehmen. Ein User muss sich also mit seinem Passwort einloggen, um in das System und an die für ihn freigegebenen Server zu kommen. Er kann sich explizit ausloggen oder wird nach einer (meist einstellbaren) Zeit ohne Aktivität automatisch ausgeloggt.

Wie sicher ist das?
So sicher wie der Raum, in dem der oder die KVM-Switches stehen. Weil der KVM-Switch nicht aktiv mit den Servern kommuniziert, kann er nur über die Nummer des KVM-Ports identifiziert werden, an das er angeschlossen ist. Es kann also ein Böswilliger einfach durch Umstecken der Kabel von einem Server auf den anderen einen unautorisierten Zugriff erhalten.

Bildschirmqualität

Wodurch wird die Bildschirmqualität beeinflusst?
Ein wesentlicher Faktor sind die internen Video-Chips (Video-Schaltelemente und Eingangs-/Ausgangs-Treiber). Hier gibt es erhebliche Qualitäts- und Preisunterschiede, besonders bei hohen Videobandbreiten.
Hinzu kommt die Länge und Qualität der Video-Kabel.

Wie hängt die maximale Auflösung mit der Videobandbreite zusammen?
Es gibt eine grobe Faustregel:

   Horizontale Auflösung x Vertikale Auflösung x Refresh-Rate
   = benötigte Videobandbreite

Dabei ist anzumerken, dass fast alle Hersteller nicht angeben, wie diese Bandbreite gemessen wurde und welche Toleranzen innerhalb der angegebenen Bandbreite eingehalten werden. Außerdem spielt es eine Rolle, wie der Kurvenverlauf oberhalb der spezifizierten Bandbreite weiter geht. Also sollte man mit diesen Angaben etwas vorsichtig sein. Es ist durchaus möglich, dass ein Produkt mit niedrigerer Bandbreite ein besseres Bild liefert.

Wie definiert sich dann die Bildqualität? Aus der angegebenen Auflösung?
Ein interessanter Punkt. Bildqualität, oder besser gesagt: die empfundene Minderung der Bildqualität eines Systems durch eine zusätzliche Komponente - ist letztlich auch subjektiv und fließend. Sie ist messtechnisch schwer fassbar und hängt stark vom Basissystem (Grafik-Karte und Monitor) ab. Ein seriöser Anbieter wird hier eher Reserven einplanen, während Andere ihre Spezifikation so ansetzten, dass "es gerade noch geht".

Kompatibilität

Braucht man für einen KVM-Switch besondere Software?
Nein. Es gibt jedoch größere Systeme, wo eine Zusatzsoftware zur Konfiguration und Administration mitgeliefert wird.

Woran liegen die Kompatibilitäts-Probleme einiger Switches?
Die Anforderungen an professionelle KVM-Switches sind größer als man auf Anhieb vermuten würde. Moderne Betriebssysteme (oder Treiber) fragen Maus- und Tastaturtyp (teilweise auch den Monitor) beim Booten - aber teilweise auch ständig ab. Ein moderner KVM-Switch muss also a) auf der Benutzerseite bestimmte Maus- und Tastatur-Typen erkennen und sich b) auf der Serverseite entsprechend verhalten - sog. Maus-Emulation. Mehr noch, er muss es auch dann tun, wenn der Server gerade nicht mit einem Benutzer verbunden ist!

Wenn dem Server im Betrieb plötzlich das Maus-Signal fehlt, kann er u.U. den Dienst verweigern. Darum gehen einige große KVM-Switche noch weiter. Es wäre in kritischen Anwendungen fatal, wenn der KVM-Switch eine Fehlfunktion hat oder ihm der Strom ausfällt und deshalb die Sever nicht weiterlaufen. Darum verpasst man bei professionellen KVM-Geäten jedem Server einen eigenen autonomen Prozessor für die Maus-Emulation, der über die Tastatur- und Mausschnittstelle vom Server mit Strom versorgt wird.

Ein weiterer Punkt ist der DDC-Channel. Ebenso der Länder-Code bei SUN Tastaturen.

Ist ein KVM-Switch abhängig vom Betriebssystem?
Eher ja. Jedes Betriebssystem hat eigene Methoden, die angeschlossenen Geräte abzufragen. Ein guter KVM-Switch von heute emuliert die Maus und das Keyboard durch die Intelligenz seines internen Prozessors. Mitunter erkennt er sogar das Betriebssystem, welches ihn gerade abfragt.

Können KVM-Switche auf zukünftige Betriebssystemanforderungen angepasst werden?
Hochwertige Produkte haben heute die Möglichkeit, ein Flash-Upgrade zu machen.

Ist ein KVM-Switch abhängig von der Plattform?
Ja. PC, MAC und SUN sind hier sehr unterschiedlich. Das betrifft seltener das Monitor-Signal, aber Keyboard und Maus. Es gibt hier unterschiedliche Switche oder sogenannte Multiplattform-Switche, die sich an die Plattform anpassen lassen. Meist muss man aber zusätzliche Kabel-Adaptionen durchführen.

Wozu braucht man den DDC-Channel?
Der DDC Channel wird in letzter Zeit (Stand Ende 2007) immer wichtiger. Über den DDC-Channel (Display Data Channel) kommunizieren PC und Monitor miteinander - z.B. für Plug&Play. Bislang reichte es bei vielen Anwendungen aus, den Monitor-Typ manuell zu installieren und z.B. die Auflösung manuell zu wählen. Bei einigen neueren Konfigurationen ist jedoch ein funktionierender DDC-Channel unumgänglich - sonst kann man beispielsweise eine ungewöhnliche Monitorauflösung nicht einstellen - auch dann, wenn der Monitor sie beherrscht. Darum unterstützen mehr und mehr KVM-Switches und KVM-Extender den DDC-Channel.

Kann man KVM-Produkte verschiedener Hersteller mischen?
Theoretisch ja, in der Praxis kann es jedoch Probleme geben und man sollte das zumindest ausprobieren. Das liegt z.B. daran, dass bestimmte Hotkey-Kombinationen vom vorgeschalteten Gerät selbst benötigt - und damit nicht weitergegeben werden. Hier kann man sich durch Umkonfigurieren des betr. Hotkeys meist helfen. Als weiteres Beispiel gibt es auch Geräte, die sich bei der Tastatureingabe darauf verlassen, dass diese sie langsam, mit "menschlicher" Geschwindigkeit erfolgt. Andere Geräte geben Tasten-Sequenzen mit hoher Geschwindigkeit aus. Schaltet man solche Geräte hintereinender, gehen eventuell Tasteneingaben verloren.

KVM-Kabel

Wie lang dürfen KVM-Kabel sein?
Das muss man differenziert beantworten. Video-Kabel sind kritisch, weil hier eine hohe Bandbreite sauber übertragen werden muss. Es hängt stark von der verwendeten Video-Karte, der verwendeten Auflösung und der Kabelqualität ab. Hier gibt es große Unterschiede. Je nach Komponenten beträgt die maximale Länge zwischen 5 Meter und 30 Meter.

Keyboard und Maus sind von der Bandbreite her eigentlich unkritisch. Da jedoch auch die Stromversorgung über das (meist sehr dünne) Kabel erfolgt, ist die Länge eher durch den Spannungsabfall der Versorgungsspannung im Kabel begrenzt. Es hängt also davon ab, wieviel Strom das jeweilige Keyboard bzw. die Maus verbrauchen und bei welcher Mindestspannung sie noch sicher arbeiten. Bei Tastaturen und Mäusen kann man bei normalen Kabeln mit ca. 8-10 Metern rechnen. Bei Spezialkabeln oder zwischen zwei Geräten mit eigener Stromversorgung - z.B. KVM-Switch und Server - liegt die maximale Länge bei ca. 20 Metern.

Was passiert, wenn die Kabel zu lang sind?
Auch hier muss man wieder differenzieren. Bei Video-Kabeln wird mit steigender Länge das Monitorbild kontinuierlich immer unschärfer. Wann das Bild "unzumutbar" schlecht wird, ist letztlich subjektiv.
Bei zu langen Maus- und Tastatur-Kabeln wird die Funktion zunehmend unsicherer. Keyboard- oder Maus-Eingaben sind teilweise falsch, werden unterdrückt oder durch Störungen in der Umgebung ungewollt ausgelöst.

Worauf muss man also beim Kauf von KVM-Kabeln achten?
Bei den üblichen Keyboard-/Mauskabeln (PS/2) gibt es relativ geringe Qualitätsunterschiede. Sie sind meist recht preiswert und in großen Stückzahlen in Fernost produziert. Bei Längen über 8-10 Meter sollte man auf Spezialkabel setzen.

Bei Monitor- und Video-Kabeln gibt es erhebliche Qualitäts- und Preisunterschiede. Das fängt beim Kabelmaterial an: Hier sollten Sie unbedingt auf sog. "3-fach Koax"-Material bestehen. Auch bei kurzen Kabeln von 1 Meter oder weniger. Doch auch bei "3-fach Coax" gibt es noch erhebliche Unterschiede in Material und Verarbeitung und damit im Preis. Von außen ist das jedoch nicht unbedingt zu erkennen. Je länger das Kabel sein soll, um so besser muss es sein. Darum werden passive, lange Video-Kabel ab gewissen Längen teurer als eine "aktive" Lösung - z.B. mit CAT5-Extendern.

Wozu dienen diese zylinderförmigen Verdickungen bei manchen Monitorkabeln?
Dabei handelt es sich um Ferritringe. Sie sollen die elektromagnetische Abstrahlung verringern - Stichwort CE-Grenzwerte. Auf die Bildschirmqualität haben sie - wenn überhaupt - einen eher negativen Einfluss.

Kombi-Kabel
Neuerdings gibt es auch sog. Kombi-Kabel oder All-In-One-Kabel. Der Hauptvorteil liegt darin, dass man nicht drei Kabel verlegen muss, sondern nur eins. Bei den meisten Kombikabeln werden einfach die drei Kabel "zusammengeklebt". Das hat den Nachteil, dass diese Kabel sehr sperrig und unflexibel sind. Bei Rechenzentrumslösungen, wo man um jeden Platz im 19" Rack kämpfen muss, sind diese Kabel eigentlich unzumutbar. Darum gibt es jetzt auch Kombi-Rundkabel, die wesentlich dünner und flexibler sind. Die sind für professionelle Anwendungen gedacht und etwas teurer. Teilweise haben diese auch verstärkte Adern für die Maus- und Tastatur-Versorgung. Es gibt sie bis zu 20 Meter Länge.

KVM-Splitter

KVM-Splitter sind das Gegenteil von KVM-Switches. Mit ihnen können mehrere alternative Bedienplätze an einen PC (oder KVM-Switch) angeschlossen werden. Theoretisch könnten dabei alle angeschlossenen Bedienplätze gleichzeitig Tastatur-Eingaben machen und die Maus bewegen. Das könnte zu Chaos führen. Um das zu verhindern, werden Maus und Tastatur der Bedienplätze gegeneinander verriegelt (sog. Contending Ports - sich bewerbende Anschlüsse). Dabei wird der Ausgang zum Rechner für den Bedienplatz reserviert, bei dem zuerst Maus oder Tastatur betätigt wurde. Nach einer (teilweise einstellbaren) Zeit ohne Aktivität an diesem Bedienplatz wird der Ausgang wieder freigegeben. Den gesperrten Bedienern wird meist signalisiert, das der Rechnerport besetzt ist, oft durch Blinken einer LED an der Tastatur oder eine OSD-Meldung auf dem Bildschirm. Der Bildschirm-Inhalt ist meist auch für die momentan gesperrten Bedienplätze sichtbar. Es gibt jedoch Geräte, wo dieses unterdrückt werden kann (z.B. wegen Sicherheit oder Diskretion).

KVM-Splitter sind funktional auch in Multi-User KVM-Switchen enthalten, nämlich dann, wenn zwei Benutzer auf denselben PC bzw. Server zugreifen wollen.

KVM über Funk / Wireless KVM

Wireless KVM ist eine verständliche Forderung hauptsächlich der Home User. Mit KVM-over-IP Technologie ist es im WLAN durchaus schon jetzt problemlos machbar. Dem professionellen Anwender ist die Bandbreite im WLAN zu kostbar - hat er doch eine ausreichende Verkabelungsstruktur mit viel Reserven für solche Zwecke. Dem Home User werden allerdings die Komponenten zu teuer und der Bildschirmaufbau zu langsam sein. Eine interessante Alternative könnte in Zukunft das DisplayLink sein. Es überträgt die Bildschirmdaten mit hoher Geschwindigkeit über USB. Keyboard und Maus sollen folgen und es wird demnächst auch mit Wirelesss USB von Alereon zusammenarbeiten.

KVM Switch per Software

Neben der klassischen Software zur Fernadminstration - beisplielsweise Carbon Copy und VNC gibt es neuerdings auch KVM-Switching auf Basis von Software. Dabei außer dem vorhandenen Netzwerk keine Hardware nötig. Ein Rechner dient als Terminal für etliche andere Rechner. Diese sehr preiswerte Lösung gibt es sogar für zwei Monitore. Sie ist besonders für Home-Anwendungen interessant die sowieso vernetzt sind und braucht keine zusätzlichen Kabel. Natürlich hat man dabei keinen Zugriff auf Bios-Ebene, das Video ist nicht ganz Real-Time und das Netzwerk wird etwas mit den Video-Daten belastet.