СИСТЕМА КОММУТАЦИИ КЛАВИАТУРЫ, ВИДЕОПОДСИСТЕМЫ И МАНИПУЛЯТОРА МЫШЬ НА ОСНОВЕ СЕТИ Российский патент 2005 года по МПК G06F13/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к сетевым коммутационным системам, а более конкретно к сетям, коммутирующим компьютерные периферийные данные.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В минувшие годы, поскольку корпоративные сети начали расширяться, появилась растущая потребность в так называемых КВМ коммутаторах, предназначенных для того, чтобы дать возможность одному оператору сети получать доступ к множеству различных компьютеров и управлять ими с помощью одной рабочей станции c клавиатурой, видеоподсистемой и манипулятором мышь. Вначале КВМ коммутаторы обеспечивали оператора сопровождения возможностью иметь доступ к от двух до восьми различным компьютерам, используя одну клавиатуру, видеоподсистему и мышь. Но корпоративные сети росли в размере, и сложность КВМ коммутаторов увеличивалась. В конечном счете, операторы компьютерных сетей потребовали обеспечение КВМ доступа между рабочей станцией и тысячами, и даже десятками тысяч различных компьютеров. Первой реакцией было выполнить модульное наращивание (каскадирование) КВМ коммутаторов таким образом, чтобы КВМ коммутатор, который обеспечивал одну рабочую станцию доступом к 8 серверам, мог вместо этого подключаться к 8 дополнительным КВМ коммутаторам, таким образом обеспечивая доступ к 8×8=64 компьютерам. Таким образом можно было обеспечить доступ к большему количеству компьютеров с помощью одной рабочей станции с клавиатурой, видеоподсистемой и мышью.

Наращивание (каскадирование) остается сегодня жизнеспособной альтернативой во многих компьютерных средах. Однако, поскольку введение очень большого количества компьютеров, такого, которое существует в серверных фермах и т.п., становится обычным явлением, потребность в том, чтобы сетевой оператор имел доступ ко многим десяткам тысяч или, очевидно, даже намного большему количеству компьютеров, становится острой. Конечно, КВМ коммутаторы могут наращиваться (каскадироваться) в увеличивающемся количестве для того, чтобы приспособиться к растущему количеству компьютеров, которые должны быть присоединены к нескольким рабочим станциям, но большое количество каскадируемых КВМ коммутаторов становится критичным с точки зрения пространства в сфере больших серверных ферм.

Примеры традиционных КВМ коммутаторов показаны на фиг.1 и 2. На фиг.1 - традиционная корпоративная сеть 10, например ЛС (локальная сеть), ГС (глобальная сеть), Интернет и т.д., обеспечивает тракт связи для определенного количества серверов 11-13. Работа серверов и протоколы связи, используемые в корпоративной сети 10, известны специалисту. Для краткости, они не будут повторены здесь. Однако специалист поймет, что для связи серверов 11-13 с сетью 10 может использоваться множество различных протоколов и что множество протоколов будет разработано в будущем для увеличения эффективности передачи данных по сети серверами 11-13. Настоящее изобретение не ограничено никаким конкретным протоколом.

В среде с КВМ коммутатором, как показано на фиг.2, множество рабочих станций 17-19 связывается через КВМ коммутатор 16 с серверами A и В из множества 14 серверов. Серверы 14 связываются друг с другом и с другими серверами, устройствами и т.д. по корпоративной сети 10. Фиг.2 иллюстрирует возможность расширения (каскадирования) КВМ коммутаторов для случая, когда КВМ коммутатор 16 включает в себя один выход, соединенный со вторым КВМ коммутатором 15. Второй КВМ коммутатор 15 затем соединяется с четырьмя дополнительными серверами C-F из серверов 14. Таким образом, если КВМ коммутатор 16 обеспечивает возможность использования только четырех выходов, то дополнительный КВМ коммутатор 15 позволяет пользователям 17-19 связываться с более чем четырьмя серверами (в случае, показанном на фиг.2, с шестью серверами 14).

КВМ коммутаторы 15 и 16 являются известными устройствами и выпускаются серийно. Примерами таких КВМ коммутаторов являются представленные на рынке компанией Cybex, г.Хантсвилл, штат Алабама, как семейство изделий Autoview и семейство изделий XP. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, КВМ коммутаторы 15 и 16 обеспечивают выполнение множества функций. Вначале, когда серверы 14 выполняют начальную загрузку, КВМ коммутаторы эмулируют команды инициализации клавиатуры, видеоподсистемы и мыши таким образом, что каждый из компьютеров 14 считает, что он фактически связан с одной рабочей станцией с клавиатурой, видеоподсистемой и мышью. КВМ коммутаторы программируются таким образом, чтобы эмулировать ограниченные команды клавиатуры, видеоподсистемы и мыши в соответствии с одним из любого количества различных КВМ стандартов, таких как стандарты Sun, PS2 и т.д. для клавиатуры/мыши и стандарты VGA, SVGA и т.д. для видеоподсистемы. Кроме того, КВМ коммутаторы 15 и 16 опрашивают системные требования рабочей станции (например, тип мыши, тип монитора и тип клавиатуры) и обеспечивают преобразование данных, необходимое для того, чтобы иначе несовместимые устройства клавиатура, видеомонитор и мышь могли связаться с серверами 14.

Один из самых ранних известных типов КВМ коммутаторов описан в патенте США №5732212, Perholtz et al. System and Method For Remote Monitoring and Operation of Personal Computers. Perholtz описывает удаленную КВМ коммутацию через телефонную сеть и локальную коммутацию через сеть с последовательным опросом компьютеров. Perholtz описывает использование ведущей (главной) системы, поддерживающей связь через телефонную сеть с рабочей станцией для получения доступа к системной плате выбранного компьютера. Другими словами, Perholtz раскрывает, что удаленный пользователь может выполнить перезагрузку, “холодную” начальную загрузку (загрузку после включения электропитания) и выполнить другие функции, которые иначе могли потребовать локального доступа к системной плате, тогда как удаленный пользователь использует ведущее (главное) устройство для получения доступа к системной плате.

Настоящее изобретение обеспечивает существенное улучшение по сравнению с традиционными КВМ коммутаторами и КВМ коммутаторами удаленного доступа, обеспечивая КВМ доступ к любому количеству серверов в сети вместе с доступом к системным платам серверов по существу без традиционного (каскадирования) КВМ коммутаторов и без использования традиционного устройства удаленного доступа. В системах с традиционным доступом к сети рабочие станции и серверы поддерживают связь через сетевой обмен данными команд клавиатуры, видеоподсистемы и мыши между собой обычно в форме упакованной информации. Таким образом, в традиционных системах, подобно серийно выпускаемой системе PC Anywhere и другим таким удаленным системам можно получить доступ к серверу через телефонную сеть, Интернет и т.д. и получить доступ к клавиатуре, видеоподсистеме и мыши сервера. Однако пользователи таких традиционных систем не могут получить доступ к тому множеству серверов, которые могут существовать, например, в корпоративной локальной сети или в Интернет, при этом также получить доступ к системным платам в серверах. Другими словами, в прошлом пользователь мог выбрать традиционные КВМ коммутаторы, которые обеспечивали доступ к системной плате, но имели ограничения на практическую расширяемость (возможность наращивания), или мог выбрать коммутаторы удаленного доступа, которые обеспечивали доступ к большому количеству серверов, но были не в состоянии обеспечить прямой доступ к системной плате.

Настоящее изобретение решает обе вышеупомянутые проблемы, позволяя любому количеству рабочих станций получать доступ к клавиатуре, видеоподсистеме и мыши любого количества серверов в корпоративной сети, Интернет или другой сети с относительно упрощенной структурой. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения определенное количество серверов осуществляет связь по корпоративной сети, причем порты клавиатуры, видеоподсистемы и мыши различных серверов связаны через кабель с соответствующими блоками конвертера. Блоки конвертера также связываются со служебной сетью (сетью управления), с которой также связываются различные пользовательские рабочие станции. В соответствии с данным вариантом осуществления, когда пользователь одной из рабочих станций хочет обратиться к одному из серверов, пользовательская рабочая станция связывается через служебную сеть с конвертером, соответствующим требуемому серверу, для того, чтобы получить доступ к системной плате требуемого сервера. Затем пользователь может использовать сервер для связи с другими серверами через корпоративную сеть.

Хотя существуют ссылки на “внутреннюю часть” и/или “блоки” конвертера, следует признать, что описанный здесь конвертер не обязательно должен быть “блоком” или “устройством”, но может быть компьютерной платой, платой сервера, или может быть иначе встроен в любой компонент системы.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения любое количество пользователей может связываться по служебной сети, и любое количество серверов может связываться по корпоративной сети, таким образом любой из пользователей может связаться с любым из серверов, и все серверы могут связаться друг с другом без традиционных наращиваемых КВМ коммутаторов и без традиционных КВМ устройств удаленного доступа, тем не менее обеспечивая полный доступ к системной плате. Таким образом, предпочтительный вариант осуществления обеспечивает неограниченную возможность расширения при наличии возможности каждому пользователю получать доступ к системной плате любого из связанных серверов.

В альтернативных вариантах осуществления используются процедуры обеспечения безопасности для ограничения доступа к системным платам некоторых или всех серверов некоторым или всем рабочим станциям.

В других альтернативных вариантах осуществления корпоративная сеть и служебная сеть не являются независимыми сетями, а являются общей сетью.

В дополнительных вариантах осуществления конвертеры не назначаются независимо для каждого сервера, а обслуживают один или более серверов.

В дополнительных альтернативных вариантах осуществления служебная сеть и корпоративная сеть соединены вместе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти, так же как и другие задачи и преимущества данного изобретения, будут лучше поняты и оценены из нижеследующего более подробного описания типичного предпочтительного варианта осуществления изобретения вместе с сопроводительными чертежами, на которых:

фиг.1 - схематическое представление корпоративной сети предшествующего уровня техники;

фиг.2 - схематическое представление КВМ коммутаторов предшествующего уровня техники;

фиг.3 - схематическое представление предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - схематическое представление системы, показанной на фиг.3, со средством доступа к Интернет и сервером управления;

фиг.5 - схематическое представление типичного альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - схематическая структурная схема платы преобразования сигналов КВМ в сигналы локальной сети;

фиг.7 - схематическая структурная схема типичных сервера и конвертера в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.8 - схематическое представление альтернативного примера настоящего изобретения;

фиг.9 - схематическое представление другого типичного варианта осуществления настоящего изобретения; и

фиг.10 - схематическое представление типичного конвертера в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг.3 показана корпоративная локальная сеть 10, посредством которой серверы 11-13 связываются друг с другом. Корпоративная локальная сеть 10 - типичная локальная сеть, и серверы 11-13 являются обычными продаваемыми в розницу (немодифицированными) серверами, как изображено на фиг.1, показывающей предшествующий уровень техники.

В соответствии с настоящим изобретением, каждый сервер 11, 12, 13 связывается с конвертером 21, 22, 23, который в свою очередь связывается по служебной сети 20 (сети управления). Пользовательские рабочие станции 25, 26 и 27 также связываются по служебной сети 20, включая в себя связь с конвертерами 21, 22 и 23.

Хотя на фиг.3 показаны 3 сервера, 3 конвертера, 3 рабочих станции и 2 сети, настоящее изобретение не ограничено конкретным вариантом осуществления, показанным на фиг.3, и можно вообразить больше или меньше компонентов, чем показано. Предпочтительно использовать конвертеры 21-23 как отдельные устройства, таким образом давая возможность, чтобы серверы 11-13 были законно приобретенными, немодифицированными серверами. Но также важно встроить конвертеры 21-23 в серверы 11-13, например, как компьютерные сменные платы.

Конвертеры 21, 22 и 23 выступают в качестве посредников между серверами 11-13 и служебной сетью 20. Промежуточные конвертеры 21-23 таким образом позволяют серверам 11-13 быть типовыми, стандартными серверами, которые могут быть куплены законным образом, например любым типовым персональным компьютером (но не ограничены им). В предпочтительном варианте осуществления конвертеры 21-23 связаны кабелями с серверами 11-13 во взаимно однозначном соответствии (один к одному). Например, конвертер 21 подключается к серверу 11, конвертер 22 подключается к серверу 12, и конвертер 23 подключается к серверу 13. В соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения, каждый сервер в корпоративной сети 10 (которая может быть больше сети, показанной на фиг.3) связывается с присоединенным к нему конвертером (или по меньшей мере, связывается с совместно использующимся (разделенным) конвертером) до осуществления связи со служебной сетью 20.

В одном из вариантов осуществления конвертер 21 может быть известным КВМ коммутатором, модифицированным таким образом, чтобы он преобразовывал КВМ сигналы в сигналы протокола локальной сети. Один из примеров такого коммутатора описан в патентной заявке США №09/379576 Pinkston, которая представлена для справки. Таким образом, например, конвертер 21 подключается к серверу 11 так же, как традиционный КВМ коммутатор соединяется с персональным компьютером на фиг.2. Т.е. конвертер 21 соединяется через соединительный кабель с портами клавиатуры, видеоподсистемы и мыши сервера 11 таким образом, что конвертер 21 имеет прямой доступ к системной плате сервера 11 так же, как если бы клавиатура, видеомонитор и мышь, используемые выбранной пользовательской рабочей станцией 25-27, были непосредственно связаны с выбранным сервером. Между конвертером 21 и служебной сетью 20 находится сетевая плата, которая позволяет конвертеру 21 преобразовывать сигналы, принятые от служебной сети 20, в сигналы клавиатуры, видеоподсистемы и мыши, требуемые для сервера 11. Точно так же конвертер 21 принимает сигналы клавиатуры, видеоподсистемы и мыши от сервера 11 и пакетирует их (или форматирует их другим способом) в протокол данных, приемлемый для служебной сети 20.

Пользовательские рабочие станции 25-27 обмениваются с различными конвертерами 21-23 через служебную сеть 20. В предпочтительном варианте осуществления служебная сеть 20, как показано на фиг.3, полностью отличается от корпоративной сети 10. Служебная сеть 20 может работать согласно тому же самому протоколу, как корпоративная сеть 10, но не обязательно должна это делать. Таким образом, служебная сеть 20 и корпоративная сеть 10 могут использовать протоколы Ethernet, локальной сети, асинхронной передачи данных (ATM), беспроводной протокол, CAT-5 (категории 5), TCP/IP (протокол управления передачей/протокол Интернет) или любой другой вид подключения или протокола сети передачи данных, который дает возможность устройствам связываться друг с другом.

Когда пользовательская рабочая станция, например рабочая станция 25, должна связаться с сервером, например с сервером 13, рабочая станция 25 отправляет в служебную сеть 20 данные, предназначенные для конвертера 23. Конвертер 23 имеет назначенный ему адрес устройства в сети 20 так же, как сама рабочая станция. Наиболее часто данные, передаваемые от рабочей станции 25 к конвертеру 23, являются входными данными, поступающими на рабочую станцию от клавиатуры и мыши (или других устройств ввода) рабочей станции 25, которые должны использоваться для управления выбранным сервером 13. Рабочая станция направляет эти данные на конвертер 23 посредством стандартной адресации данных в сети, соответствующей протоколам адресации, обусловленным служебной сетью 20. Таким образом, рабочие станции 25-27 включают в себя сетевые платы для связи рабочих станций 25-27 со служебной сетью 20. Сетевые платы принимают участие в адресации данных в служебной сети 20 к требуемому конвертеру 21-23. Как только рабочая станция 25 посылает данные клавиатуры и мыши на конвертер 23, конвертер 23 берет данные из служебной сети 20, преобразовывает их к стандартному протоколу мыши и клавиатуры в формате, требуемом сервером 13, и обеспечивает передачу этих сигналов на соответствующие порты клавиатуры и мыши сервера 13. В конечном счете, пользовательская рабочая станция 25 имеет прямой доступ к серверу 13 так же, как если бы клавиатура и мышь рабочей станции 25 были непосредственно подключены к серверу 13.

В противоположном направлении, в большинстве случаев конвертеры будут посылать пакетированную цифровую видеоинформацию от сервера 13 на монитор рабочей станции через сеть 20.

Хотя выше описана работа в однонаправленном режиме, связь между конвертером 23 и рабочей станцией 25 является двунаправленной. Например, с сервера 13 на конвертер 23 и далее к рабочей станции 25 посылают данные команд клавиатуры и мыши для того, чтобы установить чувствительность мыши, индикаторы клавиатуры и т.д. Время от времени видеокоманды также посылаются от монитора рабочей станции 25 назад на сервер 13 через конвертер 23.

Конвертеры 21-23 будут выполнять все необходимые посреднические этапы, требуемые для того, чтобы любая из рабочих станций 25-27 связалась с любым из серверов 11-13. Т.е. конвертеры 21-23 будут отвечать во время начальной загрузки серверам 11-13 соответствующими ответами инициализации клавиатуры, видеоподсистемы и мыши, которые необходимы соответствующим серверам 11-13 для того, чтобы они были “введены в заблуждение” и “поверили”, что надлежащие периферийные устройства клавиатура, видеомонитор и мышь подключены к ним.

При изучении фиг.3 можно увидеть, что любое количество рабочих станций 25-27 (ограниченное только количеством рабочих станций, которое поддерживается служебной сетью 20), может связываться с любым количеством серверов 11-13, так что возможность расширения коммутации КВМ сигнала не ограничивается никакими конкретными физическими требованиями к КВМ коммутатору.

Следует отметить, что корпоративная сеть 10 показана на фиг.3 только для иллюстративных целей и она не требуется в соответствии с настоящим изобретением. Однако в настоящее время в современной среде большинство серверов 11-13 связывается друг с другом через корпоративную сеть 10.

Фиг.4 показывает вариант осуществления фиг.3 с добавленными средствами, которые позволяют пользователям 25-27 связываться через Интернет 28. В варианте осуществления, показанном на фиг.4, служебная сеть 20 имеет связь с устройством 29 шлюз/межсетевой экран (браизмауэр), которое подключает пользовательские рабочие станции 25-27 к Интернет 28. Конечно, в некоторых вариантах осуществления корпоративная сеть 10 может быть заменена Интернет 28 так чтобы служебная сеть 20 осуществляла связь через Интернет 28, так же, как это делает каждый из серверов 11-13.

Также на фиг.4 показан сервер 30 управления, поддерживающий связь с служебной сетью 20, что позволяет администратору сети управлять служебной сетью 20 и связываться с каждым из устройств, присоединенных к служебной сети 20.

Фиг.5 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления по отношению к варианту осуществления, показанному на фиг.3. На фиг.5 показано, что корпоративная сеть 10 предоставляет множеству серверов 31 сетевую основу для связи. В варианте осуществления, показанном на фиг.5, восемь серверов, от сервера A до сервера H, поддерживают связь с конвертером 32 8×1. Конвертер 32 8×1 связывается со служебной сетью 20, которая связывается с рабочими станциями 25-27 (фиг.3). Различием между фиг.5 и фиг.3 является то, что конвертер 32 заменяет множество независимых конвертеров 21-23 (например, показанных на фиг.3). Когда рабочая станция 25-27 имеет потребность связаться с любым из серверов 31, рабочая станция посылает соответствующую информацию адресации серверам, конвертер 32 8×1 собирает данные для всех восьми серверов 31, разделяет данные для соответствующих портов для каждого из серверов, от сервера A до сервера Н, и доставляет соответствующие КВМ данные соответствующему серверу, которому они предназначены. Таким образом, в варианте осуществления, показанном на фиг.5, конвертер 32 не только извлекает КВМ данные из служебной сети 20 и преобразовывает их в данные КВМ сигнала для КВМ-портов сервера, он также сортирует и доставляет данные, принятые от служебной сети 20, любому из восьми различных серверов. Конечно, для конвертера 32 могут использоваться другие коэффициенты расширения (кроме 8x1).

Ниже описана схематическая структура сервера и конвертера со ссылками на фиг.7. На фиг.7 показан сервер 41, который включает в себя системную плату 42, сетевую плату 43 и видеоплату 44. Конечно, сервер 41 должен включать в себя другие компоненты сервера, которые для краткости не показаны. Сервер 41 может быть стандартным персональным компьютером с сетевой платой стандарта PCI, которая позволяет персональному компьютеру 41 связываться по сети 35. Сеть 35 может быть локальной или другой сетью и может использовать протоколы Ethernet, IP/TCP или другие, без ограничения. Как известно, сервер 41 будет принимать команды клавиатуры и мыши от клавиатуры и мыши, присоединенных к его портам клавиатуры и мыши на системной плате 42, и может обрабатывать эти команды, используя процессор на системной плате, для формирования соответствующих сигналов данных, которые посылают в сеть 35 через сетевую плату 43. Дополнительно, системная плата 42 может отвечать на сигналы клавиатуры и мыши через видеопроцессор, который передает видеосигналы регенерации (обновления) от видеоплаты 44 к видеопорту. В настоящем изобретении конвертер 47 присоединяется непосредственно к портам видеоподсистемы, клавиатуры и мыши сервера 41. В частности, видеопорт видеоплаты 44 сервера 41 подключают к видеопорту 45 конвертера 47. Точно так же порты клавиатуры и мыши сервера 41 (которые соединяются непосредственно с системной платой 42), подключают к портам 46 клавиатуры и мыши конвертера 47. Если конвертер 47 имеет тип, показанный на фиг.5 (для множества серверов), то конвертер 47 будет также включать в себя КВМ порты 48...49 для n серверов.

Конвертер 47 также связывается через сетевую плату в конвертере 47 (не показана) со служебной сетью 20 через сетевое соединение 50. Служебная сеть 20 (сеть управления) может быть локальной сетью, Ethernet, сетью с асинхронной передачей данных (ATM), IP/TCP, беспроводной сетью, CAT-5 (сетью категории 5) и т.д. Соединение 50 и сетевая плата конвертера 47 будут соответствовать тому сетевому протоколу, который используется в сети 20. Со служебной сетью 20 связана по меньшей мере одна рабочая станция 51 и, возможно, дополнительные рабочие станции (не показаны).

Как можно заметить из фиг.7, конвертер 47 выступает как посредник между рабочей станцией 51, которая связывается с конвертером 47 через служебную сеть 20, и системной платой 42 сервера 41. Конвертер 47 может быть так называемым “Keyview II” изделием, серийно выпускающимся компанией Cybex Computer Product, г.Хантсвилл, штат Алабама, который описан в патентной заявке США №09/401501, озаглавленной “System and Method for Accessing and Operating Personal Computers Remotely”, поданной 22 сентября 1999, полное раскрытие которой представлено для справки. Поскольку конвертер 47 присоединяется непосредственно к портам клавиатуры и мыши сервера 41, он имеет доступ к системной плате 42 сервера 41. Таким образом, конвертер 47 может заставить системную плату 42 выполнить “холодную” начальную загрузку и другие функции, которые могут быть достигнуты только через прямой доступ к системной плате. Таким образом, вариант осуществления, показанный на фиг.7, позволяет рабочей станции 51 выполнять те функциональные возможности системной платы 42, которые рабочая станция 51 не может выполнить, если она просто соединена с сетью 35 и обменивается с системной платой 42 через сетевую плату 43 и шину PCI сервера 41.

Таким образом, настоящее изобретение существенно отличается от традиционных устройств удаленного доступа, которые связываются с сервером через сетевую плату сервера, модем сервера и т.д., т.к. такие традиционные системы не получают прямой доступ к системной плате, который компьютер настоящего изобретения получает через порты клавиатуры и мыши сервера.

Как может быть замечено из фиг.7, сервер 41 может быть стандартным, обычным образом приобретенным сервером со стандартной системной платой 42, стандартной видеоплатой 44 и стандартными портами клавиатуры и мыши. Дополнительно, рабочая станция 51 может быть рабочей станцией любого вида, она может быть рабочей станцией, которая может быть несовместима с выбранным сервером 41. Таким образом, например, рабочая станция 51 может быть рабочей станцией, такой как Sun, а сервер 41 может быть PC-сервером, и конвертер 47 обеспечит необходимые преобразования для того, чтобы позволить рабочей станции 51 связываться с сервером 41. Таким образом, конвертеры в варианте осуществления, показанном на фиг.7, обеспечивают удобство того, что пользователи имеют возможность использовать обычные рабочие станции 51 с обычными компьютерами 41.

Альтернативно, функции конвертера 47 могут быть встроены в сервер 41. Однако такой альтернативный вариант осуществления требует, чтобы сервер 41 был переделан таким образом, чтобы он включал в себя аппаратные средства и программное обеспечение конвертера 47. Таким образом, настоящее изобретение может быть воплощено в ситуации, когда сервер является стандартным обычным образом приобретенным сервером с внешним конвертером 47, или когда сервер 41 модифицирован таким образом, чтобы он включал в себя плату конвертера, имеющую такие средства конвертера 47, которые обеспечивают прямой доступ к системной плате, или когда функции конвертера выполняются в другом месте в сервере системы.

Настоящее изобретение также отличается от плат сервера 36 предшествующего уровня техники (фиг.6), которые принимают команды 39 клавиатуры и мыши, и видеокоманды 40 и преобразовывают эти команды в сетевые пакеты для доставки в сеть 35. Как показано на фиг.6, некоторые системы предшествующего уровня техники принимают данные 39 клавиатуры и мыши, пакетируют эти данные в функциональном блоке 37 пакетирования и доставляют упакованные команды мыши и клавиатуры в сеть 35. Такие платы сервера 36 могут также принимать видеосигналы 40 в блок 38 преобразования видеосигналов в команды, который преобразовывает видеосигналы в команды (например, нарисовать линию от координат X, Y к координатам X1, Y1), эти команды пакетируются в функциональном блоке 37 пакетирования и доставляются в сеть 35. Напротив, настоящее изобретение, пример которого показан на фиг.7, принимает цифровые видеосигналы непосредственно из видеопорта 47 в сетевой порт 50 и далее на монитор рабочей станции 51 через служебную сеть 20 и обеспечивает прямой доступ к системной плате с помощью клавиатуры и мыши рабочей станции через порт 46 клавиатуры и мыши на системной плате 42. Альтернативно, настоящее изобретение может принимать цифровые видеосигналы непосредственно из буфера видеоизображения сервера.

Дополнительно, что касается конвертера 47, так как конвертер 47 принимает необработанные видеосигналы в видеопорт 45, конвертер 47 может преобразовывать видеоразрешение сервера 41 таким образом, чтобы оно соответствовало разрешению, которое требует монитор рабочей станции 51. Таким образом, конвертер 47 обеспечивает пересчет и преобразование разрешения видеосигнала 45 в дополнение к пакетированию необработанной видеоинформации для передачи в служебную сеть 20.

Фиг.10 более подробно показывает типичный конвертер. На фиг.10 видеосигнал #1 и сигнал K/M #1 от портов видео, клавиатуры и мыши сервера поступают в конвертер 100 по линиям 101 и 102. Конвертер 100 может необязательно включать в себя 1xN конвертер 110 (например, такой, который описан относительно фиг.5) так, чтобы сигналы КВМ #2, КВМ #3,..., КВМ #N были соединены с X серверами, и конвертер обеспечивал передачу этих сигналов в сеть 20. Конвертер 100 принимает видеосигнал от сервера (например, сервера 11 на фиг.4) в видеопорт 101 и обеспечивает его передачу к входной схеме 103 видеосигнала. Входная схема 103 видеосигнала может включать в себя усилители, формирователи и другие соответствующие схемы для видеосопряжения (в качестве альтернативного варианта осуществления конвертер 100 может находиться в сервере 11 и принимать видеосигналы непосредственно из буфера видеоизображения сервера). Входная схема 103 видеосигнала обеспечивает передачу необработанной видеоинформации к схеме 104, выполняющей пересчет разрешения. В ней необработанный видеосигнал пересчитывается и изменяется в соответствии с разрешающей способностью монитора, используемого рабочей станцией (25-27), которая будет принимать необработанную видеоинформацию из сети 20. Схема 104 пересчета и изменения разрешения может соответствовать описанной в патенте США №5917552, Video Signal Interface System Utilizing Deductive Control (Leone), который представлен для справки.

Затем необработанные видеосигналы упаковываются в схеме 105 цифрового пакетирования видеосигнала. Это цифровое пакетирование может выполняться в соответствии с патентами США №№08/909924 O’Dryna и др. (зарегистрированном 12 августа 1997) и 09/100582 Q’Dryna и др. (зарегистрированном 19 июня 1998), оба представлены для справки.

Сигналы клавиатуры и мыши поступают по линии K/M #1 к порту 102 конвертера. Как описано выше, подключение клавиатуры и мыши обеспечивает прямой доступ к системной плате сервера. Порт 102 клавиатуры и мыши соединяется со схемой 108 ввода/вывода сигналов мыши и клавиатуры, которая преобразует сигналы, которые идут к и от портов клавиатуры и мыши сервера 11, к определенному состоянию. Сигналы клавиатуры и мыши затем подаются к схеме 107 преобразования сигналов мыши и клавиатуры, где выполняются соответствующие преобразования для того, чтобы гарантировать совместимость формата сигналов клавиатуры и мыши от рабочей станции и от сервера. Сигналы клавиатуры и мыши пакетируются в схеме 106.

Конвертер 100 также включает в себя схемы, поддерживающие связь со схемой 103 ввода/вывода видеосигнала и схемой 108 ввода/вывода сигналов клавиатуры и мыши и предназначенные для того, чтобы отвечать на управляющие команды, передаваемые сервером, например при начальной загрузке сервера. Например, эти команды могут включать в себя команды установки протокола мыши, стандарта клавиатуры и разрешения монитора и т.д.

Как только необработанные цифровые видеосигналы упакованы в схеме 105, и сигналы мыши и клавиатуры упакованы в схеме 106, они передаются к сетевой плате 109, которая посылает пакеты в сеть 20, адресуя их соответствующей рабочей станции 25-27, и т.д.

Для краткости на фиг.10 некоторые схемы конвертера 100 были опущены, но можно понять, что конвертер 100 в случае, если это особо не указано на фиг.10, работает в соответствии с принципами функционированием традиционных КВМ коммутаторов, таких, как производимые компанией Cybex, например коммутаторы серии Autoview и XP.

Фиг.8 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором корпоративная сеть 10 и служебная сеть 20 объединены в одну сеть 80. Как можно заметить на фиг.8, рабочие станции 87 и 88 связываются с сетью 80 так же, как и серверы 81, 83 и 85, КВМ управление которыми могут получить рабочие станции. Когда серверы 81, 83 и 85 связываются друг с другом по сети 80, они делают это, обращаясь к друг другу непосредственно по сети 80. Рабочие станции 87 и 88 могут также связываться с серверами непосредственно, адресуя данные на сам сервер. Однако, когда рабочим станциям 87 и 88 необходимо дополнительно управлять серверами 81, рабочие станции адресуют конвертеры 82, 84 и 86, и конвертеры, в свою очередь, передают информацию клавиатуры, видеоподсистемы и мыши на связанный с данным конвертером сервер непосредственно на системные платы 89, 90 и 91.

Таким образом, см. фиг.8, если рабочей станции 87 необходимо управлять сервером 83, то рабочая станция 87 адресует конвертер 84 с IP-адресом D, посылая информацию клавиатуры, видеоподсистемы и мыши от ее собственного IP адреса G по IP-адресу D конвертера 84. В варианте осуществления, показанном на фиг.8, в сети 81 принята структура данных протокола маршрутизации в среде Интернет (протокола IP), но конечно, его можно заменить другими протоколами передачи данных. Как только рабочая станция 87 посылает КВМ данные конвертеру 84, данный конвертер 84, который имеет непосредственное подсоединение к системной плате 90 сервера 83 через порты клавиатуры и мыши сервера 83, обеспечивает передачу информации клавиатуры и мыши на системную плату 90 и видеоинформации на видеоплату сервера 83 (не показана).

Еще один дополнительный вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг.9, в котором сеть 10 и служебная сеть 20, с которыми связаны серверы 93 и 94 с подсоединенными к ним конвертерами 95 и 96, обмениваются между собой. Рабочая станция 97 связывается по служебной сети 20 и управляет серверами 93 и 94 через конвертеры 95 и 96, как описано подробно выше. Однако в варианте осуществления, показанном на фиг.9, мост (устройство, соединяющее две сети) 92 осуществляет подключение сети 10 к служебной сети 20, таким образом фактически связывая сеть 10 и сеть 20 в общую сетевую структуру. На фиг.9 служебная сеть 20 остается независимой от сети 10, и все же рабочая станция 97 может иметь доступ к серверу 93 и серверу 94 непосредственно через мост 92. Вариант осуществления, показанный на фиг.9, также обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что существует возможность получения рабочей станцией 97 прямого доступа к системным платам серверов 93 и 94 через конвертеры 95 и 96, не используя мост 92.

Хотя данное изобретение показано и описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, специалист поймет, что вышеупомянутые и другие изменения в форме и деталях могут быть сделаны без отхода от объема и формы настоящего изобретения.

Изобретение относится к сетевым коммутационным системам, в частности к сетям, коммутирующим компьютерные периферийные данные. Его использование позволяет получить технический результат в виде улучшения удаленного доступа, обеспечивая доступ к любому количеству серверов в сети вместе с доступом к системным платам серверов без традиционного каскадирования коммутаторов и без использования традиционного устройства удаленного доступа, и обеспечения прямого доступа к системной плате. Технический результат достигается за счет того, что конвертер, оперативно соединяющий сервер в сети со множеством серверов с рабочей станцией в сети с множеством рабочих станций, содержит средство сопряжения с устройством, присоединяемое к порту устройства в сервере и обеспечивающее прямой доступ к системной плате сервера через средство сопряжения с устройством и порт устройства; средство сетевого сопряжения, обеспечивающее сетевой доступ к сети с множеством рабочих станций; и преобразователь данных для двунаправленной передачи данных от сервера к любой из рабочих станций и от любой из рабочих станций к серверу в сети с множеством рабочих станций с помощью извлечения входных данных из сети с множеством серверов, которые адресованы средству сетевого сопряжения, и передачи этих входных данных к средству сопряжения с устройством в соответствии со стандартным протоколом устройства, подходящим для сервера, и посылки выходных данных от средства сопряжения с устройством в сеть с множеством рабочих станций, адресуя их рабочей станции в сети с множеством рабочих станций в соответствии с сетевым протоколом рабочей станции. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Конвертер, оперативно соединяющий сервер в сети со множеством серверов с рабочей станцией в сети с множеством рабочих станций, содержащий: средство сопряжения с устройством, присоединенное к стандартному порту устройства в сервере и обеспечивающее прямой доступ к системной плате сервера через средство сопряжения с устройством и порт устройства, средство сетевого сопряжения, обеспечивающее сетевой доступ к сети с множеством рабочих станций, и преобразователь данных для двунаправленной передачи данных от сервера к любой из рабочих станций и от любой из рабочих станций к серверу в сети с множеством рабочих станций с помощью: 1) извлечения входных данных из сети с множеством серверов, которые адресованы средству сетевого сопряжения, и подачи этих входных данных к средству сопряжения с устройством в соответствии со стандартным протоколом устройства, подходящим для сервера, и 2) посылки выходных данных от средства сопряжения с устройством в сеть с множеством рабочих станций, адресуя их рабочей станции в сети с множеством рабочих станций в соответствии с сетевым протоколом рабочей станции.2. Конвертер по п.1, в котором входные данные побуждают сервер связываться с другим сервером из множества серверов в сети с множеством серверов.3. Конвертер по п.1, в котором средство сопряжения с устройством является одним из группы, состоящей из средства сопряжения с клавиатурой и средства сопряжения с мышью.4. Конвертер по п.1, в котором конвертер подает, по меньшей мере, некоторые из входных данных непосредственно к системной плате через стандартный порт устройства.5. Конвертер по п.4, в котором конвертер дает возможность осуществления доступа к системной плате посредством любой из множества рабочих станций к серверу через стандартный порт устройства.6. Конвертер по п.1, в котором конвертер дает возможность осуществления доступа к системной плате только предопределенным рабочим станциям из множества рабочих станций.7. Конвертер по п.1, в котором конвертер оперативно связывает несколько серверов в сети с множеством серверов с рабочей станцией в сети с множеством рабочих станций, средство сопряжения с устройством присоединяется к стандартным портам устройства каждого из нескольких серверов и обеспечивает прямой доступ к системной плате каждого сервера через средство сопряжения с устройством и порты устройства, и преобразователь данных двунаправленно передает данные к и от любого из нескольких серверов и любой из рабочих станций в сети с множеством рабочих станций с помощью: 1) извлечения входных данных из сети, предназначенных для выбранных серверов из нескольких серверов, и подачи этих входных данных к средству сопряжения с устройством и соответствующим портам устройства для выбранных серверов в соответствии со стандартными протоколами устройства, подходящими для выбранных серверов, и 2) посылки выходных данных от любого из серверов через средство сопряжения с устройством в сеть, адресуя их к рабочей станции в сети с множеством рабочих станций в соответствии с сетевым протоколом рабочей станции.8. Конвертер по п.1, в котором конвертер дополнительно включает в себя средство видеосопряжения, присоединенное к стандартному порту видеоустройств сервера, и упомянутый преобразователь данных передает упакованные видеосигналы через стандартный порт видеоустройств к сети рабочих станций.9. Конвертер по п.1, в котором средство сопряжения с устройством включает в себя средство сопряжения с клавиатурой, присоединенное к порту клавиатуры сервера и обеспечивающее прямой доступ к системной плате сервера через средство сопряжения с клавиатурой и порт клавиатуры, средство сопряжения с мышью, присоединенное к порту мыши сервера и обеспечивающее прямой доступ к системной плате сервера через средство сопряжения с мышью и порт мыши, и средство видеосопряжения, присоединенное к видеопорту сервера для сопряжения с видеопроцессором сервера.10. Конвертер по п.9, в котором средство сетевого сопряжения имеет уникальный адрес устройства в сети с множеством рабочих станций, так что любая из упомянутого множества рабочих станций связывается с сервером через конвертер, адресуя информацию к уникальному адресу устройства.11. Конвертер по п.9, дополнительно включающий в себя средство видеопакетирования для приема цифровой видеоинформации от сервера и пакетирования цифровой видеоинформации в соответствии с протоколом сети рабочей станции.12. Конвертер по п.9, дополнительно включающий в себя средство пересчета разрешения для приема цифровой видеоинформации от сервера через средство видеосопряжения и пересчета разрешения цифровой видеоинформации от сервера в разрешение монитора, связанного с упомянутой одной рабочей станцией.13. Конвертер по п.9, в котором преобразователь данных дополнительно принимает входные данные из сети рабочей станции в соответствии с протоколом сети рабочей станции и разделяет входные данные на сигналы клавиатуры, предназначенные для средства сопряжения с клавиатурой, согласно выбранному протоколу клавиатуры, и сигналы мыши, предназначенные для средства сопряжения с мышью, согласно выбранному протоколу мыши.14. Конвертер по п.9, в котором преобразователь данных принимает последовательность команд “холодной” загрузки, и обеспечивает передачу упомянутой последовательности команд “холодной” загрузки непосредственно на системную плату упомянутого сервера по меньшей мере через одно из средств сопряжения: с мышью и с клавиатурой.15. Конвертер по п.1, в котором сети с множеством серверов и множеством рабочих станций являются одной и той же сетью.16. Конвертер по п.1, в котором сети передачи данных с множеством серверов и множеством рабочих станций являются независимыми сетями.17. Конвертер по п.1, в котором стандартный протокол устройства и сетевой протокол рабочей станции являются одним и тем же.18. Конвертер по п.1, в котором стандартный протокол устройства и сетевой протокол рабочей станции различны.19. Конвертер по п.1, дополнительно включающий в себя множество конвертеров, обеспеченных в соотношении один-к-одному по отношению к серверам.20. Конвертер по п.1, дополнительно включающий в себя множество конвертеров, обеспеченных в соотношении один-к-n по отношению к серверам, где n - целое число.21. Конвертер по п.1, в котором стандартный протокол устройства, подходящий для сервера, соответствует стандарту пользовательских устройств ввода данных, назначенному из группы доступных стандартов пользовательских устройств ввода данных, и в котором конвертер эмулирует соответствующий стандарт пользовательского устройства ввода данных для этого сервера во время операции начальной загрузки каждого сервера.22. Конвертер по п.1, в котором конвертер дополнительно преобразовывает данные от любой из рабочих станций, принятые множеством рабочих станций через сеть, в стандартный порт устройства для выбранного сервера через средство сопряжения с устройством.23. Способ соединения по меньшей мере одного сервера в первой сети серверов с одной из множества рабочих станций с клавиатурой, видеоподсистемой и манипулятором мышь (КВМ рабочих станций) во второй сети КВМ рабочих станций, содержащий этапы: обеспечивают подсоединение через средство сопряжения с клавиатурой к порту клавиатуры сервера для обеспечения прямого доступа к системной плате сервера через средство сопряжения с клавиатурой и порт клавиатуры, обеспечивают подсоединение через средство сопряжения с мышью к порту мыши сервера для обеспечения прямого доступа к системной плате сервера через средство сопряжения с мышью и порт мыши, обеспечивают подсоединение через средство видеосопряжения к видеопорту сервера для сопряжения с видеопроцессором сервера, обеспечивают сетевой доступ ко второй сети передачи данных КВМ рабочих станций через средство сетевого сопряжения рабочей станции, и двунаправленно передают информацию о клавиатуре, видеоподсистеме и манипуляторе мышь (КВМ информацию) от сервера во вторую сеть передачи данных и из второй сети передачи данных к серверу через конвертер данных, причем упомянутый конвертер передает упомянутую КВМ информацию к и от второй сети передачи данных согласно протоколу локальной сети и передает КВМ информацию к и от соответствующих средств сопряжения с клавиатурой, мышью и видеоподсистемой согласно протоколам клавиатуры, мыши и видеоподсистемы, подходящим для сервера.24. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этап: назначают средству сетевого сопряжения рабочей станции уникальный адрес устройства во второй сети передачи данных, причем упомянутые КВМ рабочие станции поддерживают связь с определенным сервером через КВМ конвертер, адресуя КВМ информацию к уникальному адресу устройства.25. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этап: принимают в конвертер цифровую видеоинформацию от сервера и пакетируют данную цифровую видеоинформацию согласно протоколу локальной сети.26. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этап: принимают в конвертер цифровую видеоинформацию из сервера через средство видеосопряжения и согласовывают разрешение цифровой видеоинформации сервера с разрешающей способностью монитора, связанного с упомянутой КВМ рабочей станцией.27. Способ по п.26, в котором этап согласования дополнительно включает в себя этап: пересчитывают цифровую видеоинформацию.28. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этапы: принимают цифровую видеоинформацию от сервера через средство видеосопряжения и согласовывают разрешение цифровой видеоинформации от сервера с разрешающей способностью монитора, связанного с упомянутой КВМ рабочей станцией, и принимают цифровую видеоинформацию после упомянутого согласования, пакетируют цифровую видеоинформацию согласно протоколу локальной сети, и доставляют пакетированную цифровую видеоинформацию к средству сетевого сопряжения рабочей станции.29. Способ по п.28, в котором этап согласования дополнительно включает в себя этап: пересчитывают цифровую видеоинформацию.30. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этап: принимают КВМ информацию от второй сети передачи данных согласно протоколу локальной сети и разделяют КВМ информацию на сигналы клавиатуры, предназначенные для средства сопряжения с клавиатурой, согласно протоколу клавиатуры, подходящему для сервера, и сигналы мыши, предназначенные для средства сопряжения с мышью, согласно протоколу мыши, подходящему для сервера.31. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этап: принимают из второй сети передачи данных КВМ информацию, которая включает в себя последовательность команд “холодной” загрузки, и обеспечивают передачу упомянутой последовательности команд “холодной” загрузки непосредственно на системную плату упомянутого сервера, по меньшей мере, через одно из средств сопряжения: с клавиатурой и с мышью.32. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя этап: принимают из второй сети передачи данных КВМ информацию, которая включает в себя команду, требующую прямого доступа к системной плате, и обеспечивают передачу упомянутой команды непосредственно к системной плате упомянутого сервера, по меньшей мере, через одно из средств сопряжения: с клавиатурой и с мышью.