基于屏幕Clone和KVM技术的空管设备运维辅助系统

摘要本文通过对屏幕Clone和KVM技术的分析,结合在技术保障工作中空管设备运行维护的实际情况和存在问题,利用已成熟推广的屏幕Clone和KVM技术,构建了一套空管设备运维辅助系统,本系统可有效的提高设备保障单位的运行服务质量,降低运行风险。

【关键词】屏幕 Clone KVM 运维辅助

目前空中交通管制部门正在由以前单一的管制为主的运行模式逐步演变为管制、设备、气象及其他部门的协同运行模式。对于设备保障部门而言,不仅要保障设备的稳定运行,而且要求在设备故障时能快速的响应并解决问题。针对上述问题，为确保设备的稳定性、可靠性，降低因设备原因带来的管制运行风险。然而实际运行中，在设备维护或出现异常时，设备的监控系统仍存在功能上的不足。如果在航班流量较大时设备出现异常，从管制的故障申告到最后应急处置过程中有一个环节出现纰漏都会带来致命的影响。为缓解上述问题，本文通过对屏幕Clone和KVM技术的分析以及实际的运行维护经验，在不对系统应用软件进行修改、不影响系统的稳定性的基础上，构建了一套空管设备运维辅助系统。

1 屏幕Clone和KVM技术分析

1.1 屏幕Clone技术

屏幕Clone技术是指将1台主机的屏幕，同时显示在2台、4台、8台甚至更多的显示器上且每个显示器显示的内容均相同，也称为屏幕复制或屏幕镜像技术。最简单的例子就是将一台笔记本电脑接到投影仪上，会在笔记本电脑的显示器和投影仪中显示相同的内容。

目前，绝大部分显卡均支持屏幕Clone技术。例如，NVIDIA公司在Quadro NVS 290、Quadro NVS 300、Quadro NVS 310、Quadro NVS 420等型号显卡中加入了TwinView的双显示器输出技术中就包括屏幕Clone模式。

屏幕Clone技术目前是一种成熟并广泛应用的技术，只要是支持双显示输出的显卡经过简单的配置即可实现屏幕的Clone。

目前在自动化系统（使用BARCO PVS 6700显卡）、电子进程单系统（使用NVIDIA NVS 290显卡）中均通过屏幕Clone技术，为用户提供了用户终端的同步分屏显示，既满足了管制用户的需求又节约了硬件成本。

1.2 KVM技术

KVM是键盘（Keyboard）、显示器(Video)、鼠标(Mouse)的缩写。KVM技术的核心思想是通过适当的键盘、鼠标和显示器的配置，实现系统和网络的集中管理，提高系统管理员的工作效率，降低网络工程和服务器系统的总体成本。

利用KVM多主机切换系统，即用一套或数套KVM在多个不同操作系统的多台主机之间切换，就可以实现使用一套外设去访问和操作一台以上主机的功能。

2 基于显示Clone和KVM技术的空管设备运维辅助系统

通过上述的分析可知，屏幕Clone和KVM技术目前均已是成熟的技术且得到了广泛的应用，不会为设备带来额外的故障点和运行风险。本文根据实际运行的需要,构建了一套可有效缓解运行风险的空管设备运维辅助系统。该系统可弥补空管自动化、航管信息、数字空管、电子进程单等系统监控的不足，在运行维护、设备排故、应急处置等方面发挥重要的作用。

2.1 系统基本架构

基于屏幕Clone和KVM技术的空管设备运维系统主要分为两大模块，为此配置了两台运维终端，一台主要是引接设备机房内服务器；另外一台引接管制大厅的各席位终端。基本的硬件条件为：1）被监控主机具有支持双屏幕输出的显卡；2）支持被监控主机分辨率的KVM延长设备；3）支持被监控主机分辨率的KVM交换机；系统的基本架构（以设备的地理位置为分类准则）。

2.2 系统的软件配置

该系统利用成熟的设备，不需要进行软件编程，减少了开发成本。唯一的软件设置部分就是将显卡配置为双屏幕输出的Clone模式。下面给出了NVIDIA NVS 290和BARCO PVS6700两种显卡在Solaris下的配置方法。

2.2.1 NVIDIA NVS 290配置方法

在成功安装完显卡驱动程序后，在终端中进入/usr/bin目录，打开nvidia-settings设置程序，弹出图1所示界面，在界面中点击configure后选择twinview，确认后选择save to X configuration file。

然后打开/etc/X11下Xorg.conf,按需要修改分辨率后，保存并重起X server即可。下面给出了修改后的Xorg.conf文件的一部分，其中黑色加粗部分为修改内容。

Section "Device"

Identifier "Device0"

Driver "nvidia"

VendorName "NVIDIA Corporation"

BoardName"Quadro NVS 290"

EndSection

Section "Screen"

Identifier "Screen0"

Device "Device0"

Monitor"Monitor0"

DefaultDepth24

Option "TwinView" "1"

Option "TwinViewXineramaInfoOrder" "CRT-0"

Option "metamodes" "CRT-0: nvidia-auto-select +0+0, CRT-1: 1280x1024 +0+0"

SubSection "Display"

Depth 24

EndSubSection

EndSection

2.2.2 BARCO PVS6700配置方法

成功安装好BARCO PVS6700显卡驱动后，在/usr/BARCO_X/lib/X11/data下找到pcie6700D_2048x2048.dat并打开，具体内容如下，其中黑色字体的位置为增加的信息。

# pcie6700D_2048x2048.dat

boards_installed = 1; /* number of boards in the system */

keyboard_type = DEFAULT_KEYBOARD;

mouse_type = DEFAULT_MOUSE;

keyboard_port = DEFAULT_PORT;

mouse_port = DEFAULT_PORT;

# PCIE_6700 with digital output

identity[0] = PCIE_6700;

head[0] = 0; /* display number */

first_output[0] = 0;

clone_output[0]=YES;

resolution0[0] = 2048x2048x60_ISIS_D;

depth0[0] = 16;

resolution1[0] = 2048x2048x60_ISIS_D;

depth1[0] = 16;

对于BARCO显卡还需要修改/etc/rc3.d/下的openwin，打开后openwin文件后，在文件末找到一行：${SERVER―/usr/BARCO_X/bin/X} ― cfpvs6600D_2048x2048 Cac

其中，pvs6600D_2048x2048为调用的驱动文件，将pvs6600D_2048x2048修改为pcie6700D_2048x2048即可。

2.3 系统的工作模式

系统包含两种工作模式：一是自动模式：系统自动轮询，切换显示各个终端屏幕信息；二是手动模式：系统可手动选择需要监控或维护的终端屏幕。在日常维护时，可实现远程开关机操作；在管制申告设备故障时，可直接切换到该屏幕下，实时了解设备的工作状态，提高故障排查和应急处置的效率。

3 结束语

本文通过对屏幕Clone和KVM技术的分析，阐述了如何利用屏幕Clone和KVM技术构建一套空管设备运维辅助系统,并以NVIDIA NVS 290和BARCO PVS6700两种显卡为例，给出了具体的配置方法。本系统的实施可有效弥补空管自动化、航管信息、数字空管、电子进程单等系统监控的不足，在运行维护、设备排故、应急处置等方面发挥重要的作用。

参考文献

[1]陈佳君,李兴来,宋豪.利用KVM集中远程管控系统实现设备安全性[J].硅谷,2011.

[2]姚光华.谈机房管理利器KVM [J].科技情报开发与经济,2008.

作者单位

民航青岛空管站山东省青岛市266108