COM-HPC intègre IPMI pour améliorer la qualité de service pour les serveurs Edge

PICMG a lancé une spécification d'interface COM-HPC pour la gestion des plates-formes de systèmes embarqués. L'objectif est d'aider les ingénieurs de serveurs de périphérie à gérer les systèmes à distance. Par exemple, si un système est bloqué, un administrateur informatique peut appuyer sur réinitialiser avec le même effet que s'il s'était rendu dans une usine ou sur un autre site. La spécification cible les conceptions d'ordinateurs de pointe basées sur des ordinateurs sur modules COM-HPC en vue de simplifier la maintenance et d'améliorer la qualité de service.

Les capacités de gestion à distance – jusqu'à et y compris la gestion hors bande – sont des fonctionnalités standard pour les administrateurs informatiques. Ces capacités englobent la surveillance des fonctionnalités du système, l'installation de nouvelles mises à jour et correctifs, et la résolution des problèmes sans être physiquement présent dans les salles de serveurs.

Il est de pratique courante pour de nombreux fournisseurs de services informatiques d'accéder à distance aux serveurs sur site des clients ou de les héberger quelque part dans le cloud. Les capacités de gestion à distance prenant en charge cette pratique éprouvée s'étendront aux technologies de couche de serveur de périphérie et de passerelle avec l'arrivée de la nouvelle spécification d'interface PICMG COM-HPC (Figure 1). La numérisation et l'IIoT, les technologies de couche de serveur de périphérie et de passerelle nécessitent des capacités de gestion à distance pour combler l'écart entre l'informatique de niveau professionnel et la technologie opérationnelle (OT) de niveau industriel.

Figure 1. La norme COM-HPC est conçue pour la nouvelle couche informatique de pointe, qui est distribuée. Les fournisseurs de services pour cette nouvelle couche informatique ont donc besoin de fonctionnalités complètes de gestion à distance similaires aux équipements distribués sur site ou dans le cloud.

Les ingénieurs qui conçoivent des plates-formes de couche périphérique basées sur des ordinateurs sur modules souhaitent généralement implémenter ces capacités d'une manière qui peut être adaptée à des demandes spécifiques. Pour répondre à ce besoin, PICMG a introduit une sous-spécification COM-HPC pour la gestion du système. Afin de ne pas réinventer la roue, certaines parties de la sous-spécification COM-HPC s'appuieront sur la spécification IPMI (Intelligent Platform Management Interface).

Examinons plus en profondeur la sous-spécification COM-HPC dédiée à l'interface de gestion du système pour comprendre comment elle profite aux conceptions COM-HPC.

La longévité et la stabilité comptent

Le travail d'amélioration de la qualité de service des serveurs de périphérie a été confié à IPMI car il existe depuis 1998, a atteint un état robuste à la suite de révisions supplémentaires publiées en 2001 et 2004, et bénéficie d'une acceptation générale. Le sous-comité PICMG a également utilisé la spécification Redfish, qui est basée sur une API RESTful (Representational State Transfer) et continue de publier de nouvelles fonctionnalités.

La spécification IPMI définit les protocoles, les interfaces et l'architecture pour surveiller et gérer un sous-système informatique (Figure 2). IPMI standardise le format de description du matériel de bas niveau ainsi que le format d'envoi et de réception des messages d'un contrôleur de gestion de carte (BMC).

Figure 2. Les appels IPMI peuvent être envoyés via le réseau à un système distant ou à un sous-système local. Dans la plupart des cas, la modularité d'un système est une raison pour étendre les fonctions IPMI également aux sous-systèmes, tels que les ordinateurs sur modules.

Les messages IPMI peuvent être envoyés via le réseau vers le BMC d'un système distant ou depuis un BMC vers un sous-système local, tel qu'une alimentation électrique. Cette polyvalence en matière d'envoi de messages IPMI permet de diviser des tâches administratives complexes en plusieurs sous-zones.

Les messages peuvent interroger l'état actuel du matériel ou ordonner au BMC d'agir - par exemple, demander au BMC d'augmenter le refroidissement du système, dire au système de redémarrer ou lire un capteur. Permettre aux tâches de gestion d'être déchargées sur un composant matériel physique dédié réduit la charge sur le matériel hôte et le système d'exploitation. La spécification IPMI dissocie également la gestion du système de la plate-forme cible afin que les fonctions de gestion du système puissent être lancées même lorsque la plate-forme cible est en panne.

Toutes ces fonctions ont fait de la spécification IPMI un standard de facto pour la gestion du matériel serveur. La longévité de la spécification est assurée car les développeurs de la spécification ont délibérément gardé les commandes requises très simples, ne laissant aucune place au malentendu.

Le cadre flexible de la spécification IPMI permet d'ajouter de nouvelles fonctions réseau (NetFn) et des instructions au-delà des commandes obligatoires et facultatives de la spécification d'origine. Divers groupes de travail de l'industrie ont déjà profité de cette liberté et ont défini leurs propres fonctions et commandes réseau spécifiques pour gérer les technologies et les fonctionnalités qui n'avaient pas été envisagées lors de la création de la spécification.

De nombreuses options de gestion à distance

Pour les systèmes Computer-on-Modules, le cadre flexible simplifie les ajustements nécessaires pour ajouter la gestion à distance. Un ajustement concernait l'EEPROM embarquée COM-HPC (EEEP). L'EEEP contient des informations sur les fournisseurs, les emplacements mémoire, les capacités de mise en réseau, etc. La plupart de ces informations sont les mêmes que celles stockées dans l'unité remplaçable sur site (FRU) IPMI. Pour éviter de dupliquer ces données, les fonctionnalités de gestion à distance COM-HPC incluent des recommandations sur la manière dont un périphérique IPMI doit remplir la FRU avec les informations contenues dans le périphérique EEEP.

Compte tenu du large éventail de marchés pour les modules COM-HPC, y compris les centres de données distants, les serveurs Fog/edge et les installations distantes, il est important de disposer d'une gamme flexible d'options de gestion à distance. Les développeurs ont également dû tenir compte du fait que la norme spécifie des niveaux de maturité très différents de la prise en charge IPMI des modules et des cartes porteuses.

Les niveaux de maturité IPMI des modules vont des modules non gérés (M.U) et des modules gérés de base (M.B) aux modules entièrement gérés (M.F). Les niveaux des cartes porteuses vont des cartes porteuses non gérées (C.U) aux cartes porteuses gérées (C.M). Les différences sont expliquées en détail dans la spécification, mais ce qui est le plus important à savoir à ce stade est que tous ces modules et cartes de support restent interopérables.

La spécification COM-HPC IPMI permet à tous les types de cartes porteuses de fonctionner correctement avec tous les types de modules.

Gestion et contrôle flexibles des plateformes

Le sous-comité PICMG COM-HPC IPMI s'est rendu compte que les divers scénarios où des fonctionnalités de gestion de base étaient nécessaires ne seraient pas servis par une solution unique. Ainsi, plusieurs combinaisons de conception de module et de support sont disponibles pour des tâches telles que la mise sous et hors tension du système ou l'indication au système d'obtenir des informations sur le réseau.

Par exemple, lorsque vous travaillez avec une seule carte porteuse avec jusqu'à quatre modules, il est plus efficace pour chaque module d'avoir des capacités de gestion complètes indépendantes. Cependant, un scénario différent pourrait bénéficier d'une implémentation IPMI à part entière sur la carte porteuse, permettant la personnalisation pour des fonctions spécifiques, que le module soit géré ou non géré (Figure 3).

Figure 3. Les modules et les cartes de support peuvent avoir différents niveaux de maturité de prise en charge IPMI mais resteront interopérables les uns avec les autres, permettant diverses configurations de système - d'un seul opérateur non géré avec quatre modules gérés, à un opérateur géré avec des modules non gérés.

Il y aura toujours des concepteurs de systèmes qui ne voudront pas de fonctionnalités de gestion. Et il y aura toujours des concepteurs de systèmes qui voudront des fonctionnalités de gestion minimales. Il était donc important de prioriser l'interopérabilité entre tous les niveaux de gestion des modules. Mais il était également essentiel que les concepteurs aient accès à autant de ressources que possible.

Plus l'accès aux ressources système lui est accordé, plus l'IPMI devient puissant. Cette relation entre l'accès et la puissance est la raison pour laquelle la nouvelle spécification COM-HPC possède des interfaces spécifiques qui fournissent les fonctionnalités de gestion de système les plus complètes. Le premier d'entre eux est l'interface IPMB (Intelligent Platform Management Bus), qui permet à une carte porteuse BMC d'accéder au contrôleur de gestion de module (MMC).

Mais la spécification ne se limite pas à ce bus. Une nouvelle interface spécifiquement pour une carte porteuse BMC est la voie PCI Express distincte dédiée, qui inclut et pilote un contrôleur graphique.

Les interfaces supplémentaires dédiées à l'utilisation par IPMI sont une interface I2C, des ports USB et les commandes du bouton d'alimentation. Grâce à ces canaux IPMI dédiés, également accessibles à distance via BMC, les administrateurs système peuvent contrôler la quasi-totalité du comportement de la plate-forme pour une meilleure qualité de service, un temps d'arrêt minimum et une maintenance à distance la plus efficace.

Pour donner quelques exemples :

• L'interface I2C peut être utilisée pour accéder aux données EEEP sur le module.
• Les ports USB peuvent être utilisés pour émuler des périphériques USB, tels qu'un clavier et une souris ou un lecteur de DVD.
• Les commandes d'alimentation peuvent être utilisées pour allumer/éteindre le système à distance.
• Les commandes d'alimentation peuvent être utilisées pour retarder le démarrage du système pendant que le BMC effectue une initialisation supplémentaire de la plate-forme.

La nouvelle sous-spécification PICMG COM-HPC ouvre donc la voie à une fonctionnalité complète de gestion de la plate-forme IPMI. Les ingénieurs peuvent commencer à réfléchir aux schémas de conception matérielle pour la mise en œuvre d'IPMI. Dans le même temps, les fournisseurs de modules et leurs partenaires peuvent travailler sur des implémentations BMC et MMC, par exemple en utilisant SP-X et/ou un micrologiciel standard ouvert tel qu'OpenBMC (Figure 4).

Figure 4. Les premiers modules clients congatec COM-HPC disponibles sur le marché sont équipés de 11 variantes de processeurs Intel Xeon, Core et Celeron (noms de code Tiger Lake U et Tiger Lake H). Le kit de démarrage congatec avec carte support eval et solution de refroidissement est déjà disponible fonctionnellement validé. Les variantes d'implémentation COM-HPC PMI spécifiques au client sont prises en charge à la demande.

OpenBMC est une distribution Linux pour les contrôleurs de gestion utilisés dans les serveurs, les commutateurs haut de rack, les appliances RAID et d'autres périphériques. OpenBMC utilise Yocto, OpenEmbedded, systemd et D-Bus pour une personnalisation facile des plates-formes. Il est entièrement conforme à la norme IPMI 2.0 avec DCMI et propose une gestion de l'hôte telle que l'alimentation, le refroidissement, les voyants, l'inventaire, les événements et le chien de garde.

OpenBMC propose également un large choix d'interfaces allant des interfaces utilisateur KVM distantes, SOL basées sur SSH et basées sur le Web, aux interfaces basées sur REST et D-Bus. Les ingénieurs bénéficient de la simulation matérielle ainsi que des fonctionnalités de test automatisé. La prise en charge de la mise à jour du code pour plusieurs images BMC/BIOS complète l'ensemble de fonctionnalités récent.

Conclusion

Un avantage majeur pour les constructeurs de systèmes est que, même si la spécification PICMG COM-HPC Computer-on-Modules est toute nouvelle, elle inclut des technologies éprouvées de gestion IPMI et Redfish sur lesquelles innover.

Cela donnera certainement un élan à l'acceptation de la nouvelle spécification COM-HPC Computer-on-Modules de PICMG.