KVM 스위치

3. 종류

KVM 스위치는 USB 연결 방식에 따라 여러 유형으로 나뉜다. USB 키보드, 마우스 및 입출력(I/O) 장치는 KVM 스위치에 연결되는 가장 일반적인 장치이다. KVM 스위치는 키보드, 마우스, 터치스크린 디스플레이 등을 포함한 USB I/O 장치(USB-HID = USB 휴먼 인터페이스 장치)를 처리하는 방식이 다른 다양한 핵심 기술을 기반으로 여러 유형으로 나뉜다.

• 제한적*: 지원되지만 USB 재열거를 허용하지 않아 전환 시 긴 지연이 발생할 뿐만 아니라 OS 시스템에 HPD(핫 플러그 장치) 오류가 발생하는 경우도 있음.

• 예*: 채널/포트 간 전환 시 지연 시간 1초 이내.

3. 1. USB 허브 기반 KVM

3. 2. 에뮬레이트된 USB KVM

3. 3. 세미-DDM USB KVM

3. 4. DDM USB KVM

3. 5. KVM+독

4. 작동 방식 및 특징

KVM 스위치는 스위치, 버튼 또는 키보드 핫키(예: Ctrl+Ctrl, Scroll Lock+Scroll Lock)를 통해 컴퓨터 간 전환을 수행한다. 아날로그 KVM 스위치는 비디오 대역폭 용량에 따라 제작되며, 이는 장치의 비용과 품질에 영향을 미친다. CRT 모니터는 평판 디스플레이보다 더 많은 대역폭이 필요하다. KVM 스위치는 모니터의 DDC/EDID 정보를 처리하는 방식에 따라 성능 차이가 발생할 수 있다.^[8][9] 일부 KVM 스위치는 주변 장치 에뮬레이션을 제공하여, 현재 선택되지 않은 컴퓨터에도 연결된 것처럼 신호를 보낸다.

KVM 스위치는 본래 수동적인 기계적 장치로, 단순히 여러 케이블을 연결하는 커넥터 사이를 개폐기로 연결하는 것일 뿐이며, 지금도 그러한 기기는 매우 저렴하게 판매되고 있다. 기계식 스위치는 일반적으로 노브를 돌려 컴퓨터를 전환한다. 이러한 KVM 스위치는 그다지 많은 수의 컴퓨터를 연결할 수 없으며, 보통 2대에서 4대 정도이며, 기껏해야 12대가 한계이다. 최근에는 기계식 스위치 대신 능동적인 전자 회로를 사용하여 더 많은 컴퓨터를 연결할 수 있게 되었다.

기계식 KVM 스위치의 문제점은, 어떤 시점에서 키보드 등에 연결되어 있지 않은 컴퓨터에서는 키보드나 마우스가 분리된 것처럼 보인다는 점이다. 일반적으로 이것은 문제가 되지 않지만, 머신의 부팅 시 키보드나 마우스가 연결되지 않은 것을 감지하면 부팅이 실패하거나, 예상치 못한 구성 (예: 마우스 없음 상태)으로 시작될 수 있다. 따라서 기계식 KVM 스위치는 머신이 자동으로 재부팅되는 상황에는 적합하지 않다.

많은 능동 (전자식) KVM 스위치는 주변 기기 에뮬레이션을 수행하며, 선택되지 않은 컴퓨터에 대해 마치 키보드, 마우스, 디스플레이가 연결된 것과 같은 신호를 보낸다. 따라서 갑작스러운 재부팅에도 대응할 수 있다. 주변 기기 에뮬레이션은 하드웨어가 수행하며, 컴퓨터 측에서 지속적인 신호를 요구하는 경우에도 대응할 수 있다.

기계식 스위치의 경우 흔히 발생하는 문제로, 스위치의 접촉 불량으로 화면 표시가 깨지거나 키 입력을 인식하지 못하는 경우가 있으며, 스위치 노브를 미세하게 움직여야 할 때가 있다.

능동 KVM 스위치의 문제점으로, 신호를 100% 완벽하게 전달하지 못하여 대상 컴퓨터에서 버그와 같은 증상을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 멀티미디어 키보드를 KVM 스위치에 연결한 경우, 컴퓨터 측에서는 멀티미디어 키가 인식되지 않을 수 있다. 또한, Ubuntu와 같은 부팅 시 플러그 앤 플레이에 의한 주변 기기 감지에 강하게 의존하는 OS에서는 디스플레이를 잘못 감지하여 800×600 등 매우 낮은 해상도로 부팅될 수 있다.

HDMI, DisplayPort, 및 DVI 스위치가 제조되었지만, VGA는 산업 및 제조 분야에서 KVM 스위치와 함께 사용되는 가장 일반적인 비디오 커넥터이며, 많은 스위치는 이제 HDMI 및 DisplayPort 커넥터와 호환된다. 아날로그 스위치는 비디오 대역폭 용량에 따라 제작될 수 있으며, 이는 장치의 전반적인 비용과 품질에 영향을 미친다. 일반적인 소비자용 스위치는 최대 200MHz의 대역폭을 제공하여 60Hz에서 고화질 해상도를 지원한다.

아날로그 비디오의 경우 해상도와 주사율이 신호에 필요한 대역폭 양을 결정하는 주요 요인이다. 이러한 요소를 대역폭 요구 사항으로 변환하는 방법은 모호한 부분이며, 이는 부분적으로 아날로그 특성 및 하드웨어 상태에 따라 달라지기 때문이다. 동일한 장비라도 소스 신호의 열화가 증가함에 따라 노후화되면서 더 많은 대역폭이 필요할 수 있다. 대부분의 변환 공식은 안전 마진을 포함하여 필요한 대역폭 양을 근사치로 계산하려고 시도한다. 일반적으로 스위치 회로는 원래 신호 사양에서 요구하는 대역폭의 최대 3배를 제공해야 하는데, 이는 대부분의 신호 손실이 화질과 관련된 신호 범위를 벗어나도록 하기 때문이다.

CRT 기반 디스플레이는 깜박임을 방지하기 위해 주사율에 의존하므로, 일반적으로 유사한 평판 디스플레이보다 더 많은 대역폭이 필요하다.

'''고해상도 및 고주사율 모니터'''는 고급 하이엔드 KVM 스위치(특히 게이밍 PC)의 표준 설정이 되었다.

모니터는 DDC 및 EDID를 사용하여 특정 핀을 통해 전송하여 시스템에 자체를 식별한다. KVM 스위치는 이러한 데이터 전송을 처리하는 다양한 방식을 가질 수 있다.

USB 키보드, 마우스 및 I/O 장치는 KVM 스위치에 연결되는 가장 일반적인 장치이다. KVM 스위치 유형은 KVM 스위치가 키보드, 마우스, 터치스크린 디스플레이 등을 포함한 USB I/O 장치를 처리하는 방식이 다른 다양한 핵심 기술을 기반으로 한다.

KVM 스위치의 종류는 다음과 같다.

• '''USB 허브 기반 KVM:''' ''열거형 KVM 스위치'' 또는 ''USB 스위치 선택기''라고도 하며, 연결/공유된 USB 장치는 KVM이 다른 대상 시스템/포트로 전환될 때마다 전체 초기화 프로세스(USB 열거)를 거쳐야 한다. 다른 포트로의 전환은 USB 장치를 대상 시스템에 물리적으로 연결하고 뽑는 과정과 유사하다.
• '''에뮬레이션 USB KVM:''' 전용 USB 콘솔 포트는 각 연결/대상 시스템에 특수 USB 키보드 또는 마우스 스위칭 제어 정보를 에뮬레이션하도록 할당된다. 에뮬레이션 USB는 키보드 핫키와 마우스 스위칭을 가능하게 하는 즉각적이고 안정적인 스위칭 동작을 제공한다. 그러나 이 KVM 스위치 유형은 일반 에뮬레이션만 사용하므로 가장 기본적인 키보드 및 마우스 기능만 지원할 수 있었다. 또한 플랫폼 간 운영 체제와 기본적인 키보드 및 마우스 공유를 허용하는 USB KVM 장치도 있다. ^[4]
• '''세미 DDM USB KVM:''' 전용 USB 콘솔 포트는 모든 USB-HID(키보드 및 마우스 포함)와 함께 작동하지만 연결된 장치의 존재를 모든 대상 시스템에 동시에 유지하지는 않는다. 이 KVM 유형은 DDM(동적 장치 매핑) 기술을 활용한다.
• '''DDM USB KVM:''' 전용 동적 장치 매핑 USB 콘솔 포트는 모든 USB-HID(키보드 및 마우스 포함)와 함께 작동하며 연결된 장치의 특수 기능과 특성을 각 연결/대상 시스템에 유지한다. 이 KVM 스위치 유형은 연결된 장치의 진정한 특성을 모든 컴퓨터에 동시에 에뮬레이션하여 에뮬레이션 USB 유형 KVM의 답답한 제한 사항을 극복한다. 즉, 이제 최신 키보드와 마우스에서 일반적으로 볼 수 있는 추가 기능 키, 휠, 버튼 및 컨트롤을 사용할 수 있다.^[5]
• '''KVM+독:''' 도킹 스테이션이 내장된 KVM 스위치이다. KVM 스위치와 도킹 스테이션의 두 장치를 결합한다.

5. 필요성 및 활용

KVM 스위치는 단일 키보드, 모니터 및 마우스(KVM)를 사용하여 여러 대의 컴퓨터를 제어하는 데 필요한 데이터 센터의 하드웨어 장치이다.^[6] 데이터 센터 직원은 이 스위치를 통해 랙의 모든 서버에 연결할 수 있다. KVM 스위치는 컴퓨터를 연결하는 다양한 방법을 제공한다. 제품에 따라 스위치는 표준 키보드, 모니터 및 마우스 케이블을 연결할 수 있는 장치에 네이티브 커넥터를 제공할 수 있다. 다른 방법으로는 스위치에서 통합된 연결을 갖는 단일 DB25 커넥터를 사용하여 컴퓨터에 연결되는 세 개의 독립적인 키보드, 모니터 및 마우스 케이블을 사용하는 방식이 있다. 이후에는 키보드, 비디오 및 마우스 케이블을 단일 연장 케이블에 결합한 특수 KVM 케이블로 대체되었다. 이 방식은 KVM 스위치와 연결된 컴퓨터 간의 케이블 수를 줄일 수 있지만, 케이블 비용이 비싸다는 단점이 있다.

컴퓨터 간 전환 방법은 스위치에 따라 다르다. 초기(1988년경)에는 로터리 스위치를 사용했고, 전자 스위치(1990년경)는 푸시 버튼을 사용했다. 1992~1993년에 키보드 핫키 명령이 설계되었다. 오늘날 대부분의 KVM은 핫키 명령(예: Ctrl+Ctrl, Scroll Lock+Scroll Lock, Print Screen 키)을 통해 제어되며, 연결된 컴퓨터 목록을 표시하는 화면 표시 시스템으로 보완되는 경우가 많다.

KVM 스위치는 연결 가능한 컴퓨터 수에 차이가 있다. 전통적인 스위칭 구성은 하나의 장치에 2대에서 64대의 컴퓨터를 연결할 수 있다. 데이지 체인 및/또는 캐스케이드 방식을 통해 상호 연결된 엔터프라이즈급 장치는 주어진 사용자 콘솔에서 512대의 컴퓨터를 지원할 수 있다.^[7]

5. 1. 한국의 활용 사례

5. 2. 일반적인 활용

6. 사용법

사용자는 모니터, 키보드, 마우스를 KVM 장치에 연결하고, KVM 장치와 각각의 컴퓨터를 연결한다. KVM 장치의 단추를 이용해서 컴퓨터 간 전환이 가능하다. 이때 KVM 장치는 컴퓨터에서 장치에 전달될 신호를 바꾸어 준다. 최근에는 일정한 키 조합을 입력하면 자동으로 제어권을 바꿀 수 있는 장비도 있다. 몇몇 KVM 장치들은 연결되지 않은 컴퓨터 쪽으로도 신호를 보내기도 한다. 최근 장비들은 USB 장치나 스피커들을 컴퓨터 사이에서 공유할 수 있게 해 준다.^[6]

KVM 스위치는 연결할 수 있는 컴퓨터 수에 따라 차이가 있다. 전통적인 스위칭 구성은 하나의 장치에 2대에서 64대의 컴퓨터를 연결할 수 있다. 데이지 체인 및/또는 캐스케이드 방식을 통해 상호 연결된 엔터프라이즈급 장치는 주어진 사용자 콘솔에서 동일하게 접근할 수 있는 총 512대의 컴퓨터를 지원할 수 있다.^[7]

7. 소프트웨어 대체

멀티플리시티, 시너지, 배리어(Barrier) 등은 하드웨어 KVM 스위치의 일부 기능을 대체하는 소프트웨어이다. 이러한 소프트웨어는 표준 네트워크 연결을 통해 입력을 전달하여 필요한 전선의 수를 줄인다. 화면 가장자리 스위칭을 통해 마우스를 두 대의 컴퓨터 모니터에서 모두 사용할 수 있다.

Input Director, 시너지, Virtual Network Computing(VNC), teleport, 상용 소프트웨어인 Multiplicity, KaVoom, MaxiVista, PC Anywhere 등은 하드웨어 KVM 스위치를 대체한다. 이들은 소프트웨어로 전환을 수행하며, 사용자의 입력을 일반적인 네트워크를 통해 전송한다. 이는 필요한 배선 수를 줄이고, 화면 전환을 통해 여러 컴퓨터를 사용하고 있다는 사실을 잊게 해주는 장점이 있다.

그러나 이러한 소프트웨어 방식은 몇 가지 문제점이 있다. 각 서버나 컴퓨터에 소프트웨어를 미리 설치해야 하며, 운영 체제(OS)가 동작 중이어야 작동하므로 OS 설치나 BIOS 접근 등에는 사용할 수 없다. 또한, 해당 컴퓨터가 고부하 상태가 되면 접근이 어려워진다.

8. 원격 KVM 장치

원격 KVM 장치는 컴퓨터와 콘솔(키보드, 디스플레이, 마우스)을 비교적 멀리 떨어진 곳에 두는 경우에 사용되며, 크게 로컬 원격 장치와 IP 기반 KVM의 두 가지 유형으로 나눌 수 있다. 로컬 원격 장치는 '''아날로그 KVM'''이라고도 불리며, 주로 건물 내에서 원격 접속을 할 때 사용된다. 반면, IP 기반 KVM은 '''디지털 KVM'''이라고도 불리며, 더 먼 거리에서 접속할 수 있게 해준다.^[10]

8. 1. 로컬 원격 (KVM over USB 포함)

8. 2. KVM over IP (IPKVM)

9. 일본 시장 동향

2019년 이후 일본 내 KVM 스위치 시장 점유율은 엘레콤, 산와 서플라이, 랏토쿠 시스템 순이며, 과거에는 이 외에 버팔로나 코레가 같은 제조사가 거론되었다. (BCN 조사)^[1]

참조

_[1] 웹사이트 A Close Look at Modern Keyboard/Video/Mouse Switching http://www.tron.com/[...] 2012-06-25
_[2] 웹사이트 The Keyboard/Video Switch White Paper http://www.tron.com/[...] 2012-06-25
_[3] 웹사이트 KVM Switches https://autoplay.com[...] 2023-03-13
_[4] 웹사이트 Cross-Platform Semi-DDM USB KVM device https://en.j5create.[...]
_[5] 웹사이트 Technology: USB DDM, DCC, KVMX, DualCoreKVM, FullTime DDC https://connectpro.c[...]
_[6] 웹사이트 KVM Switch Selection Guide http://www.raritan.c[...]
_[7] 웹사이트 Tripp Lite: KVM Buying Guide http://www.tripplite[...]
_[8] 웹사이트 WHDC: Graphics Guide for Windows 7 http://www.microsoft[...] Microsoft 2009-06-12
_[9] 웹사이트 WHDC: Display Guidelines for KVM Switches in Windows 7 http://www.microsoft[...] Microsoft 2009-06-18
_[10] 웹사이트 Understanding the Four Categories of KVM Switches - Raritan https://www.raritan.[...]
_[11] 웹사이트 KVM2USB https://www.epiphan.[...]
_[12] 문서 KVM2USB http://www.epiphan.c[...]
_[13] 문서 KVM Switch White Papers http://www.tron.com/[...]
_[14] 웹사이트 BCN AWARD KVM切替器 https://www.bcnaward[...] BCN 2022-01-01