BMC全稱為基板管理控制器(Baseboard Management Controller),是用于監(jiān)控和管理服務(wù)器的專用控制器,主要4個功能如下:
①設(shè)備信息管理:記錄服務(wù)器信息(型號、制造商、日期、各部件生產(chǎn)和技術(shù)信息、機箱信息、主板信息等)、BMC信息(服務(wù)器主機名、IP、BMC固件版本等信息);
②服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控管理:對服務(wù)器各個部件(CPU、內(nèi)存、硬盤、風(fēng)扇、機框等)的溫度、電壓等健康狀態(tài)進行檢測,同時根據(jù)各個溫度采集點情況實時調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速保證服務(wù)器不產(chǎn)生過溫、而且控制總體功耗又不能過高;如果單板部件出現(xiàn)任何異常則通過SNMP協(xié)議、SMTP協(xié)議、Redfish協(xié)議等多種業(yè)界通用規(guī)范將信息及時上報給上層網(wǎng)管;
③服務(wù)器的遠程控制管理:服務(wù)器的開關(guān)機、重啟、維護、固件更新、系統(tǒng)安裝等;
④維護管理:日志管理、用戶管理、BIOS管理、告警管理等。
BMC是一款服務(wù)器接通電源起始即運行的軟件,運行在服務(wù)器上一款單獨的ARM芯片上,這個ARM芯片就是BMC軟件的CPU,同時會芯片外圍會配置自己的RAM、Flash等器件,只要服務(wù)器插上電源線,BMC軟件便快速運行起來。BMC是一個獨立的系統(tǒng),它不依賴與系統(tǒng)上的其它硬件(比如CPU、內(nèi)存等),也不依賴與BIOS、OS等,但是BMC可以與BIOS和OS交互,這樣可以起到更好的平臺管理作用,OS下有系統(tǒng)管理軟件可以與BMC協(xié)同工作以達到更好的管理效果。所以可以看出來:
- BMC是一個獨立于服務(wù)器系統(tǒng)的小型操作系統(tǒng)。作用是實施服務(wù)器遠程控制管理、監(jiān)控等功能。
- BMC是集成在主板上或者通過PCIE等各種形式插在主板上的一個芯片,對外表現(xiàn)形式只是一個標準的RJ45網(wǎng)口,擁有獨立的IP。
BMC分為BMC芯片和BMC固件兩部分。
- BMC芯片是集成在主板上的芯片或以PCIE等形式插在主板上的一個器件。
- BMC固件(firmware)是運行在BMC芯片上的軟件程序。
全球第一大服務(wù)器BMC芯片供應(yīng)商-臺灣Aspeed公司于2019年推出針對服務(wù)器的AST2000系列產(chǎn)品中最新一代的BMC芯片AST2600。AST2600與廣泛使用的上一代AST2500的比較如下圖所示??梢钥闯鰜?,BMC芯片包括ARM核心芯片和DDR內(nèi)存。AST2600芯片中有兩個Arm Cortex A7主核心,一個Arm Cortex M3嵌入式核心,采用28nm工藝制程,有助于減少芯片功耗,2GB DDR4內(nèi)存容量也有助于安全管控功能的實施。AST2600芯片可以對外提供4個1GbE以太網(wǎng)口,相比AST2500多增加了3個。這將可以使得帶外管理(Out-of-Band)、低速管理控制等網(wǎng)口都直接從AST2600 BMC芯片上引出,不用再占據(jù)南橋(PCH)芯片的資源,從而留出更多的高速數(shù)據(jù)平面的資源。
- 國際規(guī)范:
BMC支持行業(yè)標準的 IPMI 規(guī)范。IPMI 是獨立于主機系統(tǒng) CPU、BIOS/UEFI 和 OS 之外,可獨立運行的板上部件,其核心部件即為 BMC。IPMI是一組交互標準管理規(guī)范由 Intel、HP、Dell 和 NEC 公司于1998年9月16日共同提出,主要用于服務(wù)器系統(tǒng)集群自治,監(jiān)視服務(wù)器的物理健康特征,如溫度、電壓、風(fēng)扇工作狀態(tài)、電源狀態(tài)等。同時,IPMI 還負責(zé)記錄各種硬件的信息和日志記錄,用于提示用戶和后續(xù)問題的定位。目前IPMI 已經(jīng)為超過 200 多家計算機供應(yīng)商所支持。該規(guī)范描述了已經(jīng)內(nèi)置到主板上的管理功能。這些功能包括:本地和遠程診斷、控制臺支持、配置管理、硬件管理和故障排除。
BMC管理子系統(tǒng)基于智能帶外管理接口(IPMI)已從1.0版本升級至2.0版本,增強了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的安全與加密功能。此外,基于Web的用戶界面(Web UI),遠程桌面顯示和操控界面(KVM)和虛擬介質(zhì)(Virtual Media)等技術(shù)的出現(xiàn)大大加強了服務(wù)器的遠程監(jiān)控和部署管理的易用性和靈活性。
- 國內(nèi)規(guī)范:
中國電子學(xué)會于2020年4月30日組織召開《服務(wù)器基板管理控制器(BMC)帶外管理功能和性能要求》中國電子學(xué)會的團體標準啟動會及提綱討論會,正式啟動該項標準的研制工作。7月10日,公開征求意見稿。
服務(wù)器內(nèi)部的先天安全缺陷主要就來源于BIOS與BMC,保證兩個方面的安全,則可以最大限度杜絕最基礎(chǔ)的安全隱患。這需要服務(wù)器廠商自己有更高的自我要求與自主的技術(shù)實現(xiàn)能力,以杜絕外界通用部件以及國外組件可能存在的安全隱患。
據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)服務(wù)器廠商主要包括:浪潮、曙光、聯(lián)想等,他們絕大多數(shù)的服務(wù)器產(chǎn)品都在使用Aspeed BMC芯片 AMI BMC固件的組合來對服務(wù)器進行狀態(tài)監(jiān)控和遠程控制。為了使國產(chǎn)服務(wù)器真正可控,國內(nèi)不少企業(yè)在這一領(lǐng)域進行深入研發(fā),并研發(fā)出來可替代基于國產(chǎn)BMC固件的產(chǎn)品。
隨著自主可控服務(wù)器的不斷發(fā)展,國內(nèi)各大服務(wù)器廠商也在其國產(chǎn)服務(wù)器產(chǎn)品中使用Aspeed BMC芯片 中電科技的昆侖BMC固件的解決方案,目前已有多款服務(wù)器產(chǎn)品量產(chǎn)出貨。此外,華為也在其服務(wù)器上使用自研自用的華為BMC芯片 華為BMC固件,消除了BMC安全隱患。除了實現(xiàn)BMC固件自主,國內(nèi)的龍芯、飛騰、申威和CETC32所等芯片廠商也已經(jīng)開始研究設(shè)計BMC芯片,用來取代Aspeed的BMC芯片產(chǎn)品,預(yù)計2021年會有相應(yīng)芯片產(chǎn)品面世。
據(jù)悉,中電科技已經(jīng)將其昆侖BMC固件成功的運行在了龍芯1A處理器芯片上,大部分BMC功能已在龍芯1A的平臺上得到實現(xiàn)。預(yù)計中電科技將在2021年推出基于國產(chǎn)專用BMC芯片的昆侖BMC產(chǎn)品,真正實現(xiàn)對國外BMC產(chǎn)品的完整替代。
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