Mit einem KVM Switch (KVM = Keyboard, Video, Mouse) können mehrere Rechner von einem oder mehreren Arbeitsplätzen aus mit nur einem Keyboard, einem Monitor und einer Maus bedient werden. Der Switch fungiert dabei als Schaltstelle zwischen der Bedienkonsole (Keyboard, Video, Mouse) und den Rechnern oder Servern. Je nach Typ ermöglicht ein KVM Switch auch die gemeinsame Nutzung von USB-Geräten oder Lautsprechern.

Interessant sind KVM Switches zum Beispiel für Programmierer, die zwischen zwei Computern mit unterschiedlichen Betriebssystemen hin- und herschalten müssen, wie zum Beispiel zwischen PC und Mac. Sie sind allerdings auch für den alltäglichen Einsatz im Eigenheim eine Lösung und ermöglichen eine Trennung zwischen dem privaten und geschäftlichen Rechner. Durch den KVM Switch genügen eine Tastatur, ein Monitor und eine Maus, um beide Geräte zu bedienen. Damit sparen Sie Platz, denn in der Regel werden mehr PCs oder Server genutzt, als Benutzer damit arbeiten.

Die meisten KVM Switches besitzen mittlerweile USB-Schnittstellen für Maus und Tastatur, ältere Modelle können noch PS/2-Anschlüsse aufweisen. Für den Anschluss des Monitors stehen als Schnittstellen VGA, DVI, HDMI oder DisplayPort zur Verfügung. Dabei sollte natürlich darauf geachtet werden, dass die Videoanschlüsse auch passend zur vorhandenen Technik ausgewählt werden. Die Anzeige kann einfach über eine Taste umgeschaltet werden.

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Funktionsweise eines KVM Switches

Ein KVM Switch fungiert als elektronischer Schalter zwischen verschiedenen Rechnern und einer Bedienkonsole (Keyboard, Video, Mouse). Dabei wählt der Benutzer den gewünschten Rechner an und der KVM Switch stellt die Verbindung her. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, um zwischen den Rechnern umzuschalten:

  • Durch eine Taste am Gerät
  • Benutzerdefinierte Hotkeys
  • Bei vielen Geräten ist das Umschalten durch zweimaliges Betätigen der „Strg“-Taste möglich.
  • Betätigen der mittleren Maustaste
  • On-Screen-Display-Menüs (OSD)

Eine Lösung über das OSD-Menü ist einerseits zwar die angenehmste Methode, andererseits aber auch die aufwändigste. In Kombination mit einem Hotkey wird ein Menü eingeblendet, über das alle verfügbaren Rechner angezeigt und angewählt werden können. OSD-Menüs werden vor allem in Geräten ab 16 Ports eingesetzt.

Um zu überprüfen, auf welcher Einheit man sich gerade befindet, sind auf dem KVM Switch mehrere Kontrollleuchten angebracht, die die jeweils aktive Verbindung anzeigen. Soll zwischen verschiedenen Rechnern gewechselt werden, ist das Umschalten also entweder automatisch oder durch eine Tastenkombination möglich.

Welche Vorteile bringt ein KVM Switch?

Der Einsatz von KVM Switches bringt mehrere Vorteile mit sich:

  • Kostenreduzierung

Sie benötigen nicht mehr für jeden Rechner eigene Ein- und Ausgabegeräte. Eine Tastatur, eine Maus und ein Monitor reichen, um verschiedene Rechner zu bedienen. Per Eingabebefehl kann so zwischen mehreren Arbeitsplätzen umgeschaltet werden, der Kauf weiterer Hardwaregeräte wird überflüssig.

  • Weniger Platzbedarf

Durch den Wegfall von Tastatur, Maus und Monitor werden nicht nur Kosten reduziert, sondern auch der Platzbedarf. Schon bei zwei Rechnern macht sich der Einsatz eines KVM Switches bemerkbar, wenn statt zwei Tastaturen, zwei Mäusen und zwei Monitoren nur noch jeweils ein Gerät benötigt wird.

  • Schonung des Klimas

Monitore erzeugen Wärme, die in Büros oft durch den Einsatz von Klimageräten neutralisiert wird. Durch den Einsatz von weniger Monitoren wird die erzeugte Wärme reduziert und auch die Klimatisierungskosten der Büroräume sinken. Außerdem lässt sich durch die Verwendung eines KVM Switches auch Strom sparen, denn weniger Monitore verbrauchen weniger Strom und erzeugen ebenfalls weniger Wärme, die Klimageräte benötigen weniger Leistung. Damit wird nicht nur gespart, sondern gleichzeitig auch die Umwelt geschont.

  • Einfachere Wartung

Durch den Einsatz eines KVM Switches wird nicht nur die Anzahl der verwendeten Geräte verringert, sondern auch die der benötigten Kabel. Durch die Reduzierung der Geräte sinkt auch der Wartungsaufwand.

KVM Switches – Möglichkeiten, Varianten, Ausführungen

KVM Switches sind in vielfältigen Ausführungen erhältlich, die sich in der Anzahl von Anschlussmöglichkeiten unterscheiden. Es gibt beispielsweise 2-Port, 16-Port oder sogar bis zu 288-Port-Lösungen, wie zum Beispiel der Draco tera 288. Heute bieten die meisten Hersteller auch KVM Switches an, die sich kaskadieren lassen.

Exkurs: KVM Switch kaskadieren

Zum einfacheren Verständnis lässt sich das Wort Kaskade durch seinen Ursprung erklären: Im französischen und italienischen bedeutet cascade/cascata „Wasserfall“. Bei einer Kaskade läuft das Wasser über mehrere Becken nach unten. Ist die oberste Schale voll, läuft es in die nächste, usw.

Beim Kaskadieren von KVW-Switches muss man zwischen Single-User und Multi-User-Switches unterscheiden. Bei Kaskadierung eines Single-User-Switches geht es darum, dem Nutzer mehr Rechner zur Verfügung zu stellen, als der Switch an Ports besitzt. So schließt man an einen Port des ersten Switchs (Master), sogenannten Root- oder Base-Switches (auf Level 1), einen weiteren an (Level 2). Werden mehr Rechner benötigt, können entweder an den Root-Switch weitere Geräte angeschlossen werden, oder auf die Geräte an Level 2 die sogenannten Slaves. Das ließe sich auch auf weiteren Ebenen fortführen, viele Systeme unterstützen dabei zwei bis vier Kaskadierungsebenen.

Bei Kaskadierung eines Multi-User-Switches gestaltet sich das Prozedere komplizierter. Möchten mehrere Nutzer auf dem nachgeschalteten Switch arbeiten, werden so viele Verbindungskabel auf Rechner oder Switches verlegt, wie benötigt werden. Der Switch verwaltet diese Verbindungen selbständig. Möchte ein Nutzer nun auf eine Leitung zugreifen, die besetzt ist, leitet der Switch ihn automatisch weiter an die nächste. Gibt es keine freie Leitung, wird der Nutzer informiert und muss so lange warten, bis eine Leitung frei geworden ist.

In beiden Fällen empfiehlt sich die Bedienung über OSD-Menüs.

Wer am Arbeitsplatz mit mehreren Bildschirmen arbeitet, dem stehen spezielle KVM Switches zur Verfügung, die Dual-Video, Triple-Video oder Quad-Video bieten.

Matrix- und Multi-User-KVM Switches

Werden größere Lösungen benötigt, wie beispielsweise in Rechenzentren, gibt es sogenannte Matrix- oder Multi-User KVM-Switches. Sie verbinden mehrere Start- und Endpunkte miteinander. Diese Systeme ermöglichen es mehreren Nutzern, zwischen allen Servern hin- und herschalten zu können. Oftmals ist dabei der parallele Zugriff mehrerer Nutzer auf einen Rechner nicht gewollt, was sich durch eine dementsprechende Konfiguration der Einstellungen vermeiden lässt.

Damit sich die Nutzer beispielsweise bei einem Wechsel der jeweils verwendeten Rechner auf andere Recheneinheiten nicht blockieren, gibt es die sogenannte non-blocking KVM Matrix. Sie ermöglicht ein paralleles hin- und herschalten verschiedener Nutzer zwischen mehreren Rechnern, ohne einander dabei zu behindern.

Zu beachten gilt es, dass bei der Verwendung von Multi-User-Switches die Anzahl der Benutzer in der Regel von vornherein festgelegt ist und auch nicht erhöht werden kann. Ein 8×32 Port KVM Switch ermöglicht also acht Nutzern den Zugriff auf 32 Einheiten.

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CATx KVM Switch

Auch CATx basierte KVM Switches eignen sich gut für den Einsatz in Rechenzentren. Sie ermöglichen die Einrichtung eines separaten Benutzerplatzes außerhalb der Serverräume. Der Nutzer kann so von seinem Arbeitsplatz verzögerungsfrei und ohne Einschränkungen auf den Server zugreifen.

Trotz der Bezeichnung als CATx KVM Switch (das x steht für die Kabelgüte, CAT5, CAT6 oder CAT7) funktionieren die Systeme nicht über ein Netzwerk. CATx beschreibt lediglich die Kabelgüte des Übertragungskabels.

Exkurs: Netzwerkkabel

AWG steht für American Wire Gauge. Gemeint ist damit die Größe der verwendeten Drähte. Die codierte Nummer steht dabei für den Durchmesser eines Drahtes. AWG 24 steht dabei für einen Drahtdurchmesser von 0,51 Millimeter, AWG 23 für einen Durchmesser von 0,57 Millimeter.

CAT5-Kabel sind die am häufigsten bei Installationen genutzten Kabel. Sie bieten sich zur Signalübertragung von hohen Datenübertragungsraten an und für eine Betriebsfrequenz von 100 MHz ausgelegt.

CAT6-Kabel sind im Vergleich zu CAT5-Kabeln für höhere Betriebsfrequenzen von bis zu 250 MHz ausgelegt. Hier gilt zu beachten, dass mit der Länge das Kabels allerdings auch die mögliche Übertragungsgeschwindigkeit abnimmt. Die Übertragungsdistanz ist hier nur auf etwa 100 Metern möglich. Verwendet werden CAT6-Kabel vorzugsweise bei ATM- (Daten, Sprache, Video) oder Multimedia-Netzen.

CAT7-Kabel ermöglichen eine Betriebsfrequenz von bis zu 600 MHz. Das besondere an diesen Kabeln ist, dass sie jeweils vier voneinander abgeschirmte Aderpaare innerhalb eines Schirms besitzen. Sie eignen sich hervorragend für ein 10 Gigabit Ethernet.

Vor dem Kauf eines passenden Kabels sollte erst einmal definiert werden, welches Kabel für den geplanten Einsatz das passende ist. Hier lohnt es sich, Preise und Hersteller zu vergleichen.

Zu beachten gilt: Statt USB-, DVI-, VGA- oder PS2-Schnittstellen haben CATx KVM Switches eine RJ45 Buchse pro Rechner. Damit wird eine Übertragung aller Schnittstellen eines Rechners über ein einziges handelsübliches CATx Kabel in Verbindung mit einem Dongle ermöglicht. Die Übertragung zwischen CATx KVM Switch und Dongle erfolgt mit einem proprietären Protokoll, es handelt sich also nicht um eine netzwerfähige Umsetzung.

Vorteil dieses Systems ist der verringerte Einsatz von Kabeln im Serverschrank. Entfernungen können so einfach mit einem dem Einsatz entsprechenden Netzwerkkabel überbrückt werden. Dabei sollte allerdings beachtet werden, dass beim Einsatz eines KVM Switchs nur Kabellängen von bis zu fünf Metern empfehlenswert sind. Bei größeren Distanzen leidet in aller Regel die Qualität des Videosignals. Mit einer guten Planung und dem Einsatz von qualitativ hochwertigen Materialen können allerdings auch Entfernungen von bis zu zehn Metern überbrückt werden. Um die Längenbeschränkungen der verwendeten Übertragungsmedien zu erweitern, sind KVM-Extender vonnöten.

Besonders nachteilig wirken sich Störquellen wie Magnetfelder oder Stromkabel auf die Übertragung aus.

Wichtiges zur Installation:

  • Bei der Installation von CATx KVM Switches sollten immer Installationskabel mit einem starren Innenleiter verwendet werden.
  • Auch wenn CAT7 Kabel auf den ersten Blick „am besten“ erscheinen, sind CAT5 Kabel wesentlich besser für die Übertragung von analogem Video geeignet.
  • Auch die Übertragung über Glasfaser funktioniert bei Einsatz von KVM-Switches nicht.
  • Bei den verwendeten Kabeln sollte auf die AWG-Angabe geachtet werden. Sie beeinflusst die Bandbreite, mit der die Daten übertragen werden. Es sollte AWG23 oder AWG24 verwendet werden – sie bieten auch bei Full HD eine verlust- und verzögerungsfreie Übertragung.
  • Übergänge, wie Wanddosen, Patchfelder oder Kupplungen, sollten möglichst vermieden werden.

KVM Management Systeme

Durch den Einsatz von KVM Management Systemen können alle Zugänge zu Computern über KVM over IP Geräten zusammengefasst werden. Veranschaulicht wird das in einer eigenen Benutzeroberfläche, in der jeder Administrator nur die Rechner sieht, für die er verantwortlich ist.

KVM Splitter

Eine andere Erweiterungsmöglichkeit ist ein KVM-Splitter. Dort können mehrere KVM Konsolen an einen Rechner angeschlossen werden. Damit ist er über mehrere Arbeitsplätze erreichbar.

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KVM over IP Switch

Mithilfe eines KVM Switches ist es auch möglich, von außerhalb des firmeninternen Netzwerkes in Echtzeit vollen Zugang auf die Rechner zu erhalten. Einige Hersteller ermöglichen es auch, die Rechner über den Switch ein- und auszuschalten. Ein KVM over IP Switch ermöglicht es während des Hochfahrens auch, von außerhalb voll auf das BIOS zuzugreifen und dort nötige Änderungen vorzunehmen. Er kann damit als Notfallsystem eingesetzt werden, wenn auf die Software nicht mehr zugegriffen werden kann.

Bei der Auswahl des richtigen KVM over IP Switches ist es wichtig, auf Zuverlässigkeit, hohe Verschlüsselungsmöglichkeiten und eine geringe Bandreiten-Auslastung zu achten. Das Gerät sollte außerdem unabhängig von Plattformen betreibbar sein, damit ein Zugriff von verschiedenen Systemen aus möglich ist.

Unterstützte Betriebssysteme

Aktuelle Modelle von KVM over IP Switches bieten Virtual Media als optionales Feature an. Dieses ermöglicht die Übertragung zwischen Rechner und Remote-Server, womit viele Aufgaben von einem Arbeitsplatz aus erledigt werden können. Der Vorteil dabei ist, dass weder die verwendete Plattform noch das Betriebssystem eine Rolle spielen.

Erhältlich sind KVM over IP Switches beispielsweise mit DVI Video oder VGA Schnittstellen und auch mit Remote Media Transfer.

Zu beachten gilt, dass ein KVM Switch in der Rege als Wartungslösung eingesetzt wird und nicht für High-End-Videoverteilung über IP geeignet ist.

Beim Zugriff auf einen KVM over IP Switch wird das Videosignal des Servers gegrabbt und verschlüsselt. Auf dem Bildschirm des Administrators wird so ein Rechner als Clientsystem zugeschaltet. Über den Browser wird die IP-Adresse des KVM Switches eingegeben und der Login erscheint. Nach erfolgreichem Einloggen startet die Konsole für die Video- und Zugriffsübertragung. Hier kommt wieder die plattformunabhängige Komponente ins Spiel, damit von jedem System aus agiert werden kann.

Damit die Übertragung möglichst problemlos funktioniert, werden die Signale stark komprimiert, was allerdings zu Rucklern und Verzögerungen führen kann.

KVM over IP auf Servermainboards

Der Vollständigkeit halber seien auch diese Varianten erwähnt. Verschiedene Hersteller bieten in Zusammenarbeit mit großen Mainboardherstellern mittlerweile KVM over IP Chipsätze an. Allerdings ist der Einsatz dieser Lösung wegen anhaltender Änderungen in der Hardware-Architektur und den damit verbundenen Anforderungen problematisch. Außerdem kann bei Verwendung dieses Systems immer nur ein Hersteller, oftmals sogar nur eine spezielle Serie, genutzt werden.

Es ist also empfehlenswerter, plattformunabhängige KVM over IP Switches einzusetzen.

DVI, HDMI und DisplayPort KVM Switch

Wenn es bei der Übertragung auf perfekte Videoqualität ankommt, ist ein DVI, HDMI oder DisplayPort Switch die beste Lösung.

Vorteile eines DVI oder HDMI Switches sind die Unterstützung und Weitergabe aller USB-Eingabegeräte, sowie ein reibungsloses und schnelles Umschalten. Dabei ist der HDMI lediglich die logische Weiterentwicklung des DVI Switches. Trotz der Abwärtskompatibilität der Systeme sind sie noch nicht ganz einheitlich. Die Lösung stellt die Adaption von HDMI KVM Switches dar.

DisplayPort KVM Switches haben dagegen den Vorteil, dass keine Hersteller-Lizenzgebühren anfallen. Auch hier ist die Übertragung von Audio- und Videosignalen hochauflösend möglich.

Kauf von KVM Switches

Beim Kauf von KVM Switches sollte auf die Qualitätsprodukte namhafter Hersteller zurückgegriffen werden. Dort sind die Anschaffungskosten zwar meist höher, doch es zeigt sich immer wieder: Wer billig kauft, muss oft zweimal in die Tasche greifen.

Beim Kauf eines KVM Switches sollten Sie also nicht beim günstigsten System zugreifen, sondern andere Entscheidungskriterien walten lassen:

  • Qualität durch moderne Fertigung und Qualitätskontrollen
  • Verlässlichkeit
  • Hilfsbereiter Support und Service auf Deutsch
  • Entgegenkommen des Herstellers bei einem Vorabaustausch
  • Vergleichbare Produkte
  • Leistungsmerkmale
  • Preis

Gängige Systeme und Hersteller

·         Adder

·         Aten

·         Belkin

·         Guntermann & Drunck

·         Extron

·         Gefen

·         Ihse

·         kvm-tec

·         Oxca

·         Raritan

·         Rextron

·         Uniclass

Bei der Verwendung eines KVM Switches spielt das Thema Sicherheit natürlich eine große Rolle. Ein KVM Switch besitzt von Werk aus bereits eingebaute Sicherheitsfunktionen, die einen unbefugten Zugriff von außen ausschließen. Dabei muss der KVM Switch dennoch über große Entfernungen steuerbar sein. Bei besonders hohen Entfernung kommen Laufzeitendifferenzen ins Spiel, die zu Farbverfälschungen und Verzerrungen auf dem Display führen.

Diese Signalverzögerung wird Skew-Effekt genannt. Auf dem Bildschirm werden alle dargestellten Farben aus Rot, Grün und Blau zusammengesetzt. Durch die Verdrillung des Kabels wird das Farbsignal, das zuerst ankommt, in Richtung linker Bildschirmseite verzerrt. Das Signal, das später ankommt, wandert nach rechts. Das kann dazu führen, dass ein normales, schwarzes Schriftzeichen verschwommen dargestellt wird und Farbränder sichtbar werden. Durch den Einsatz von KVM Extendern können diese Skew-Effekte reduziert, bzw. kompensiert werden.

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