NVME-Namespace

Namespace

1.概念

NVME SSD主要由SSD控制器，闪存空间和PCIE接口组成，如果把闪存空间划分成若干个独立的逻辑空间，

每个空间逻辑块的地址范围为0到N-1（N是逻辑空间大小），这样划分的每个逻辑空间叫做Namespace。

2.注意

对SATA SSD来说，一个闪存空间只对应一个逻辑空间，对NVME SSD来说，一个闪存空间可以对应若干个逻辑空间

每个Namespace都有一个名称和ID，系统是通过NS的ID来区分不同的NS.

3.案例，将闪存空间划分为两个NS

以下图为例

1）把整个闪存空间划分成两个NS，NS A和NS B，其对应的NS ID分别为1和2.

2）如果NS A的大小是M，NS的大小是N（以逻辑块大小为单位），那么 它们的逻辑地址空间分别为0到M-1和0到N-1

3）主机读写SSD时，首先要指定读写的NS，否则对于LBA为0，有两个逻辑空间都有LBA 0，SSD根本不知道去个逻辑空间读写

NVME命令中的NS域

1.一个NVME命令有64字节，其中Byte[7:4]指定了要访问的NS

2.对每个NS来说，都有一个4KB大小的数据结构来描述它（NS的大小，整个空间已经写了多少，每个LBA的大小，端到端数据保护相关设置，

　　该NS属于某个控制器还是几个控制器共享等）

3.NS由Host创建和管理，从主机操作系统的角度来看，每个NS就是一个独立的磁盘，用户可以在每个NS做分区等操作，比如

　　将整个空间划分为两个NS， NS A和NS B，操作系统看到两个完全独立的磁盘

4.每个NS都是独立的，逻辑块大小可以不同，端到端数据保护配置也可以不同，你可以让一个NS使用保镖，另一个NS不使用报表，第三个NS半程使用保镖

5.NS更多是应用在企业级，可以根据客户不同的需求创建不同特征的NS，即在一个SSD上创建若干个不同功能特征的NS（磁盘）供不同客户使用

NS的一个重要使用场合

SR_IOV

1）SR-IOV，全称为Single Root-IO Virtualization

2）SR-IOV技术允许在虚拟机之间高效共享PCIE设备，并且它是在硬件中实现的，可获得与本机性能相媲美的IO性能

3）单个SSD可以由多个虚拟机共享，共享的设备提供专用的资源，并且还使用共享的通用资源，以下图为例

说明

1）该SSD作为PCIE的一个Endpoint，实现了一个物理功能，有4个虚拟功能关联该物理功能

2）每个虚拟功能都有自己独享的NS，还有共享的NS E

3）此功能使得虚拟功能可以共享物理设备，并在没有CPU和虚拟机管理程序软件开销的情况下执行IO

多个控制器

对于一个NVME子系统，可以有若干个控制器，即一个SSD有几个实现了NVME功能的控制器，如下图

说明

1）一个NVME子系统包含两个控制器，可以分别实现不同的功能

2）整个闪存空间划分为3个NS，NS A由控制器0独享，NS C由控制器1独享，NS B由两个控制器共享

      （独享，即只有与之关联的控制器才能访问该NS，别的控制器不能对其访问；

　　  共享，即NS B可以被两个控制器共同访问，但是要求每个控制器对该共享NS的访问都是原子操作，以避免同步问题）

多个PCIE接口

1.一个NVME子系统可以有多个PCIE接口，如下图，双控制器双端口NVME系统

说明

1）每一个控制器都有自己的PCIE接口，而不是两者共享一个

2）这两个PCIE接口可能连着同一个主机，也可能连着不同的主机

2.双端口子系统连接主机

 说明

1）主机访问SSD，可以双管齐下，性能可能更好些

2）对访问NS B，同一时刻只能被一个控制器访问

3）可以同时操作NS A 和NS C，性能或多或少会有所提升

4）可以提升系统的可靠性，比如PCIE A接口出现问题，主机可以通过PCIE B无缝衔接，继续对NS B访问，但是NS A

3.双端口双主机系统

一个主机挂了，由另一个主机接管任务，继续执行

转载链接：

NVME-Namespace - 可口可乐嗨 - 博客园NVME-Namespace 参考资料：《深入浅出SSD》 ， NVME协议1.3 Namespace 1.概念 NVME SSD主要由SSD控制器，闪存空间和PCIE接口组成，如果把闪存空间划分成若https://www.cnblogs.com/marton/p/12545974.html