8.20 非对称namespace访问报告

8.20.1 非对称namespace访问报告概况

  非对称Namespace访问(ANA)在如下场景下产生,基于访问这个namespace的controller和NVM subsystem内部配置,namespace访问特征(例如性能或范围媒介的能力)可能变化。ANA(Asymmetric Namespace Access)Reporting用于指示关于这些访问特征的主机信息。

  共享namespace可以借助于多PCIe端口或网络端口(涉及NVMe over Fabrics)通过controller们被访问。提供对共享namespace访问的controller们可以通过所有controller提供相同的访问特征,也可以通过部分controller们提供不同的访问特征。(提供相同特征属于对称访问,提供不同的访问特征属于非对称访问)。

  私有namespace在同一时刻只能通过一个controller被访问。通过那个controller持有的namespace的访问特征,可能作为NVM subsystem内部配置变化的结果被嵌入的。如果通过该controller的namespace访问特征受到NVM subsystem内部配置的影响,那么就会发生非对称访问。

对namespace的对称访问发生在:

  • 使用一个controller时的访问特征与使用不同controller时的访问特征相同;
  • 对NVM子系统内部配置的更改不会影响访问特性;

对namespace的非对称访问发生在:

  • 使用一个controller的访问特征可能与使用不同controller时的访问特征不同;
  • 对NVM子系统内部配置的更改可能影响访问特性;

  当命令可能通过任意附带的controller非对称发送到一个共享namespace,特征可能根据使用的controller不同而存在差异;因此,当选择用于每个命令的controller访问namespace时主机应该考虑这些特征。NVM subsystem可以可以执行自主的内部重新配置,从而改变访问特性。

  如果NVM subsystem支持非对称namespace访问报告,NVM subsystem中的所有controller们必须:

  • 把Identify Controller数据结构中的Controller Multi-path I/O和namespace共享功能(CMIC)域的第3位设置为1,表示支持非对称namespace访问报告;
  • 把Identify Controller数据结构中的Asymmetric Namespace Access Capabilities(ANACAP)域第0位设置为1,表示ANA Optimized状态可以被报告的;
  • 如果ANA Non-Optimized状态可以被报告,把Identify Controller数据结构中的ANACAP域的第1位设置为1;
  • 如果ANA Inaccessible状态可以被报告,把Identify Controller数据结构中的ANACAP域的第2位设置为1;
  • 如果ANA Persistent Loss状态可以被报告,把Identify Controller数据结构中的ANACAP域的第3位设置为1;
  • 如果ANA Change状态可以被报告,把Identify Controller数据结构中的ANACAP域的第4位设置为1;
  • 支持ANA变化通知(请参考5.21.1.11章节);
  • 支持ANA log page(请参考5.14.1.12章节)。

  Namespace加载到controller支持ANA报告,必须:

  是一个ANA Group的成员;

  在Identify Namespace数据结构中的ANAGROUPID域里提供一个有效的ANA Group ID(请参考图Figure 245)。

  Figure 491展示一个例子,访问特征多样化的NVM subsystem,呈现两个独立的域。在这个例子中,非易失存储媒介namespace B和namespace C都包含在controller包含的同一个domain域里。结果是,controller 2提供对namespace B和namespace C的最优访问,而controller 1不能提供对namespace B和namespace C的最优访问。

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  为了通过controller 1提供对namespace B最优访问,NVM subsystem可以重新配置或可以自动执行内部重配置动作来改变通过controller 1和controller 2对namespace B的访问特征,如图Figure 492所示。controller 2提供对namespace C的最优访问,而controller 1提供对namespace B的最优访问。 

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8.20.2 ANA组

  同一ANA组的成员namespace执行完全相同的异步ANA状态转换。ANA组为ANA组中的所有成员namespace维护相同的ANA状态(一个namespace的ANA状态变化只能作为ANA组的所有成员namespace的一部分发生变化)。分配namespace到ANA组的方法超出了本规格说明书的范围。

  一个有效的ANA组ID是一个非零值,小于或等于ANAGRPMAX(参考Figure 247)。

  每个ANA组的ANA组ID(ANAGRPID)应该在NVM subsystem中是唯一的。如果Identify Controller数据结构中ANACAP域的第6位被设置为1,那么当namespace在NVM subsystem中已经加载到了任何controller后ANA组ID不能变化,如果ANACAP域的第6位为0,那么当namespace在NVM subsystem中加载到一个controller后ANA组ID还可以变化。如果ANA组ID变化,controller应该发布第8.20.3.6章节中描述的那个Asymetric Namespace Access Change Notice。

  Figure 493展示四个namespace:

  • 私有namespace A 在第一个ANA组中;
  • namespace B和namespace D同时在第二个ANA组中;
  • namespace C在第三个ANA组中。

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 8.20.3 ANA状态

  Asymmetric Namespace Access State表示关于controller与ANA组之间的关系特征的信息。如下是定义的非对称namespace访问状态:

  •  ANA Optimized ;
  •  ANA Non-Optimized ;
  •  ANA Inaccessible ;
  •  ANA Persistent Loss ; 
  •  ANA Change .

8.20.3.1 ANA Optimized 状态

  当controller和ANA组之间的关系处于这个状态,这个组中到每个namespace的关系特征都是optimized。controller处理的命令报告这个可以对这个ANA组中的任何namespace都可以提供最优访问特征。controller支持ANA Reporting就应该支持报告这个状态。

  当处于这个状态时,所有被这个namespace支持的命令,功能,和操作应该依照本规格说明书中描述的执行。

8.20.3.2 ANA Non-optimized 状态

  当controller和ANA组之间关系于处于这个状态时,这个组中到每个namespace的关系特征都是Non-optimized。controller处理的命令报告这个可以对这个ANA组中的任何namespace都可以提供Non-optimized访问特征(例如一些命令的处理,特别是那些涉及数据传输,相比于controller报告optimized状态,可以低性能操作和使用更少的有效NVM subsystem资源)。对报告这个状态的支持是可选的。

  当处于这个状态,所有被namespace支持的命令,功能,和操作应该依照本规格说明书中描述的执行。

8.20.3.3 ANA Inaccessible 状态

  当controller和ANA组之间关系于处于这个状态时,这个组中到每个namespace的关系特征都是Inaccessible。被controller处理的命令报告这个可以对这个ANA组中的任何namespace都不能访问用户数据。报告这个状态之后的将来(例如随后ANA状态发生了变化),namespace也可以变为通过这个controller可访问。对报告这个状态的支持是可选的。

  当处于这个状态,准确的namespace相关能力信息或许获取不到了。因此,一些Identify namespace数据中返回的namespace能力信息被置成了0。对于namespace能力信息,主机应该使用通过处于ANA Optimized或ANA Non-optimized状态的controller返回的信息。

  除了那些在第8.20.4章节中描述的命令,如果这些命令是在命令指定的namespace与处理命令的controller之间的关系处于这种状态时提交的,controller应该让命令失败,返回Asymmetric Access Inaccessible状态码。

  对于namespace,当被controller报告ANA Inaccessible状态,主机应该在其他报告ANA Optimized状态或ANA Non-optimized状态的controller重新尝试命令。如果没有controller报告ANA Optimized状态和ANA Non-optimized状态,那么可以发生如下转换,controller报告Inaccessible状态可以变成accessible,主机应该在报告Inaccessible状态的controller上重试命令至少ANATT秒(参考Figure 247)。参考第8.21.2章节。

8.20.3.4 ANA Persistent Loss 状态

  当controller和ANA组之间关系于处于这个状态时,这个组中到每个namespace的关系特征都是持久地不可访问。被对ANA组报告这个状态的controller处理的命令都持久地不能访问那个ANA组中namespace的用户数据。controller和ANA组之间的关系处于此状态的,不应转换到任何其他ANA状态。对报告这个状态的支持是可选的。

  当处于这个状态,准确的namespace相关能力信息或许获取不到了。因此,一些Identify namespace数据(例如NUSE域和NVMCAP域)中返回的namespace能力信息被置成了0。对于namespace能力信息,主机应该使用通过处于ANA Optimized或ANA Non-optimized状态的controller返回的信息。

  除了那些在第8.20.4章节中描述的命令,如果这些命令是在命令指定的namespace与处理命令的controller之间的关系处于这种状态时提交的,controller应该让命令失败,返回Asymmetric Access Persistent Loss状态码。

  对于namespace,当controller报告ANA Persistent Loss状态,主机应该在其他报告ANA Optimized状态或ANA Non-optimized状态的controller上重试命令。如果没有controller报告ANA Optimized状态和ANA Non-optimized状态,那么可以发生如下转换,controller报告Inaccessible状态可以变成accessible,主机应该在报告Inaccessible状态的controller上重试命令至少ANATT秒(参考Figure 247)。

8.20.3.5 ANA Change 状态

  从一个ANA状态到另一个ANA状态的变化被称为a transition转换【或状态切换】,状态切换发生在如下方式,ANA变化状态对主机不可见(例如ANA变化状态可以在Asymmetric Namespace Access log的Asymmetric Namespace Access State域中报告,也可以不报告),对报告这个状态的支持是可选的。

  除了那些在第8.20.4章节中描述的命令,如果这些命令是在命令指定的namespace与处理命令的controller之间的关系处于这种状态时提交的,controller应该让命令失败,返回Asymmetric Access Transition状态码。

  对于namespace,当ANA 变化状态时被controller报告,主机应该:

  a)短暂的延时之后,在同一个controller上重试命令,延时至少ANATT(参照Figure247)秒(例如,如果ANATT是30,用10秒间隔执行3次重试,或间隔3秒重试10次);

  b)在其他报告ANA Optimized状态或ANA Non-optimized状态的controller上边重试命令。

8.20.3.6 Asymmetric Namespace Access Change Notifications

  在controller上如果Asymmetric Namespace Access Change Notices被使能(参考第5.21.1.11),那么发生变化时Asymmetric Namespace Access Change Notice应该被controller发送,发送变化的地方:

a)如果ANA组ID变化;

b)如果ANA状态转换失败(例如状态转换已经开始但没有完成,或controller返回了转换之前存在的状态);

c)在进入一下ANA状态时:

  • ANA Optimized状态;
  • ANA Non-optimized状态;
  • ANA Inaccessible状态;
  • ANA Persistent Loss 状态。

8.20.4 ANA状态命令处理影响

Admin命令的处理,如下特点的Admin命令:

  • 非NVM Command命令集指定的命令;
  • 不使用Namespace Identify(Figure 139 - “Namespace Identify Used”列标识为“No”),

  不受ANA状态的影响,除了下边Figure 494指定的。

  Figure 494 描述对命令处理的ANA影响

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与ANA相关的其他补充内容

1)主机 Identify Controller data structure时,存储端需提供如下信息:

1.1)CMIC信息,标识Controller是否支持多路径I/O

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1.2)Controller支持多路径I/O时,ANA相关参数

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2)主机 Identify Namespace data structure时,存储端需提供如下ANA相关信息:

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3)get feature时,存储端需提供如下ANA相关信息:

     只涉及了查询Asynchronous Event Configuration,无单独查询ANA的feature。