实锤，PBlaze5实力演绎multiple namespaces 功能（下）
上篇文章介绍了一系列的基础概念，并对Multiple namespaces的一些基本使用方法进行了介绍。这篇文章将继续讨论Multiple namespaces的优势，并以PBlaze5为例解读Multiple namespaces的使用和配置。
为什么要用 Multiple Namespaces
看起来用法并不难，那么使用Multiple Namespaces有什么好处呢？简单罗列几个场景：
- 控制逻辑范围
可以在创建namespace时，确定利用的逻辑块的范围，有效控制用户空间大小，甚至达到扩大OP，增加寿命的效果。 - 独立无扰
多个namespace之间的format格式、逻辑地址、IO路径都是相互独立的。比如，
nvme0n1 format成512B的，nvme0n2 format成4096B的完全没问题；
nvme0n3支持数据保护，nvme0n4不支持数据保护，OK；
nvme0n5做共享namespace，nvme0n6做私有namespace，也OK；
…
IO在每个namespace上都是相对独立，互不干扰的，每个namespace的使用者都可以从0开始读写，但之间没有任何干扰，数据没有交集。放心大胆的trim一个namespace，另一个namespace继续读写，高枕无忧。 - Dual Port
multiple namespaces的private/shared namespace可以和双端口结合，成为双端口+多命名空间应用场景，给上层应用提供更多可能。这也是PBlaze5的一个重要的功能。
multiple namespaces的private/shared namespace可以和双端口结合，成为双端口+多命名空间应用场景，给上层应用提供更多可能。这也是PBlaze5的一个功能。如下图所示，NS A是portx的private namespace，NS C是porty的private namespace， NS B是portx和porty的shared namespace。
双端口 + Multiple namespaces
双端口与 Multiple namespace 结合之后，portx 可以访问 NS A 和 NS B，porty 可以访问 NS B 和 NS C，同时，portx 可以看到 NS C 但是不能访问它，porty 可以看到 NS A 但是不能访问它。可以说，我们从分开端口的角度对 MNS 多了一层保护和控制，我们从 MNS 的角度对端口多了一层扩展和保护，基于这两个功能的强强联合，为上层应用创造了更多高效安全的可能。
如何使用PBlaze5的multiple namespaces
既然 Multiple Namespaces 好处多多，让我们用起来吧，用法也不难，以 PBlaze5 为例，慢慢道来。
让我们先了解一下 NVMe 协议里关于 Multiple Namespaces 的几个概念。
- NSID
-每个 namespace 都拥有自己唯一的 NSID。NSID 有效范围：
1 ~ NN。注：0无效。NN+1 ~ FFFFFFFEh无效。FFFFFFFFh表示广播。
如下图所示：
- Active、Inactive、Allocated、Unallocated
不要蒙圈，这跟 namespace 的创建和使用有关。当使用 Namespace Management command 成功创建了namespace 之后，namespace 就是 Allocated 状态，表示这些逻辑块已经划给这个 NSID 的 namespace 了；那些没有创建没有分配的逻辑块和 NSID 就是 Unallocated，很好理解。
但是 Allocated namespace 还不能IO，还需要使用 Namespace Attachment command 挂到某个 controller 上，成为 Active namespace 才可以。所以，Active NSID 就是已经创建并且已经挂到某个 controller 上的 namespace 的NSID。 - Namespace Management command 和Namespace Attachment command
NVMe协议规定了两个admin命令，Namespace Management和Namespace Attachment，用以创建、管理namespace等操作。另外，Identify命令中也有对namespace的支持，比如获取NSID列表、controller ID列表等。
图 3 - NVMe 1.3协议中两个admin命令
拿到一块支持multiple namespace的SSD，比如PBlaze5，用支持这两个admin命令的的工具，比如nvme-cli，就可以create、delete、list、attach、detach一个namespace了：
图 4 - nvme-cli中namespace命令
命令不多，支持的内容还是很丰富的。比如create-ns命令，可以设置这个namespace的大小、格式化格式、数据保护能力、共享能力等。又比如list-ns命令，可以列出某个NSID之后所有有效的NSID，并可以分别列出Active、Inactive的namespace，方便用户使用。再次声明，经过细致有效的测试，PBlaze5系列产品完全符合NVMe1.3协议之规定。
再用PBlaze5举个例子 —— 创建namespace举例
下面以在PBlaze5 U.2 4T上使用nvme-cli工具创建一个500GB的namespace为例。
第一步，检查SSD上剩余空间是否足够创建目标namespace。使用Identify命令查看unvmcap的值可知剩余可分配容量，单位是Byte。
图 5 - 使用Identify查询unvmcap
第二步:计算创建 500GB 的 namespace，是多少个LBA。执行create-ns命令时，NSZE和NCAP的单位都是指 LBA的个数，lba count和user capacity的关系符合JEDEC218A，公式如下：
user capacity = (lbacount- 21168) / 1953504 当LBA size是512B
user capacity = (lbacount- 2646) / 244188 当LBA size是4096B
那么，当想创建500GB的namespace，并且该namespace格式化为512B的sector size的话，size参数就设置为：21168 + 1953504 * 500 = 976773168。
第三步:执行nvme create-ns /dev/nvme0 –s 976773168 –c 976773168 –f 0 –d 0 –m 1即可创建一个namespace。其中，-f 0设定了一个逻辑块的大小是512Byte，PBlaze5还支持4096B等。
第四步:执行nvme attach-ns /dev/nvme0 –n 1 –c 1即可将这500GB的namespace挂到controller 1上，这是执行IO的先决条件。
第五步:如果操作系统支持Namespace Attribute Notices，那么此时已经可以在系统中看到这个namespace并使用它了。
图 6 - 创建500GB namespace举例
经过两篇文章的讨论，可以发现Multiple namespaces是NVMe SSD一个非常基础而重要的功能，是对SSD不同存储单元进行差异化策略设置和操作的基础。现在PBlaze5已经开始全面支持Multiple namespaces功能，用户可以对不同的namespaces分别执行格式化等操作。未来基于Multiple namespaces还将有更多新的特性加入，用户管理NVMe SSD也更加方便。
下面是Memblaze的技术文章合集：
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