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SPDK NVMe-oF target multi-path是基于NVMe协议的multi-path IO和namespace sharing功能。
NVMe multi-path IO指的是两个或多个完全独立的PCI Express路径存在于一个主机和一个命名空间。
而namespace 共享是两个或多个主机使用不同的NVMe控制器访问一个shared na…基本概念
SPDK NVMe-oF target multi-path是基于NVMe协议的multi-path IO和namespace sharing功能。
NVMe multi-path IO指的是两个或多个完全独立的PCI Express路径存在于一个主机和一个命名空间。
而namespace 共享是两个或多个主机使用不同的NVMe控制器访问一个shared namespace。
Multi-path IO和namespace 共享需要NVM 子系统有两个以上的控制器。
两个主机同时访问一个shared namespace需要主机间的协调工作。
SPDK NVMe-oF target 的multi-path功能提供的是namespace的sharing功能。比如多个客户端通过交换机能够同时发现连接和操作SPDK NVMe-oFsubsystem下的namespace。这些namespace是可共享的。如图所示 图 1 SPDK NVMe-oF target namespace共享示例 NVMe-oF host1和host2能够同时通过交换机发现和连接到监听地址为192.168.12.11的SPDK NVMe-oF target subsystem1。两个host端可以同时对subsystem1下的namespace进行操作。
如果namespace不能共享那么同时只能有一个NVMe-oF host连接到SPDK NVMe-oF target。 具体查看方法
1. 运行SPDK NVMe-oF target 在目标机器端子系统配置如下:
[Subsystem1]NQN nqn.2018-07.io.spdk:cnode1Listen RDMA 192.168.12.11:4420AllowAnyHost YesHost nqn.2016-06.io.spdk:initSN SPDK00000000000001MaxNamespaces 20Namespace Nvme0n1
2. 在客户端机器运行nvme命令发现和连接SPDK NVMe-oF target 命令如下
nvme discover -t rdma -a 192.168.12.11 -s 4420
nvme connect -t rdma -n nqn.2016-06.io.spdk:cnode1 -a 192.168.12.11 -s 4420
3. 运行nvme id-ns命令 参数是完整的nvme设备名, 比如/dev/nvme0n1
nvme id-ns /dev/nvme0n1
在结果中 我们就能看到如下内容
nmic : 0x1
nmic是Namespace Multi-Path I/O and Namespace sharing Capabilities的缩写。该值为1 就表明这个namespace处于共享状态。
使用场景
在实际使用环境中可以让SPDK NVMe-oF target子系统同时监听两个IP地址。客户端机器可以通过两个IP地址同时连接SPDK NVMe-oF target子系统。这样如果一个IP连接出现问题比如网卡出现故障 可以使用另外一个IP连接访问SPDK NVMe-oF target子系统。如下图所示 图 2 使用多网络端口访问同一个subsystem
NVMe-oF host端使用192.168.11.0/24和192.168.12.0/24连接到SPDK NVMe-oF target的同一个subsystem。如果192.168.11.0/24的连接出现问题 我们可以使用192.168.12.0/24的连接, 反之亦然。
具体操作步骤如下:
1. 运行SPDK NVMe-oF target 在目标机器端 子系统配置如下:
[Subsystem1]
NQN nqn.2016-06.io.spdk:cnode1
Listen RDMA 192.168.11.11:4420
Listen RDMA 192.168.12.11:4420
AllowAnyHost Yes
Host nqn.2016-06.io.spdk:init
SN SPDK00000000000001
MaxNamespaces 20
Namespace Nvme0n1
Namespace Nvme1n1
Namespace Nvme2n1
2. 在客户机首先查看一下系统的Linux 内核版本及配置。
从Linux 4.15开始nvme驱动支持multipath功能。 但是需要在编译内核的时候将NVME_MULTIPATH功能打开。接下来的步骤都是基于4.15以上的带有NVME_MULTIPATH功能的Linux内核。
运行如下命令发现SPDK NVMe-oF target子系统。
nvme discover -t rdma -a 192.168.11.11 -s 4420
nvme discover -t rdma -a 192.168.12.11 -s 4420
两个命令有相同的输出
Discovery Log Number of Records 2, Generation counter 5
Discovery Log Entry 0
trtype: rdma
adrfam: ipv4
subtype: nvme subsystem
treq: not specified
portid: 0
trsvcid: 4420
subnqn: nqn.2016-06.io.spdk:cnode1
traddr: 192.168.12.11
rdma_prtype: not specified
rdma_qptype: connected
rdma_cms: rdma-cm
rdma_pkey: 0x0000
Discovery Log Entry 1
trtype: rdma
adrfam: ipv4
subtype: nvme subsystem
treq: not specified
portid: 1
trsvcid: 4420
subnqn: nqn.2016-06.io.spdk:cnode1
traddr: 192.168.11.11
rdma_prtype: not specified
rdma_qptype: connected
rdma_cms: rdma-cm
rdma_pkey: 0x0000
3. 然后使用如下命令连接到子系统。
nvme connect -n nqn.2016-06.io.spdk:cnode1 -t rdma -a 192.168.11.11
nvme connect -n nqn.2016-06.io.spdk:cnode1 -t rdma -a 192.168.12.11
4. 运行”nvme list”命令可以得到如下结果。
Node SN Model Namespace Usage Format FW Rev
---------------- -------------------- ---------------------------------------- --------- -------------------------- ---------------- --------
/dev/nvme0n1 SPDK00000000000001 SPDK bdev Controller 1 2.00 TB / 2.00 TB 512 B 0 B 18.10
/dev/nvme0n2 SPDK00000000000001 SPDK bdev Controller 2 1.60 TB / 1.60 TB 512 B 0 B 18.10
/dev/nvme0n3 SPDK00000000000001 SPDK bdev Controller 3 800.17 GB / 800.17 GB 512 B 0 B 18.10
这样我们就可以在两条路径上对磁盘进行操作了。如果没有使用Linux内核的nvme multipath功能运行”nvme list”命令会得到6个node, 因为每条路径3个node总共2条路径。我们同样也能采用传统的multipath服务来实现host端的multipath功能。本文不讨论如何使用传统的multipath服务。
