實錘，PBlaze5擁有multiple namespaces能力（上）

NVMe協議在不斷髮展，PBlaze5的功能也越來越多，這裡介紹一個基礎又實用的功能，multiple namespaces。文章將分為上下兩篇，上篇主要介紹namespace的相關概念，而下篇則進一步解讀multiple namespaces的優勢以及在PBlaze5上的操作。

什麼是Namespace

簡單地說，namespace是對使用者空間的邏輯劃分，就是把使用者空間這塊大披薩劃分開，大家各吃各的。

那麼大披薩長什麼樣呢？劃成一片片兒披薩又什麼樣呢？我們知道，跟其他傳統的儲存裝置一樣，非易失性儲存器也是可以格式化為邏輯塊的，每個邏輯塊都有自己的地址，俗稱logical block address，簡稱LBA，我們就是通過LBA來吃披薩（讀寫IO）的。邏輯地址長相很普通，是從0,1,2….直到最大塊地址。

邏輯塊地址計算是有講究的，嚴格依據JEDEC218A裡面定義的邏輯塊與容量關係公式。比如4KiB一個邏輯塊的話， 1.6TB就需要2646 + 244188 * 1600 = 390703446個邏輯地址了，這些邏輯塊就組成了namespace。那麼一塊SSD是否可以劃分為多個namespace來供不同的應用場景使用呢？答案是肯定的。

什麼是Multiple Namespaces

早期，單一namespace

下圖是一個NVM subsystem的典型結構圖，它包含了一個單一NVM Express controller以及一個單一的PCI Express port，也就是我們說的單埠。然後這個controller只支援單一的namespace，即圖中的NS A，它繫結它唯一的NSID，1。這個NS A包含了全部的邏輯塊，從系統看長這樣：，nvme0代表第一個controller，n1代表namespace 1。host可以訪問這個namespace就意味著可以訪問全部的邏輯塊。

圖1單一namespace在系統中

現在，PBlaze5的Multiple namespaces

下圖是一個Multiplenamespaces NVM subsystem的典型結構圖，它包含了一個單一NVM Express controller以及一個單一的PCI Express port，也就是我們說的單埠。然後這個controller支援兩個namespace，即圖中的NS A和NS B，它們分別繫結了他們唯一的NSID，圖中是NSID 1和NSID 2，在Multiple namespaces的世界裡，controller就是通過NSID來引用特定的namespace的了。

在PBlaze5系列產品中，可以將邏輯塊按需劃分為最多32個namespace，即所謂multiple namespaces，每個namespace擁有獨立邏輯地址，各自獨立格式化和訪問。

需要指出的是，NVMe協議並沒有規定單盤最高的namespace數，各家SSD產品的規範也不盡相同，這一點有機會在產品對比測試文章中再詳談，根據Memblaze的設計以及來自客戶需求的反饋，PBlaze5目前支援32個namespace，這一點是完全按照協議實現的。

Multiple namespaces NVM subsystem從系統看長下面這樣，比如/dev/nvme0n20，表示第一個controller的namespace 20。

圖2 multiple namespace在系統中

訪問時就是讀寫塊裝置/dev/nvme0n20，以FIO為例：

圖3 multiple namespace的讀寫方法

通過上述介紹，您是否覺得namespace與Windows檔案系統下的分割槽有些相似。簡單的說，兩者根本的區別在於執行劃分任務的主體不同。Windows有硬碟分割槽，Linux 也會通過樹形結構實現分割槽管理硬碟空間，但是這些是作業系統的檔案系統實現的。而namespace則是直接對硬碟的地址進行劃分，與上層系統相互獨立。namespace更接近硬碟，所以能夠實現諸如不同namespace不同方式加密等高階功能。 

本文作者：她低調的坐在辦公室一個柱子旁，降噪耳機、機械鍵盤透露著濃濃的極客風。我見過很多工程師，但是很少見這般有狹義之氣的工（da）程（jie）師（da）。這位工程師同志把NVMe1.2協議列印出來，還熟讀了，顯然我是相信的，因為我看見那本協議的時候，上面一點灰沒有。這篇文章是袁老師寫的namespace，我覺得回來她會亮劍寫點其他的，敬請期待。