這是一條nvmecli的format命令，需要指出的是這條命令會打開PBlaze5 系列NVMe SSD端到端數據保護功能。當下，端到端數據保護技術已經是PBlaze5 910/916及最新發布的PBlaze5 920系列中成熟的數據保護技術，並且Memblaze實現了不同大小的sector 和元數據組合方案（Variable Sector Size Management，下文簡稱“VSS”），可以根據客戶的業務需求設計最優化配置。
之前，我們側重於端到端數據保護技術的原理介紹，比如《企業級的數據鏈路保護是什麼？》,這篇我們主要通過實驗和命令，解讀PBlaze5 920系列NVMe SSD的端到端數據保護方案的實現和驗證。
爲什麼要用端到端數據保護？
Host正確無誤的將一個a寫到NAND上，並在需要的時候將a正確的讀出來，這件事看似基礎，並且十分必要（顯然只有讀上來的是正確數據纔有價值）。但是對於SSD而言卻有很多挑戰，SSD的軟硬件缺陷、溫度乃至一些射線等不確定因素都可能會導致出錯。
有些錯誤通過LDPC等糾錯機制就可以發現和糾正，但是也有極少數錯誤不能通過這些常規的機制檢測出來，被稱爲靜默錯誤（Silent Data Error），這部分錯誤雖然極少但是對於金融、醫療等行業用戶的衆多核心業務系統來說是無法容忍的，而消除靜默錯誤帶來的風險就需要依靠端到端數據保護技術。
端到端數據保護的關鍵就在於PI（Protection Information）作爲元數據時的傳輸與校驗，元數據有DIF和DIX兩種方式，經過T10組織的相關工作已經實現了標準化。簡單來說，DIF即元數據與用戶數據（LBA Data）連續存放；而 DIX格式則是元數據與用戶數據單獨存放；根據應用場景的需求，設計解決方案時可以適配DIX或DIF格式。（本文中提到的元數據主要指端到端數據保護的PI信息。）
DIF和DIX元數據原理圖
DIF/DIX等幾個基本概念解釋到這，下如何判斷一塊盤是否具有端到端數據保護功能。本文的測試環境如下:
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NVMe SSD設備：PBlaze5 D926 NVMe SSD（3.2TB） NVMe version: 1.2 操作系統：Centos 7.4 Kernel：4.19.44（爲了確保端到端數據保護功能的穩定運行，建議使用高版本的長期支持版Kernel。） NVMe 命令工具：nvmecli 1.10.1 |
對PBlaze5 D926執行Identify Namespace 命令，與端到端數據保護有關的結果摘選如下：
可以看到，PBlaze5 D926支持DIX和DIF，並且支持Type1/2/3三種type（與PI的格式有關，後文會對三種type做解釋）。
PBlaze5 920系列端到端數據保護技術一個重要的特點就是支持多種sector size和pi的組合，也就是VSS技術。同樣是剛纔的Identify Namespace 命令，我們查找這塊PBlaze5 D926支持的format格式。
從上面的結果可以看出，PBlaze5 D926支持512 Bytes和4096 Bytes兩種sector size的格式化，並且兩種sector size還均支持帶8 Bytes的元數據，並且還支持4096 +64 Bytes的格式化方式，這就是VSS技術的靈活之處。
有了這些知識，我們就可以執行nvme format命令。他的命令幫助如下：
在選項裏，與端到端保護相關的是-l（指定format的格式）、--p（指定pi格式）、--p（指定PI在元數據中的位置）、--m（1爲DIF，0爲DIX）。此外，用戶還可以根據需求設置—reset和—force等參數。
再回到文章開始的這條format命令。他的意思是將/dev/nvme0n1格式化，sector size爲512+8B（8B爲PI信息大小），並且採用DIF標準，將8字節大小PI信息放在元數據開頭，元數據位於數據LBA的結尾部分。
再次執行對namespace的狀態進行檢查，並找到flbas 的結果：
至此，這塊PBlaze5 D926端到端數據保護功能已經打開。用戶無需關心PI信息如何進行存放或者傳輸的問題。而下一篇文章我們將通過nvme write命令，來解讀如何驗證端到端數據保護，並走進PI，瞭解其type1/2/3三種形式的異同。
在現實應用中，存儲陣列在端到端數據保護領域有長期的積累，其對數據可靠性要求級別非常高，因此是NVMe SSD端到端數據保護的一個重要應用方向，此外PBlaze5 系列的雙端口等功能同樣爲打造高可靠、高可用閃存陣列提供了有力支持。在Memblaze與宏杉科技爲代表的存儲廠商長期合作中，雙方已經在閃存陣列領域有了諸多突破。
本文作者：黃輝 | Memblaze 產品工程師
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