命名空间管理 - 🌟 Keep Alive Timeout 机制 (第136页)
以下是对 《NVM Express® Base Specification, revision 2.0b》第125页 中 Keep Alive Timeout 机制的详细中文分析与学习讲解，特别关注 Keep Alive Timer 的行为与工作原理。
🌟 Keep Alive Timeout 机制
✅ Keep Alive Timeout 的定义
Keep Alive Timeout 是一种机制，用于确保控制器和主机之间的连接保持活跃。如果在规定的时间内没有收到 Keep Alive Command，则会触发超时，表明连接存在问题。该机制用于检测潜在的故障连接或长时间没有活动的连接。
✅ Keep Alive Timer 的工作原理
- 定时器的启动：
- 控制器端：当控制器接收到带有非零 KATO（Keep Alive Timeout）字段的 Set Features 命令时，启动 Keep Alive Timer。
-
主机端：类似地，主机也通过 Set Features 命令或 Keep Alive 命令启动定时器。
-
超时条件：
-
在超时期间，如果没有收到 Keep Alive 命令：
- 如果 TBKAS bit 被清除为
0，则在 Keep Alive Timeout 时间到期时，若没有处理任何 Keep Alive 命令，定时器超时。 - 如果 TBKAS bit 设置为
1，则在超时期结束时，若没有处理任何 Admin 命令或 I/O 命令，定时器同样会超时。
- 如果 TBKAS bit 被清除为
-
Keep Alive Timeout 的触发：
- 控制器超时：如果在 Keep Alive Timeout 时间内没有收到 Keep Alive 命令，控制器会记录错误信息，并停止处理命令，设置 CSTS.CFS 位为
1（Controller Fatal Status，控制器致命错误状态）。- 对于 基于消息的 NVMe 传输：会终止 NVMe 传输连接，并中断主机与控制器的关联。
- 主机超时：如果主机在规定时间内没有收到 Keep Alive 命令的完成，主机会认为 Keep Alive Timeout 已发生，并重新发起命令。
✅ Keep Alive 超时的具体步骤：
- 当 Keep Alive Timer 超时时：
-
控制器行为：
- 记录一个错误信息日志，状态码为 Keep Alive Timeout Expired。
- 停止处理命令。
- 设置 CSTS.CFS 位为
1，表示控制器发生了致命错误。 - 对于 基于消息的 NVMe 传输，会终止传输连接并断开主机与控制器的关联。
-
主机行为：
- 主机假设所有未完成的命令未成功处理，并重新发起适当的命令。
-
重连过程：对于 基于消息的 NVMe 传输，在执行完上述步骤后，控制器可能接受来自同一主机或其他主机的 Connect 命令，以重新建立连接。
🌐 Keep Alive 定时器的启用条件
Keep Alive 定时器在控制器和主机的启用条件如下：
- 控制器启用条件：
- CC.EN 为
1（控制器启用）。 - CSTS.RDY 为
1（控制器就绪）。 - CC.SHN 为
00b（正常关机通知状态）。 - CSTS.SHST 为
00b（正常关机状态）。 -
KATO 字段 设置为非零值，启用 Keep Alive 定时器。
-
定时器激活：只有当这些条件都满足时，Keep Alive 定时器才会处于激活状态，否则定时器将保持不活动，超时不会发生。
🧠 Keep Alive 超时的关键点
| 内容 | 说明 |
|---|---|
| 定时器启动 | 当主机或控制器接收到带有非零 KATO 字段的 Set Features 命令时，启动定时器。 |
| 超时触发条件 | 如果在规定的时间内没有收到 Keep Alive 命令或其他命令，定时器会超时，触发错误状态并停止命令处理。 |
| 控制器行为 | 在超时后，控制器会记录错误并终止连接，设置致命错误状态（CSTS.CFS = 1）。 |
| 主机行为 | 主机会认为所有未完成的命令失败，并重新发起命令。 |
📝 实践建议
🔑 Keep Alive 命令的使用：
- 主机和控制器应确保定期发送 Keep Alive 命令，以避免因长时间没有活动而触发超时。
- 主机应根据 Keep Alive Timeout 时间合理调整命令发送频率，考虑到传输延迟和执行时间，确保在超时前得到响应。
💡 故障恢复：
- 在超时发生后，主机应准备好重新发起命令，并在控制器恢复连接后继续正常操作。基于消息的传输（如 NVMe over Fabrics）需要在中断后重新建立连接。
如果你想继续深入理解 Keep Alive Timeout 在实际应用中的作用，或希望了解更多关于 NVMe over Fabrics 传输中的 Keep Alive 功能的细节，可以告诉我，我将继续为你提供详细的解释！