NVMe架构模型详解 - 页码14
你现在提供的是 《NVM Express® Management Interface Specification, Revision 2.0》 中的 第1.3.2节 后半部分，重点介绍了 NVMe 存储设备的架构模型、管理端点、Field-Replaceable Unit (FRU) 以及 VPD（Vital Product Data） 等概念。
以下是对这部分内容的详细解析，帮助你理解 NVMe 存储设备 的架构与管理方法。
✅ NVMe 存储设备架构模型（NVM Storage Device Architectural Model）
📌 In-Band 与 Out-of-Band 管理机制的架构
- In-Band Tunneling：
- 如果支持 In-Band tunneling，则 NVMe 存储设备 将按照 NVM Express Base Specification 的架构模型进行管理。
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设备包含一个或多个 NVM 子系统，每个子系统都实现了 In-Band tunneling 机制。
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Out-of-Band 管理机制：
- 如果支持 Out-of-Band 管理，则 NVMe 存储设备 包含一个或多个 NVM 子系统，每个子系统都实现了 Out-of-Band 管理机制。
- 设备中将会有 管理端点（Management Endpoints） 来接收管理命令。
🧠 学习建议： - In-Band 和 Out-of-Band 管理机制的选择会影响到 NVMe 存储设备 的架构设计。了解这两种管理机制如何在设备内部工作有助于理解设备管理的不同实现方式。
✅ Field-Replaceable Unit (FRU)
- FRU：指的是 现场可更换单元，它是一个可以在不更换整个系统的情况下被拆卸和更换的硬件组件，例如：
- U.2 PCIe SSD
- M.2 模块
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PCIe 添加卡
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FRU Globally Unique Identifier (FGUID)：每个 FRU 都有一个唯一的标识符，用于在 NVM Express Base Specification 中标识它。
📌 FRU 示例：
- U.2 PCIe SSD：典型的 FRU 设备，能够在硬件层级实现快速更换。
- M.2 模块：更小型的存储模块，也符合 FRU 规格。
✅ 扩展连接器（Expansion Connector）
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Carrier：在某些 NVMe 存储设备 中，可能没有内置的 NVM 子系统，而是通过扩展连接器来添加额外的 FRU，这种设备称为 Carrier。
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扩展连接器 允许用户或管理员根据需要 添加更多的 NVMe 存储单元，非常适用于 模块化存储系统。
✅ VPD（Vital Product Data）和 FRU 信息设备
📌 VPD 格式和存储
- VPD 是包含设备基本信息（如产品型号、序列号、制造商信息等）的数据，用于设备的管理与识别。
- VPD 存储在 FRU 信息设备 中，并可以通过支持 Out-of-Band 或 In-Band tunneling 机制的端口进行访问。
如果 NVMe 存储设备 配备了 2-Wire 端口，则可以通过 I2C 接口 访问 VPD 信息，这符合 IPMI Platform Management FRU Information Storage Definition 规范。
📌 FRU 信息设备的可选性：
- 如果一个 NVMe 存储设备 包含多个 NVM 子系统，则每个 子系统 的 FRU 信息设备 是 可选的。因为 Upstream Connector 提供的 FRU 信息设备 已经能够描述整个设备。
✅ 图示理解
图5：单端口 PCIe SSD 与 FRU 信息设备
- 图5 展示了一个 单端口 PCIe SSD，其中 FRU 信息设备 是由 NVM 子系统 实现的。
- FRU 信息设备 存储了设备的 Vital Product Data (VPD)，可以通过指定的接口进行访问和管理。
┌──────────────────────────────────────────┐
│ NVMe Storage Device │
│ ┌───────────────────────────┐ │
│ │ Single PCIe SSD │ │
│ │ FRU Information Device │ │
│ └───────────────────────────┘ │
└──────────────────────────────────────────┘
✅ 总结：NVMe 存储设备的架构和管理
| 主题 | 解释 |
|---|---|
| In-Band 管理 | 通过主机与设备的现有通道进行管理，依赖于 NVMe Admin Commands |
| Out-of-Band 管理 | 通过外部管理控制器（如 BMC）进行设备管理，通常独立于主机系统 |
| FRU（Field-Replaceable Unit） | 设备可替换的单元，如 PCIe SSD、M.2 模块，支持快速更换 |
| VPD（Vital Product Data） | 设备的基本信息，存储在 FRU 信息设备 中，便于管理和识别 |
🧠 学习建议： - FRU 信息设备 和 VPD 在设备管理和故障诊断中扮演着重要角色。理解它们的作用有助于构建高效的设备管理系统。 - 深入了解 扩展连接器（Carrier） 和 2-Wire 端口 的工作方式，尤其在大规模存储系统中，它们能带来很大的灵活性。
📘 进一步学习建议：
- 如果你对 VPD 的格式和 FRU 信息设备 的工作方式感兴趣，可以深入研究 第8章（Vital Product Data）。
- 如果你想了解 In-Band 管理机制 的具体实现，建议继续阅读 第3章 和 第4章，它们涉及命令发送与接收的具体流程。
你接下来希望深入哪个部分？我们可以继续研究 VPD 结构，或者直接进入 命令集的实现。