iscsi IO操作流程(三)

2021-08-11 03:21:25 字數 2995 閱讀 1754

當我們講到scsi命令這個概念時,需要根據上下文去理解。可能指代兩個概念:

- 一種含義指scsi協議規劃中定義的scsi 命令描述塊(command descriptor block (cdb))。此描述塊定義了需要target處理的具體的操作。遵循特定的資料格式,其格式根據操作的不同而不同。scsi規範中針對每個命令的cdb都有詳細的說明。描述塊會經過傳輸層完整的傳送到scsi target用於解析並執行。

- 另外一種含義指核心中定義的scsi_cmnd結構。該結構定義於linux/include/scsi/scsi_cmnd.h中,描述了請求在scsi子系統執行所需要的資料結構。每個請求都會建立乙個scsi_cmnd資料結構。它建立於請求的初始化,結束於命令被正確的執行或者在操作中出現錯誤。其儲存的資訊不僅僅包括了最終傳送給scsi target的資料,也包括了在scsi子系統和scsi底層驅動執行中需要的執行時資訊。

隨著技術的發展 ,儲存裝置的容量持續增長。原有的scsi指令的定址空間不能滿足新的要求,於是就定了新的可支援更大空間的cbd格式。考慮到向前相容,scsi協議沒有取消原有的指令,而是重新定義操作碼。於是,針對一種服務(如讀、寫)定義了多種指令格式。

cbd格式分為定長格式和變長格式。

定長格式的cbd包括6、10、12、16四種格式,數字表示cbd的長度(單位:位元組)。所有定長指令的第乙個位元組均為操作碼,最後乙個位元組為控制塊。其它域取決於指令。

變長格式,其長度取決於具體的指令。如read(32)、write(32)分別為32位元組。變長格式第乙個位元組為操作碼,固定為操作碼(7fh),其具體服務(如讀、寫)放在service action域,即cbd的第8、第9位元組。變長格式的前10個位元組是固定的。

無論是定長格式還是變長格式,都包括固定部分,即所有的指令都有的。這樣有利於程式設計。系統可以將cbd前幾個位元組進行統一的解析,再進一步的根據操作碼判斷後面是否有資料段需要進一步解析。

cdb在核心中表現為乙個連續的記憶體空間。通常它的儲存空間在請求初始化時被建立,隨著請求完成被釋放。請求初始化過程中給cmnd分配了16個位元組。

當cdb長度大於32時,驅動程式它初始化時建立的專用快取池sd_cdb_pool上申請。

read讀命令可以分成兩種格式。read(10)、read(12)、read(16)格式一致,歸為第一類。read32歸為第二類。

read(10)、read(12)、read(16)所包括的屬性一致。兩者別在於lba與資料傳輸位元組數兩個欄位的長度,這兩個字段長度決定了scsi指令所能支援的最大容量和一次io最大的資料長度。自scsi-3始,規範建議實現方將read(10-12)遷移到read16上。

read(16) cbd格式如下圖:

各個字段含義:

字段含義

實現operation code

指令操作碼|呼叫sd_setup_read_write_cmnd設定

rdprotect

dif支援相關屬性

呼叫sd_setup_read_write_cmnd設定;設定值取決於磁碟dif保護方式

dpo禁用頁面快取(disable page out)。

設定1意為執行此操作時,不進行快取替換

設定為0意為讀取時同時在裝置快取中保留此資料

linux永遠設為0

fua強制訪問介質。

如果設定為1,意味著target強制從介質中讀取資料,而非從快取中

在構造io請求(struct request)時根據應用要求設定;

rarc

重構輔助模式。

scsi層未處理

logical block address

讀命令的起始位址

與請求的起始位址一致。以扇區(512位元組)為單位

transfer length

讀寫資料長度

與請求的讀寫長度一致

control

命令控制塊

scsi子系統未設定

變長由自第12位元組始的8位元組表示lba,由第28位元組始的4個位元組表示資料長度。其支援的最大容量與最大扇區數與read16相同。其它變數的含義與read(16),不詳細解釋。

比定長cbd多出來的位元組主要是用於資料校驗。t10是用於解決靜默錯誤的一種機制。

資料在讀寫環境中要經過多個部件、多個傳輸渠道和多層次的軟體系統,考慮到效能,系統設計過程中並非每層次都對資料進行檢測。如此,最終固化的到磁碟上的資料可能是不正確的。為避免此類錯誤存在,ansi t10 定義了一種通過對每個資料塊加入保護資訊(pi:protection information)也曾被稱作資料完整性域(dif:data integrity field)的方法來保護資料完整性。只有開啟t10資訊檢驗且採用type2 保護資訊時,才使用read(10)命令格式。

p10在企業oracle資料庫應用比較廣泛,且是儲存一大亮點,所以主流的儲存廠商都支援該特性,如emc vnx系列支援自定義pi、vmax支援標準的t10 pi,且支援dix;hds hus系列支援自定義pi、hds vsp支援pi;ibm ds8000支援標準的t10 pi,ds5000某些特定型號支援pi;hp p10000支援標準的t10 pi,華為 oceanstor 18000和v3全系列。 1

寫命令與讀命令在格式上非常相似,也分為多種格式。

不同的寫操作對應的服務是一致的。在target端可對應於相同的實現。以write(10)為例。其操作碼為24a。同時,也包括了用於dif處理的wrprotect域,用於快取控制的dpo、fua域。

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