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Telemetry 标准日志接口如何提升运维效率?

2021 / 08 / 13
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企业级SSD在存储系统的部署运维过程中,有时会需要收集日志信息做进一步问题调试分析,传统的做法是一些SSD厂商会自定义命令和工具进行收集,但不同SSD厂商工具和命令格式不尽相同,这就为存储系统的运维带来很高的运维成本。有些存储系统对SSD要求十分严格,不允许发一些自定义的命令,也会给日志收集工作带来很大的挑战。因此,Telemetry标准化日志收集接口应运而生。

 

 

Telemetry 是什么? 

 

Telemetry是 NVM ExpressTM Base Specification  定义的错误日志收集标准接口,是NVMe1.3新增功能。Telemetry通过统一的标准接口来收集SSD厂商自定义数据日志,用户下发一条标准命令就可以获取需要的日志,然后将收集到的日志发给SSD厂商做进一步日志分析,降低为了收集日志需要将SSD从部署系统移出的可能性,有效减少现场debug时间,提升用户运维效率。Telemetry典型应用场景如现场失效分类,周期性健康监控,问题定位等,快速定位问题并解析,进一步提高产品可靠性。

 

Memblaze PCIe4.0 PBlaze6系列开始全线支持Telemetry功能。

 

 

Telemetry日志收集方式:Host/Controller-Initiated

 

Telemetry功能定义了收集SSD厂商自定义日志的机制,Telemetry数据采集可以是Host-Initiated和Controller-Initiated,前者是host发起获取SSD一些关键信息,后者是SSD认为重要的数据,由SSD厂商自定义。

 

 

Host发起的收集数据记录在Telemetry Host-Initiated Log,Controller发起的收集数据记录在Telemetry Controller-Initiated Log。

 

  • Host-Initated Telemetry Log(Log Page ID=07),只存储于DDR,不保存NAND;
  • Controller-Initiated Telemetry Log (Log Page ID=08),存储于NAND中。

 

 

Telemetry日志解析

 

每个Telemetry数据日志由一组单独的Telemetry数据块(Block)组成,每个Telemetry数据块大小为512字节,Telemetry数据以Telemetry数据块为单位返回(必须是512Bytes 的整数倍)。Block 0是日志Header部分。NVMe Spec 定义了标准Telemetry Header 信息(Byte#0~511,Host-Initiated Telemetry日志和Controller-Initiated Telemetry 日志的数据结构类似)。其中384:511 Reason Identifier这部分属于厂商自定义字段,不同方式触发的Controller-Initiated日志该部分结构可能存在差异。

 

 

Telemetry: Host-Initiated log (Log 07 h) 数据结构

 

Telemetry日志数据块返回必须是512Bytes 的整数倍

 

每个Telemetry数据日志被划分为三个Telemetry数据区(即Area 1、Area 2和Area 3,后者均包含前者)。 

 

  • Data Area 1:第一个阶段确定存在问题,通过收集最小的数据集来确定问题与其他问题的区别。
  • Data Area 2:第二阶段,收集并分析更深入的中等量有效数据集,以确定问题的来源。
  • Data Area 3:第三阶段可用于收集最大和最完整的数据集,以诊断问题。

 

所有Telemetry数据区从Telemetry Area1开始,通过Byte 383:Telemetry Controller-Initiated Data Generation Number判断数据是否已经读完。

 

以下是NVMe Spec中给出的Host-Initiated Telemetry Log实例,Controller-Initiated Telemetry log类似。

 

  • 当没有收集到telemetry log信息时:

 

- Telemetry Host-Initiated Data Area 1 Last Block = 0

- Telemetry Host-Initiated Data Area 2 Last Block = 0

- Telemetry Host-Initiated Data Area 3 Last Block = 0

 

  • 当3个Area都存在信息时(以下数字仅为示例,请以实际情况为准):

 

- Telemetry Host-Initiated Data Area 1 Last Block = 65

- Telemetry Host-Initiated Data Area 2 Last Block = 1000

- Telemetry Host-Initiated Data Area 3 Last Block = 30000

 

 

 

  • 当只有Area 2存在信息时(以下数字仅为示例,请以实际情况为准)

 

- Telemetry Host-Initiated Data Area 1 Last Block = 0

- Telemetry Host-Initiated Data Area 2 Last Block = 1000

- Telemetry Host-Initiated Data Area 3 Last Block = 1000

 

 

 

 

Host/Controller-Initiated Telemetry触发条件差异

 

Host-Initiated和Controller-Initiated的数据的准备、收集和提交等方面类似,主要的区别在于收集的触发方式,Controller-Initiated Telemetry Log会在出现坏块、PCIe超时等SSD厂商自定义场景下触发。

 

Telemetry的操作流程一般为:

 

1)主机在Identify Controller data structure 中识别控制器对Telemetry日志的支持;

 

 

2)主机准备一个区域,以便在需要时存储Telemetry数据;

 

3)要接收Controller-Initiated的Telemetry数据可用的通知,主机使用异步事件配置功能启用Telemetry日志通知;

 

 

4) 如果主机决定收集Host-Initiated的Telemetry数据或控制器信号表明Controller-Initiated的Telemetry数据可用

 

a. 主机从Host-Initiated的日志或Controller-Initiated的日志中读取Telemetry数据区(Telemetry Data Area)的相应块。如果可能,主机应该收集Telemetry数据区1、2和3。主机以512字节的Telemetry数据块单元读取日志。作为对Controller-Initiated的日志的最后一次读取的一部分,主机将异步保持事件RAE位清除为0;

 

b. 如果是Controller-Initiated的日志,主机将重新读取日志页的头,并确保读取的controller-initiated Data Generation Number与读取的原始值匹配。如果这个值不匹配,则获取的数据不完整,需要重新继续读取;

 

c. 当所有Telemetry数据保存完毕后,应将数据转发给SSD厂商

 

 

NVMe-CLI Memblaze自定义一键化收集

 

开源CLI工具支持Telemetry log收集,收集到的telemetry日志Hearder部分可以解析,数据日志内容都进行加密,需要返回Memblaze进行解析,以nvme-cli v1.12为例:

NAME
nvme telemetry-log                                  
SYNOPSIS
nvme telemetry-log <device> [OPTIONS]
OPTIONS
 [  --output-file=<FILE>, -o <FILE> ]                  --- 必选。指定输出文件,输出的内容为二进制格式,
包括 Telemetry header
 [  --host-generate=<NUM>, -g <NUM> ]        --- 可选。指定收集 Host 触发的Telemetry log    
        
  [  --controller-init, -c ]                                       --- 可选。指定收集 controller 触发的Telemetry log。
  [  --data-area=<NUM>, -d <NUM> ]               --- 可选。指定要收集的data area,取值包括1、2 3。
未指定时表示收集所有data area信息。

 

示例1:收集一条host-initiated的telemetry-log。
# nvme telemetry-log /dev/nvme0 -o host_tel.log -g 1

 

示例2:收集一条controller-initiated的telemetry-log(如需获取全部,需要执行多次)。
# nvme telemetry-log /dev/nvme0 -o controller_tel.log -c
 

真实场景有可能存了多条telemetry日志,Memblaze基于nvme-cli 提供自动化收集工具,可以一次性把所以telemetry 日志全部收集。

 

 

OCP Spec 2.0 关于Telemetry 延展

 

OCP(Open Compute Project) Datacenter NVMe® SSD Specification是Facebook和Microsoft主导制定,来自Hyperscale业务商对SSD的需求定义,协议到2021年演进到2.0版本。

 

OCP 2.0协议中新增基于 PCIe VDM 实现的NVMe-MI带外管理支持Telemetry日志收集,这也可能是国内业务厂商未来的潜在需求。

 

 

 

参考文献:

  • NVM ExpressTM Base Specification NVM Express Revision 1.4
  • OCP Datacenter NVMe® SSD Specification Version 2.0