NVMe-MI协议深度解析：实现原理与MI报文结构详解

NVMe-MI协议深度解析：实现原理与MI报文结构详解

NVMe-MI（NVMe Management Interface）协议是NVMe协议的重要补充，它提供了一种独立于NVMe协议的管理接口，使得即使在SSD出现故障时，也能通过另一条路径获取SSD的状态信息。本文将从宏观角度解读NVMe-MI协议的实现原理，并详细解析MI报文的结构。

知道NVMe-MI的作用后，我们先从宏观角度看一下它是怎么实现的。与NVMe协议不同，NVMe-MI协议是通过MCTP协议进行传输，同时底层物理层支持PCIe或者SMBus/I2C，本文后续默认物理层都是SMBus/I2C。物理层使用I2C的好处就是和NVMe协议完全隔离，即使SSD在NVMe看来是故障的，还能有另外一条路径查看SSD状态。

从整个协议栈我们可以看出一次完整的MI命令执行过程：

1. Host将想要发送的命令按照MI的协议规范组成MI报文;
2. 将MI报文当作MCTP的数据封装为MCTP报文;
3. 完整的MCTP报文通过I2C链路发给SSD;
4. SSD收到MCTP报文后，解封MCTP报文得到MI报文;
5. 解析MI报文后获取发送消息，然后将要回复的数据按照MI协议规范组成MI报文;
6. 再将回复MI报文当作MCTP的数据封装为MCTP报文;
7. 再将MCTP报文通过I2C链路发送给Host;
8. Host解封MCTP报文，再解析MI报文获取回复消息。

图1：NVMe-MI协议执行流程示意图

在整个过程中，我们具体来看一下MI报文，这是属于MI协议范畴，过程中涉及的MCTP协议，I2C协议可自行查看相关协议文档。

一个完整MI报文分为3部分，Header，Data和IC(Integrity Check)

Header：总共4个字节，主要指明该MI消息的类型;

Data：MI消息的具体数据，数据格式和大小因Header里面指明的类型不同而不同;

IC：总4个字节，Header和Data的CRC校验值，使用的是CRC-32C算法。

图2：MI报文结构示意图