蛋博士最近的兴趣是UFS，作为蛋读系列的忠实读者，我定了个小目标：读好NVMe，然后像蛋博士一样成为人生赢家。
向偶像靠拢的第一次就从NVMe Reservation这个功能开始。Reservation的意义在于，提供一个机制，避免多个Host访问一个共享的Namespace出现冲突。
下图是一个实际的应用场景，一个典型的高可用（双活）存储系统：
- 上方的两个Storage Controller是两台Host： Host A和Host B (状态可以是Active-Active, Active-Idle, Idle-Active)
- 中间的两个交叉箭头，是两个PCIe Switch芯片：Switch A和Switch B
- 下方是一堆2的双端口SSD，SSD_1~SSD_N
- SSD_1~SSD_N他们通过Switch A和Switch B同时连到Host A和Host B
针对每一个独立的SSD，Host A和Host B都可以对它进行访问，为了避免冲突，就需要使用Reservation功能。需要注意的是，Reservation操作的对象是Namespace，而不是SSD，如果Host对该SSD的某个Namespace发送了一个权限以外的命令，SSD会abort这个命令。
NVMe Reservation是一个可选支持的功能，SSD通过Identify Namespace数据结构里的Reservation Capabilities （RESCAP）位告知Host自己是否支持该功能。
为了更好的理解Reservation的概念，我们结合一个蛋博士例子进行讲解。在200x年，蛋博士刚到上海准备租房，为了省钱买光盘，他决定找人合租，然后他找到了一位美女合租。
他们俩租的这套房子不大但是功能齐全，唯一的不足是只有一间卧室。好在，美女早出晚归，蛋蛋昼伏夜出，只要合理安排，一间卧室也可以满足大家的需求。
这样，蛋博士和美女就是Host A和Host B，租的房子是SSD，卧室则是Namespace。
Registering （注册）
首先，蛋博士和美女需要分别从房东那里获取一卧室把钥匙。在NVMe里，Host通过向SSD发送Reservation Register命令（把Reservation Register Action字段设置为000b）获取一个Reservation Key。
蛋蛋如果泡吧的时候把钥匙弄丢了，可以再向房东领一把。在NVMe里，Host可以发送Reservation Register命令（把Reservation Register Action字段设置为010b）替换掉原来的钥匙，但是前提是必须在Current Reservation Key字段填上之前的Key。
也就是说，蛋蛋如果想找房东配一把美女房间的钥匙，因为不知道美女的Key，是没法配的。
Reservation Type （预约模式）
在租来的房子里，蛋蛋仍然有一股男主人的气势，跟美女合租的第一天就约法三章：
- 不能在我备份小电影的时候动我的电脑；
- 我看电视的时候，你可以在我旁边一起看，但不能随便换台；
- 不准随便带陌生人回来，除非是漂亮妹子；
在NVMe里，有3类角色：
- Reservation Holder – 当前获得namespace使用权Host （蛋蛋）
- Registrant – 所有获得Reservation Key的Host （蛋蛋和美女）
- Non-Registrant – 其他Host （陌生人）
Reservation Holder，有6种Reservation模式
- Write Exclusive — 除了Reservation Holder，其他Host都不能写该Namespace
- Exclusive Access — 除了Reservation Holder，其他Host都不能访问该Namespace
- Write Exclusive – Registrant Only — 除了Reservation Holder和一个Registrant，其他Host都不能写该Namespace
- Exclusive Access – Registrant Only –除了Reservation Holder和一个Registrant，其他Host都不能访问该Namespace
- Write Exclusive – All Registrant Only –除了Reservation Holder和Registrants，其他Host不能访问该Namespace
- Exclusive Access – All Registrant Only –除了Reservation Holder和Registrants，其他Host不能访问该Namespace
看表格会比较直观，不同身份的Host对某个被Reserve的Namespace的访问权限
拓展到具体的NVMe命令
上表中：
A代表Allowed，命令会被正常执行
C代表 Conflict，命令会被SSD Abort掉，并且会告知原因是Reservation Conflict
Unregistering （注销）
蛋蛋有很强的灵活性，随时可以退租换个美女继续合租。
NVMe里Host可以通过发送Reservation Register命令（把Reservation Register Action字段设置为001b）注销对Namespace的Reservation。
注销以后，这个host就不再是该Namespace的Registrant。
当某个Namespace的所有Registrant全部注销以后，这个Namespace就被release了。
Acquiring a Reservation (获得使用权)
获得房间钥匙是第一步，想跟蛋蛋一样获得对Namespace的全部访问权限，Host需要下发Reservation Acquire命令, 把Reservation Acquire Action字段设置为000b, 同时在Current Reservation Key字段设置正确的Key （与前面注册时的Key相同）。
一个Namespace同时只能接收一个Reservation，在Host A已经占用namespace时，如果Host B发送Reservation Acquire命令，该命令会被SSD abort。
Release a Reservation (释放使用权)
Host A在完成相关操作以后，可以下发 Reservation Release命令，把Reservation Release Action字段设置为000b），同时在Current Reservation Key字段设置正确的Key，从而释放该Namespace。
Preempting a Reservation or Registration (抢占使用权)
蛋蛋与各位美女合租，一直耀武扬威，直到遇到了蛋嫂…
在Host A是Reservation Holder的情况下，Host B也有方式把namespace的使用权夺过来，具体方式是下发Reservation Acquire命令, 把Reservation Acquire Action字段设置为001b，同时在Current Reservation Key字段设置正确的Key。
只要当前Host A的reservation type不是”Write Exclusive – All Registrants”或者“Exclusive Access – All Registrants”, SSD就会注销Host A，释放其使用权，并将Host B设置为新的Reservation Holder。
Clear a Reservation （清理）
蛋蛋遇到了蛋嫂不再强势，不是因为不敢，只是不想…
Host A即使被Host B抢走了Namespace的使用权，但是只要保持了Registrant身份，仍然可以下发Reservation Release命令，将Reservation Release Action字段设置为001，同时在Current Reservation Key字段设置正确的Key。就可以召唤神龙，将所有注册为该Namespace registrant的Host全部注销掉。
