SAN讲义4-SAN拓扑+光纤通道
SAN解决方案
SAN解决方案SAN（存储区域网络）解决方案是一种用于数据存储和管理的技术，它能够提供高可靠性、高性能和可扩展性的存储解决方案。
SAN解决方案通常由硬件和软件组成，用于连接存储设备和服务器，使其能够共享存储资源。
一、SAN解决方案的基本原理SAN解决方案基于一种称为光纤通道（Fibre Channel）的高速网络技术。
光纤通道是一种专用的、纤维光缆传输的协议，它能够提供高带宽和低延迟的数据传输。
SAN解决方案通过光纤通道将存储设备连接到服务器，实现存储资源的共享和管理。
二、SAN解决方案的组成1. 存储设备：SAN解决方案通常包括存储阵列、磁盘阵列和磁带库等存储设备。
这些设备通过光纤通道连接到SAN网络，提供高速、可靠的存储服务。
2. 服务器：SAN解决方案需要服务器来访问和管理存储设备。
服务器通过光纤通道适配器连接到SAN网络，实现与存储设备的通信。
3. 光纤通道交换机：光纤通道交换机是连接存储设备和服务器的核心组件。
它通过光纤通道端口将存储设备和服务器连接起来，实现数据的传输和路由。
4. 管理软件：SAN解决方案通常需要配备相应的管理软件，用于配置、监控和管理存储设备和网络。
管理软件可以提供图形化界面，方便管理员进行操作和监控。
三、SAN解决方案的优势1. 高可靠性：SAN解决方案采用冗余设计，包括冗余的存储设备和光纤通道交换机等。
当一个组件发生故障时，系统可以自动切换到备用组件，保证存储服务的连续性和可靠性。
2. 高性能：SAN解决方案通过光纤通道提供高带宽和低延迟的数据传输，能够满足大规模数据存储和访问的需求。
同时，SAN解决方案支持并行传输和负载均衡等技术，进一步提高系统的性能和吞吐量。
3. 可扩展性：SAN解决方案可以根据需求进行灵便的扩展。
管理员可以通过添加存储设备或者光纤通道交换机等组件来扩大存储容量和系统规模，满足不断增长的存储需求。
4. 简化管理：SAN解决方案提供集中化的存储管理，管理员可以通过管理软件对存储设备和网络进行配置和监控。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN（Storage Area Network）解决方案是一种用于存储和共享数据的高性能、可扩展的网络架构。
它通过专用的SAN交换机和光纤通道技术，将存储设备与服务器连接起来，实现数据的高速传输和共享。
SAN解决方案广泛应用于企业级存储系统、虚拟化环境和大规模数据中心等场景。
一、SAN解决方案的基本原理和架构SAN解决方案基于光纤通道技术，将存储设备与服务器通过光纤通道连接起来，构建一个独立的存储网络。
SAN解决方案的基本架构包括以下组件：1. 存储设备：SAN解决方案通常由多个存储设备组成，如磁盘阵列、磁带库等。
这些存储设备通过光纤通道与SAN交换机相连。
2. SAN交换机：SAN交换机是连接存储设备和服务器的关键组件，它通过光纤通道实现存储设备和服务器之间的高速数据传输和共享。
SAN交换机具有高带宽、低延迟和高可靠性的特点，能够支持大规模的存储和数据传输。
3. 光纤通道：光纤通道是SAN解决方案中的传输介质，它具有高速、长距离传输和抗干扰等优点。
光纤通道通过光纤缆将存储设备和SAN交换机连接起来，实现数据的传输。
4. 服务器：服务器是使用SAN解决方案的主机，它通过光纤通道与SAN交换机相连，可以访问存储设备中的数据。
服务器可以是物理服务器或虚拟机，SAN解决方案能够为不同类型的服务器提供高性能的存储服务。
二、SAN解决方案的优势和应用场景SAN解决方案具有以下优势：1. 高性能：SAN解决方案通过光纤通道实现存储设备和服务器之间的高速数据传输，具有低延迟和高带宽的特点，能够满足大规模数据传输和存储需求。
2. 可扩展性：SAN解决方案可以根据实际需求进行扩展，支持多个存储设备和服务器的连接，可以满足不断增长的存储和数据传输需求。
3. 高可靠性：SAN解决方案采用冗余设计，包括冗余的存储设备、SAN交换机和光纤通道等，能够提供高可靠性的存储和数据传输服务，保证数据的安全性和可用性。
SAN存储技术知识介绍
SAN存储技术知识介绍SAN（Storage Area Network）是一种计算机存储技术，它将存储设备集中在一个网络中，以提供高性能和可靠的数据存储解决方案。
SAN技术已经成为许多企业数据管理和存储的首选方法。
以下是SAN存储技术的介绍。
1.SAN的概念和基本原理：SAN是一种专门的网络，用于连接存储设备，如磁盘阵列、磁带库和磁带驱动器等。
它通过专用的高速数据通道（如光纤通道）将存储设备与服务器连接起来。
SAN通过提供高带宽和低延迟的数据通信，允许多个服务器同时访问存储设备，并提供共享存储资源的能力。
2.SAN的优势：SAN技术具有以下优势：-高性能：SAN提供高带宽和低延迟的数据传输，支持大规模数据传输和访问。
-可扩展性：SAN允许用户随着业务需求的增长，灵活地扩展存储容量，而无需重新配置整个存储架构。
-可靠性：SAN使用冗余路径和快速故障恢复机制，以确保存储设备的高可用性和数据的安全性。
-灵活性：SAN支持多种存储设备和协议，如磁带、磁盘阵列和光纤通道等，使得用户能够根据业务需求选择最适合的存储解决方案。
-简化管理：SAN提供了集中管理存储资源的能力，通过存储虚拟化和自动化技术，简化了存储管理的复杂性。
-数据共享：SAN允许多个服务器同时访问存储设备上的数据，实现数据的共享和协作。
3.SAN的组成部分：SAN由以下几个主要组成部分组成：-存储设备：如磁盘阵列、磁带库和磁带驱动器等，用于存储和管理数据。
-存储交换机：用于连接存储设备和服务器，并提供高带宽和低延迟的数据通信。
-存储管理软件：用于管理和配置存储设备，实现存储资源的虚拟化和自动化。
-光纤通道适配器：将服务器和存储交换机连接起来的物理接口。
-管理控制台：用于配置和监视SAN环境的中心管理工具。
4.SAN的应用：SAN技术广泛应用于各种数据管理和存储场景，包括：-数据中心：SAN可用于存储和管理大规模的企业数据，提供高性能和可靠性。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN（Storage Area Network）解决方案是一种用于存储和管理大量数据的高性能、可扩展的解决方案。
它通过网络连接多个存储设备，使它们能够共享数据和资源。
SAN解决方案在企业级存储方案中被广泛应用，可以提供高可靠性、高可用性和高性能的数据存储和访问。
一、SAN解决方案的基本架构SAN解决方案的基本架构包括以下组件：1. 存储设备：SAN解决方案通常由多个存储设备组成，如磁盘阵列、磁带库等。
这些存储设备通过光纤通道或以太网连接到SAN交换机。
2. SAN交换机：SAN交换机是连接存储设备和主机的关键组件。
它负责将数据从主机传输到存储设备，并管理存储设备之间的数据流。
3. 主机适配器：主机适配器是连接主机和SAN交换机的接口卡。
它负责将主机上的数据传输到SAN交换机，并处理与存储设备的通信。
4. 光纤通道：光纤通道是连接主机适配器和SAN交换机之间的物理链路。
它提供高速、可靠的数据传输通道。
二、SAN解决方案的优势SAN解决方案相比其他存储解决方案具有以下优势：1. 高性能：SAN解决方案采用高速光纤通道和专用交换机，能够提供高速的数据传输速度和低延迟的访问时间。
2. 可扩展性：SAN解决方案可以根据需求进行灵活的扩展。
通过添加存储设备和交换机，可以轻松扩大存储容量和提高性能。
3. 高可靠性：SAN解决方案采用冗余设计，可以提供高可靠性和容错能力。
当一个存储设备或交换机发生故障时，系统可以自动切换到备用设备，确保数据的连续性和可用性。
4. 数据共享：SAN解决方案可以实现多个主机共享存储设备上的数据。
这样可以提高资源利用率，减少存储设备的数量和成本。
5. 简化管理：SAN解决方案提供集中管理的功能，可以通过管理软件对存储设备进行统一管理和监控，简化了存储管理的工作。
三、SAN解决方案的应用场景SAN解决方案在各个行业都有广泛的应用，特别适用于以下场景：1. 数据中心：SAN解决方案可以为数据中心提供高性能、可靠的存储和访问服务，满足大规模数据处理和存储的需求。
SAN的原理与应用
SAN的原理与应用存储区域网络（Storage Area Network，SAN）是一种用于存储数据的专用网络，它将计算机系统与存储设备连接起来，实现高性能、高可靠性的数据存储和共享。
SAN的原理包括存储虚拟化、光纤通道和带宽管理。
存储虚拟化是SAN的核心原理之一、它通过将存储设备虚拟化为逻辑单元，从而将物理存储资源抽象为逻辑存储池。
这样一来，计算机系统可以访问这些逻辑存储池，而不必考虑底层物理存储设备的具体细节。
存储虚拟化大大简化了数据存储的管理，提高了存储的利用率和可扩展性。
光纤通道是SAN实现高性能数据传输的基础。
光纤通道采用光纤作为传输介质，具有高带宽、低延迟、抗干扰等特点。
光纤通道可以同时支持多台计算机系统与多个存储设备之间的数据传输，实现并行访问，提高了数据传输的效率和吞吐量。
此外，光纤通道还支持存储设备间的快速冗余，可以在设备故障时自动切换数据路径，提高了数据的可靠性和可用性。
带宽管理是SAN实现高可靠性数据存储的关键。
SAN可以根据需要动态分配带宽，为不同的数据流提供不同的服务质量。
通过对带宽进行有效的管理和调度，可以避免数据传输的阻塞和拥塞，确保存储服务的及时响应。
此外，SAN还可以对存储设备进行负载均衡，将负载合理地分配到不同的存储设备上，增加系统的吞吐量和可扩展性。
SAN的应用非常广泛。
首先，SAN可以用于数据备份和存储。
由于SAN的高性能和高可靠性，它可以为企业提供高效稳定的数据备份和存储服务，帮助企业保护和管理海量的数据。
其次，SAN可以用于虚拟化环境。
虚拟化技术可以将多个服务器虚拟化为一个物理服务器，从而充分利用计算资源，并减少能源和空间的消耗。
SAN可以为虚拟机提供高速访问存储的能力，从而提高虚拟化环境的性能和可用性。
此外，SAN还可以用于大规模的分布式存储系统。
大型云计算和大数据分析需要处理海量的数据，而SAN可以提供高性能、高可靠性的数据存储和访问，满足这些应用的需求。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN（存储区域网络）解决方案是一种用于高效存储和管理数据的技术。
它提供了一个共享存储资源的网络，使多台服务器能够同时访问和共享存储设备。
SAN解决方案在企业级应用中广泛应用，可以提供高可用性、高性能和灵活的存储解决方案。
一、SAN解决方案的基本概念和原理SAN解决方案的基本概念包括存储设备、存储网络和主机。
存储设备是指提供存储空间的硬件设备，如磁盘阵列、磁带库等。
存储网络是指连接存储设备和主机的网络，通常使用光纤通道（Fibre Channel）或以太网（iSCSI）作为传输介质。
主机是指连接到存储网络的服务器，它们通过存储网络访问和管理存储设备上的数据。
SAN解决方案的工作原理是将存储设备连接到存储网络上，并为主机提供访问存储设备的权限。
主机通过存储网络发送读写请求到存储设备，存储设备将数据传输回主机。
SAN解决方案通过提供高带宽、低延迟的存储网络，实现了高速数据传输和共享存储资源的能力。
二、SAN解决方案的优势和应用场景1. 高可用性：SAN解决方案可以实现存储设备的冗余和故障切换，提供高可用性的存储服务。
当一个存储设备发生故障时，系统可以自动切换到备用设备，保证数据的可靠性和可用性。
2. 高性能：SAN解决方案通过使用高速存储网络和专用存储设备，可以实现高性能的数据传输和访问。
它可以满足对大规模数据处理和高并发访问的需求。
3. 灵活性：SAN解决方案可以实现存储资源的共享和动态分配，提供灵活的存储管理。
它可以根据业务需求对存储空间进行扩展和调整，提高存储资源的利用率。
SAN解决方案在以下场景中得到广泛应用：1. 数据中心：SAN解决方案可以为数据中心提供高性能、高可用性的存储服务。
它可以满足大规模数据处理和存储的需求，支持虚拟化和云计算等新兴技术。
2. 数据备份和恢复：SAN解决方案可以实现数据备份和恢复的高效率和可靠性。
它可以通过快照、镜像和复制等功能，提供数据的实时备份和快速恢复。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN（Storage Area Network）解决方案引言概述：随着信息技术的快速发展，企业对于数据存储和管理的需求越来越大。
传统的存储方式已经无法满足大规模数据的存储和快速访问需求。
而SAN（Storage Area Network）解决方案应运而生，它通过将存储设备集中管理，提供高可靠性、高可扩展性和高性能的存储解决方案。
本文将详细介绍SAN解决方案的五个关键部分。
一、存储设备：1.1 存储阵列：SAN解决方案的核心是存储阵列，它是一个集中存储数据的设备。
存储阵列具有高可靠性和高性能的特点，通常采用冗余磁盘阵列（RAID）技术，确保数据的安全性和可用性。
1.2 磁盘驱动器：磁盘驱动器是存储阵列的组成部分，它负责存储和读取数据。
SAN解决方案通常采用高速磁盘驱动器，如固态硬盘（SSD），以提供更快的数据访问速度和更高的性能。
1.3 磁盘交换机：磁盘交换机是连接存储阵列和服务器的关键设备，它负责数据的传输和路由。
磁盘交换机具有高带宽和低延迟的特点，确保数据的快速传输和高效管理。
二、网络基础设施：2.1 光纤通道：SAN解决方案通常采用光纤通道作为数据传输介质，它具有高带宽和低延迟的特点，能够满足大规模数据的传输需求。
2.2 光纤通道交换机：光纤通道交换机是连接存储设备和服务器的关键设备，它负责光纤通道的路由和管理。
光纤通道交换机具有高带宽和低延迟的特点，确保数据的快速传输和高效管理。
2.3 光纤通道适配器：光纤通道适配器是服务器和存储设备之间的接口设备，它负责将服务器的数据传输到存储设备。
光纤通道适配器具有高带宽和低延迟的特点，提供高性能的数据传输和存储能力。
三、数据管理：3.1 存储虚拟化：SAN解决方案通常采用存储虚拟化技术，将多个存储设备虚拟化为一个逻辑存储池，简化存储管理和提高存储利用率。
3.2 数据备份和恢复：SAN解决方案提供灵活的数据备份和恢复功能，可以快速备份和恢复大规模数据，确保数据的安全性和可用性。
SAN存储技术知识介绍
SAN存储技术进阶知识介绍SAN是千兆位速率的网络,它依托光纤通道(Fibre Channel)为服务器和存储设备之间的连接提供更高的吞吐能力、支持更远的距离和更可靠的连通。
SAN可以是交换式网络,也可以是共享式网络。
以目前的技术,其中任何一种网络都能够提供更好的伸缩性、故障恢复和诊断信息;此外,以其中任何一种网络为基础建设SAN都不需要对现有设施进行全面升级。
由于降低了管理成本,SAN的基本设施的最初成本也就变得并不昂贵。
SAN的组成通常包括服务器(主机)、存储设备(磁带或者磁盘阵列)以及桥接器和多路复用器,并且所有这些设备都连接在光纤通道的交换机上。
在LAN和WAN环境中,交换机为连接着的所有设备提供主干,其中的一个或多个交换机称为光纤通道交换矩阵(Switching Fabric)。
SAN的交换矩阵允许数以千计的结点进行连接。
SAN还可以组成FC-AL环网(Fibre Channel Arbitrated Loop),这是一种共享介质的网络。
FC-AL环网结构在每个环上允许多达126个设备,可以直接连接到光纤通道的交换机上,也可以连接到和交换机相连的集线器上。
此外,光纤通道还有助于分担服务器的负载,以前服务器一直要承担向存储设备和LAN传输数据的负担;而现在,服务器可以将传输数据的工作交给SAN。
SAN的设计要进行SAN网络的安装,任务是相当简单的。
光纤通道SAN可以设计成共享介质的网络,也可以设计成交换式访问的网络。
在共享介质的网络中,所有设备共享同一个千兆位的环,这种结构的问题在于随着设备的增加,网络的吞吐能力会下降。
尽管对于小型应用环境来说这也许是可以接受的,但基于光纤通道交换机的主干将大大增加SAN的总带宽。
建立交换矩阵SAN可以使用一个或多个光纤通道交换机,然而只有当所有存储设备的网卡象操作系统和应用一样能够连接到这一交换矩阵上,才有可能访问由这一交换矩阵所提供的服务。
这是因为首先网卡要通过登录到这一交换矩阵来成为网络的一个成员,这一过程称作Fabric Login。
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Node D
16:50
27
SAN的分区
多端口存储子系统中的端口分区 LUN masking和WWN(World Wide Node)
16:50
28
SAN交换机中的分区
SAN交换机中的分区 交换分区的不同实现
使用网络地址实现软分区 硬分区
Switch
Zone X
Zone Y
16:50
5
存储网络中的连接、存储和文件组织层的 集成
存储层和文件层之间的层次联系 独立于存储层/文件组织层结构的连接层 NAS作为文件组织层的应用 SAN作为存储层的应用
16:50
6
存储层和文件层之间的层次联系
应用层 商业和桌面应用
文件组织层 存储层 连接层
表示层 用户的数据和应用、文件、 （文件组织层）目录、文件夹的逻辑视图 数据结构 设备和子系统中存储和保留的数据 （文件组织层）的结构和逻辑 块 存储指令、数据传输、存储位置传输 （存储层） 和设备虚拟化 总线/网络层 寻址和命名服务、路由、桥、虚拟网 （连接层） 络和分区 介质访问层 仲裁、会话协议、流量控制 （连接层） 物理层 线缆连接、网络端口、连接驱动器 （连接层）
Zone X Zone Y
Node
Node
Node
Node
Node
16:50
46
分区
操作
区中的成员只能看到该区中的其它成员 设备可以是多个区中的成员 FC-AL 分区可以在单个HUB上创建私有环 安全的设备访问 允许操作系统共存
好处
16:50
47
FC 协议结构
ULP (Upper Level Protocol)
环路 1
FL_Port
环路 2
F_Port FL_Port
NL_Port
Node B
Switch
Node D
一个环路可以且只能连接一个FL端口 一个节点可以是公用的也可以是私有的 私有节点只能在环路内部进行通信
16:50
45
分区（Zoning)
分区可以将FC连接的设备逻辑上划分成组
Switch
SCSI-3
IP
ATM
FC - 4
IPI - 3 Command Set Mapping (IPI-3 STD)
SCSI - 3 Command Set Mapping
FC Link Encapsulation FC - LE
FC - ATM
FC - 3
Common Services Framing Protocol Encode / Decode Physical Variant Fibre Channel Physical & Signaling Interface ( FC- PH, FC-PH2, FC-PH3 )
16:50
21
交换机阻塞
阻塞：虽然交换机骨干网具有很高的速率，但也会发 生阻塞。当这种情况发生时，数据必须被存在缓存中， 直到目的单元被它先前的会话释放。 地址映射：交换机“映射”它的端口到某些地址，并 使用这种映射通过内部端口的连接来连接发起者和目 标单元。 存储转发与直通交换 干线
存储层 FC(连接层)
连接层
传统的存储系统结构
NAS客户端
文件组织层NAS
NAS服务器
文件组织层NAS SCSI存储层
802.3(连接层)
16:50
SCSI连接层 连接层
10
NAS的具体结构
排列存储网络构件
NAS客户端 文件组织层NAS NAS服务器 文件组织层NAS 通用连接层 存储层（SAN）
文件组织层（NAS） 以太网 需要本地安装域 存储层（SAN） 支持多个发起者，产品 有限 评价 需要进一步细化在存 储方面的努力
光纤通道
支持，但很少被布署
最先用于市场，已经处 于领先地位
未实现，最初将通过一 个适配器实现
关键应用不足以动摇 以太网的优势
将开发本地连接能力 的VIA群
InfiniBand 还未实现，最初将通 过一个适配器来实现
7
16:50
独立于存储层/文件组织层结构的连接层
存储层
文件组织层
连接层
16:50
8
NAS作为文件组织层的应用
NAS服务器 文件组织层 存储层
到客户端的连接
到服务器的连接
16:50
9
排列存储网络构件
文件组织层 存储层 文件组织层 文件组织层 802.3(连接层)
NAS和SAN采用的结构
存储层
连接层
16:50
15
使用级连交换机进行扩展
边缘交换机
Байду номын сангаас
核心交换机
边缘交换机
16:50
16
交换SAN的性能扩展优势
共享总线连接
交换连接
16:50
17
SAN的距离扩展优势
存储 服务器 机架 服务器 地板
机架
存储
服务器
SAN
远程磁盘子系统
本地磁盘子系统
16:50
建筑1
建筑2
18
可用性结构
存储更新 升级和布署新的服务器 集群配置的高可用
光纤
Node
TX RX TX
Node
F-Port
RX
N-Port
F-Port N-Port
16:50
43
交换式光纤技术
10 Km
16:50
44
混合 环路和 Fabrics
一个 fabric 可以连接多个环路
Node E
N_Port NL_Port
Node C
Node ANL_Port
NL_Port
F A I L O V E R
16:50
19
SAN的网络拓朴结构—传输帧结构
结束标志
奇偶校验和
数据负载
协议元数据
源地址
目的地址
开始标志
16:50
20
SAN的网络拓朴结构—交换网络
Switch
骨干网
缓存 缓存 缓存 缓存 缓存
Node
Node
Node
Node
Node
发起者：用于发起I/O操作的是发起者，其目标为目标单元，交 换机将由发起者发起的一个连接传输到目标连接。 缓存：通常情况下，交换机中的任一端口可以和其中的另外任何 一个端口通信。交换机端口通常有缓存，用于临时存储由它传递 的数据。
100MB
交换式光纤
100MB
100MB
100MB
16:50 39
点到点技术
100 MB/sec
100 MB/sec
16:50
40
Arbitrated 环路
一个节点的TX连接到下一个节点的 RX 可操作的顺序:
Arbitrate环路控制 打开目标的环路 数据传送 关闭
最大带宽 - 当前 100 MB/sec
16:50
33
16:50
34
光纤通道技术
16:50
35
光纤通道
SAN的理想传送通道方式
– 支持多协议 – 网络能力和功能 – 异构互连
带宽 -- 可用性 -- 可靠性 -- 集成 -- 伸缩性
16:50
36
附加连接
通道1
内存 磁盘
网络
处理器
封闭的, 结构化的 高性能 容错 大量数据传送 硬件加强 开放的，非结构化的 容错不重要 层到层（Peer to peer） 数据、声音和视频 软件加强
管理环中的失效控制器
旁路失效的控制器
16:50
26
Arbitrated 环路技术
交换的环拓朴结构的组合
Node E
N_Port
NL_Port
Node C
Node ANL_Port
NL_Port
环路 1
FL_Port F_Port FL_Port
环路 2
Switch
NL_Port
Node B
最小的错误率 成功的缓冲：流量控制 全双工传输 低延迟 顺序提交数据
独立于存储和文件组织层的连接层 多路通信和复合协议
16:50
3
文件组织层
文件组织层的功能有两个作用：向用户端和应用表示 抽象对象，以及在真实或虚拟的存储设备上组织数据 层，它被称为表示层和数据结构层。文件系统和数据 库提供存储网络文件组织层的主要功能。
作为存储和文件组织应用的SAN和NAS
连接、存储和文件组织层的结构 存储网络中的连接、存储和文件组织层的集成 排列存储网络的构件
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1
存储网络是一种应用
就象运行于各种网络的客户端/服务端应用和分布式应 用，存储是一种基于多种网络技术的独特的应用。
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2
连接层
存储网络连接的优点
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37
光纤通道连接
Channel Network
封闭的, 结构化的 高性能 容错 大量数据传送 硬件加强
开放的，非结构化的
容错不重要 层到层（Peer to peer） 数据、声音和视频
软件加强
光纤通道
16:50
38
SAN 拓扑结构
点到点
100MB > < 100MB
Arbitrated Loop
Node
16:50
Node
Node
Node
Node
29
交换机中软分区的操作过程