[云计算]OpenStack - Swift

Swift在OpenStack中的位置

Swift是OpenStack云存储服务的重要组件，它提供了高可用、分布式、持久性、大文件的对象存储服务。此外Swift还可以利用一系列的便宜硬件存储设备，提供安全、可靠的存储服务。

Swift特点

• 完全对称、面向资源的分布式系统架构设计

Swift组件

Swift原理

一致性哈希

• 通过计算可将对象均匀分布到虚拟空间的虚拟节点上。
• 在增加或删除节点时可大大减少需移动的数据量。
• 在实际部署的时候需要经过仔细计算得到合适的虚拟节点数，以达到存储空间和工作负载之间的平衡。

数据一致性模型

• N：数据的副本总数；
  W：写操作被确认接受的副本数量；
  R：读操作的副本数量。
• 强一致性：R+W>N，以保证对副本的读写操作会产生交集，从而保证可以读取到最新版本。
• 弱一致性：R+W<=N，如果读写操作的副本集合不产生交集，就可能会读到脏数据，适合对一致性要求比较低的场景。
• Swift 默认配置是 N=3，W=2>N/2，R=1或2，即每个对象会存在 3 个副本，这些副本会尽量被存储在不同区域的节点上；W=2 表示至少需要更新 2 个副本才算写成功；当 R=1 时意味着某一个读操作成功便立刻返回，此种情况下可能会读取到旧版本（弱一致性模型）；当 R=2 时，需要通过在读操作请求头中增加 x-newest=true 参数来同时读取 2 个副本的元数据信息，然后比较时间戳来确定哪个是最新版本（强一致性模型）。

如果数据出现了不一致，后台服务进程会在一定时间窗口内通过检测和复制协议来完成数据同步，从而保证达到最终一致性。

数据模型

• 层次数据模型，共设三层逻辑结构：Account/Container/Object（即账户/容器/对象）
• 每层节点数均没有限制，可以任意扩展

Ring

• 将虚拟节点（分区）映射到一组物理存储设备上

• Account Ring、Container Ring、Object Ring

• 包括：

  • 存储设备列表，设备信息包括唯一标识号（id）、区域号（zone）、权重（weight）、IP 地址（ip）、端口（port）、设备名称（device）、元数据（meta）。

• 分区到设备映射关系（replica2part2dev_id数组）

• 计算分区号的位移（part_shift整数）

API

• Swift通过Proxy Server向外提供基于HTTP的REST服务接口，对账户、容器和对象进行CRUD等操作。

Swift命令

• swift upload
• swift download
• swift stat
• swift-get-nodes 获取对象的partition信息
• swift-object-info 从.data文件获取账户/容器/对象信息
• swift-ring-builder 各种ring操作

Swift问题定位

• 检查服务状态
  • cps template-instance-list --service swift swift-store
  • cps template-instance-list --service swift swift-proxy
• 日志路径
  • /var/log/fusionsphere/component/swift-proxy/
  • /var/log/fusionsphere/component/swift-store/
• 检查Swift分区空间
  • df -h

Swift逻辑架构