openstack-swift.18421165

news2024/11/20 9:16:45

对象存储 swift

对象存储 是一种用于存储和管理大量数据的系统。类似于一个超大云盘。可以存储各种文件。（照片，视频，文档等等）。与传统的文件存储不同，对下个存储不关心文件的目录结构和层级关系，而是将每个文件视为一个独立的对象（Object）.每个对象都有一个唯一的标识符，我们可以通过这个标识符来找到和访问对象。

为了确保数据的可靠性和安全性，对象存储会将每个对象分成对各副本，并将这些副本分散存储在不同的存储服务器上。这样，即使某个服务器出现故障，我们仍然可以通过其他副本来获取文件。
当我们想要上传文件时，我们将文件分成小块，并将这些块分发发哦不同的存储服务器上。每个块都有自己的效验码，以便需要时进行数据校验和修复。

当我们需要访问文件时，我们只需要提供文件的唯一标识符，对象存储系统就会根据标识符找到对应的存储服务器，并将文件块重新组装起来，然后，将完整的文件返回给我们。

swfit的特点

  • 高可用性：swift采用了多副本，冗余和分布式架构，以确保数据的高可用性和可靠性。当一个存储节点发生故障时，系统可以自动地将数据复制到其他节点上，以确保数据的完整性和可用性。
  • 可扩展性：swift可以轻松的扩展到数千台服务器，支持pb级别的数据存储，同时也支持水平和垂直扩展，以应对日益增长的数据需求
  • 强安全性：swift提供了多种安全机制，包括认证，授权，访问控制，加密等，以保护用户的数据免受恶意攻击和非法访问
  • 高性能：swift采用了分布式存储和负载均衡技术，以确保数据的快速访问和高效传输。同时，swift还支持多种数据访问协议，如RESTful API、Swift API、S3 API等，以满足不同用户的需求。
  • 易用性：swift提供了简单，易用的api和web界面

什么是openstack swift

swift和hadoop分布式文件系统（hdfs）都有着相似的目的：实现冗余，快速，联网的存储，它们的技术差异：

  • swift中，元数据呈分布式，跨集群复制。而hdfs使用了中央系统来维护文件元数据（namenode，名称节点），这对hdfs来说无异于单一故障点，因而扩展到规模非常大的环境显得更困难
  • swift中有多租户架构，而hdfs没有多租户架构这个概念
  • swift中文件可以写入多次；在并发操作环境下，以最近一次的操作为准。而hdfs中，文件写入一次，而且每次只能有一个文件写入
  • swift使用python hdfs使用java
  • swift被设计成了一种比较通用的存储解决方案，能够可靠地存储数量非常多的大小不一的文件；而hdfs被设计成可以存储数量中等的大文件（hdfs针对更庞大的文件做了优化），以支持数据处理。

img

Proxy Server：负责接收客户端的请求，并将请求分发到后端的存储节点上，同时也负责处理授权、认证和负载均衡等。

Object Server：存储对象数据，如图片、视频、文档等。

Container Server：存储对象容器数据，如文件夹、目录等。

Account Server：存储账户和认证信息，如用户、密码、角色等。

Replicator：负责对象和容器的数据复制和同步，以保证数据的冗余和高可用性。

Auditor：负责对对象和容器的数据进行检查和验证，以确保数据的完整性和可用性。

Updater：负责对对象和容器的元数据进行更新和同步，以支持Swift的高效管理和查询。

工作原理

  • 用户发起请求

用户通过RESTful API 发起http请求（例如GET，POST，PUT，DELETE等），以便存储在swift中的对象进行交互。这些请求首先发送搭配代理服务器

  • 身份认证和授权

代理服务器接收到请求后，首先对用户进行身份验证，以确保用户具有执行请求操作的权限。swift与openstack的身份验证服务keystone继承，以提供身份验证和授权功能。

  • 请求路由

代理服务器根据请求类型（账户，容器或对象操作）将请求路由到适当的服务器。此外，代理服务器还利用ring（一致性哈希环）来确定存储节点的位置

  • ring和数据分布

ring使用一致性哈希算法将数据均匀地分布在各个存储节点上，要实现负载均衡和高可用性。当请求到达存储节点时，ring负责确定数据应存储在哪个位置以及如何检索数据。

  • 数据持久化

对象服务器将数据写入存储设备。swift将数据分割为多个分片，并在多个存储节点上存储数据的多个副本，以确保数据的可靠性和容错能力。（Swift 会在节点内部创建数据的多个副本（如果你配置了副本数量））

  • 复制和一致性

复制器会定期检查数据副本的数量和完整性。如果某个存储节点发生故障或者数据损坏，复制器会自动创建新的副本以保持数据的可用性。同时，审计员会定期检查存储节点上的数据完整性和一致性，并在发现问题时出发复制器

  • 响应返回

完成操作后，存储节点将结果返回给代理服务器。代理服务器会将结果以http相应的形式返回给用户。

操作

[root@controller swift]# openstack container create swift-test
+---------------------------------------+------------+------------------------------------+
| account                               | container  | x-trans-id                         |
+---------------------------------------+------------+------------------------------------+
| AUTH_2fc2d17699ab4d1784a9b0f96e630915 | swift-test | txd6233772ee8248f2913ca-0066ece0e0 |
+---------------------------------------+------------+------------------------------------+

[root@controller swift]# openstack container list
+------------+
| Name       |
+------------+
| swift-test |
+------------+

[root@controller swift]# mkdir test
[root@controller swift]# echo 'hello word' > test/lll.txt

[root@controller swift]# openstack object create swift-test test/lll.txt 
+--------------+------------+----------------------------------+
| object       | container  | etag                             |
+--------------+------------+----------------------------------+
| test/lll.txt | swift-test | 4d2220fcf2abf3a9baac712bb93bd29c |
+--------------+------------+----------------------------------+

[root@controller swift]# openstack object list swift-test
+--------------+
| Name         |
+--------------+
| test/lll.txt |
+--------------+

[root@controller swift]# rm -rf test/

[root@controller swift]# openstack object save swift-test test/lll.txt
[root@controller swift]# ls test/
lll.txt
[root@controller swift]# cat test/lll.txt 
hello word
[root@controller swift]#

切片式上传

[root@controller ~]# swift upload swift-test  -S 4096 cirros-0.5.1-x86_64-disk.img 

[root@controller ~]# openstack container list
+---------------------+
| Name                |
+---------------------+
| a                   |
| swift-test          |
| swift-test_segments |
+---------------------+
[root@controller ~]# openstack object   list swift-test_segments
+-----------------------------------------------------------------------+
| Name                                                                  |
+-----------------------------------------------------------------------+
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000000 |
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000001 |
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000002 |
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000003 |
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000004 |
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000005 |
| cirros-0.5.1-x86_64-disk.img/1726651615.838030/16338944/4096/00000006 |
省略
# 发现每个都是4096 4mb的分片

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