概述

Swift主要有三个组成部分：Proxy Server、Storage Server和Consistency Server。其中Storage和Consistency服务均运行在Storage Node上。Auth认证服务目前已从Swift中剥离出来，使用OpenStack的认证服务Keystone，目的在于实现统一OpenStack各个项目间的认证管理。

Proxy server 是负责将Swift架构其余的部分整合起来。对于每个客户端的请求，它将在Ring中查询Account、Container或Object的位置，并且相应地路由请求。

Proxy提供了Rest-full API，并且符合标准的HTTP协议规范，这使得开发者可以快捷构建定制的Client与Swift交互。

Storage Server提供了磁盘设备上的存储服务。在Swift中有三类存储服务：Account、Container和Object。

1）、Object Server

Object Server 是一个非常简单的二进制对象存储服务器，可以用来存储、检索和删除存储在本地设备上的对象。对象以二进制文件的形式存储在文件系统上，元数据存储在文件的扩展属性中（xattrs）。这需要对象服务器的基本文件系统的选择支持xattrs。

2)、Container Server

Container Server最重要的工作就是处理对象列表。它不知道对象存储在哪里，只是知道什么对象在一个特殊的容器中。这个列表以sqlite数据库文件的形式存储，和对象一样在集群中进行类似的备份。跟踪统计包括对象的总数，容器的存储使用的情况。

3)、Account Server

Account Server 跟 Container Server非常的相似，只是它负责容器的列表，而不是对象。

在磁盘上存储数据并向外提供Rest-ful API并不是难以解决的问题，最主要的问题在于故障处理。Swift的Consistency Servers的目的是查找并解决由数据损坏和硬件故障引起的错误。主要存在三个服务：Auditor、Updater和Replicator。

1)、Auditor

Auditor运行在每个Swift服务器的后台，持续地扫描磁盘来检测Object、Container和Account的完整性。如果发现数据损坏，Auditor就会将该文件移动到隔离区域，然后由Replicator负责用一个完好的拷贝来替代该数据。如果发现其他的错误，Auditor会把它们记录到日志中。

2)、Replicator

Replication被设计用来面对临时的网络停机或者驱动失败时，保持系统的一致性。

replication比较本地的数据（object，account和container）和每一个远端副本，来确保它们全都包含最新的版本。

replication的操作包括update和remove。

3)、Updaters

有时当容器或者账户数据不能被立即更新时，通常发生在故障的情况下或者高负载的时期。如果一次更新失败，这次更新将会被保存到本地文件系统上的队列里，然后Updater会执行失败的更新。

1、Ring

Ring是Swift重要的组件，一个ring代表云存储中的实体（Account、Container、Object）到物理位置的映射。Account、Container、Object都有各自分离的ring。当其他的组件需要对Account、Container、Object执行某些操作时，它们都需要和对应的ring交互来确定这些实体在集群中的位置。

Ring使用Zone、Device、Partition和Replica来维护这些映射信息。Ring中每个Partition在集群中都（默认）有3个Replica。每个Partition的位置由Ring来维护，并存储在映射中。

Ring文件在系统初始化时创建，之后每次增减存储节点时，需要重新平衡一下Ring文件中的项目，以保证增减节点时，系统因此而发生迁移的文件数量最少。

2、Zone

如果所有的Node都在一个机架或一个机房中，那么一旦发生断电、网络故障等，都将造成用户无法访问。因此需要一种机制对机器的物理位置进行隔离，以满足分区容忍性（CAP理论中的P）。因此，Ring中引入了Zone的概念，把集群的Node分配到每个Zone中。其中同一个Partition的Replica不能同时放在同一个Node上或同一个Zone内。注意，Zone的大小可以根据业务需求和硬件条件自定义，可以是一块磁盘、一台存储服务器，也可以是一个机架甚至一个IDC。

zone ： a group of nodes that is as isolated as possible from other nodes (separate servers, network, power, even geography).The ring guarantees that every replica is stored in a separate zone.

四、原理