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API、Swift客户端库、Swift的高级API特性等内容，并介绍了什么是中间件以及如何开发中间件。这一部分主要是面向开发人员的，旨在教会帮助开发人员如何基于对象存储进行开发。第三部分主要介绍了如何安装Swift，第四部分介绍了部署当中的一些注意事项以及如何进行硬件选型，第五部分讲述了错误检修和基准测试，这三部分特别适合存储运维人员阅读参考。 關於作者： Joe Arnold是SwiftStack的CEO。SwiftStack是Swift的核心开发者。作为云计算基础架构的创新者，Joe于Engine Yard工作期间，在Amazon Web Services上构建了第一个广泛使用的云服务平台，推动了Swift成为OpenStack的第一个公开组件，并且部署了多个大规模云存储系统。 奥思数据创始人兼CEO李明宇，之前在中科院软件所工作，主要负责解决实际工程问题，带领团队承担分布式系统和云计算的相关工作。离开中科院后，李明宇一直致力于OpenStack等云计算和大数据相关开源技术的研究和传播，为企业提供咨询、评测等技术服务。李明宇的工作也得到了OpenStack国际社区的认可，受邀于2016年4月在奥斯汀OpenStack Summit峰会上进行培训和分享。 目錄： 前言XVII 第一部分　基础与架构 第1章　存储的演进3 当今数据的存储需求3 数据的增长：艾字节（Exabytes）、骇字节（Hellabytes）以及更多4 非结构化数据的存储需求4 没有放之四海而皆准的存储系统5 对象存储与其他存储类型的比较6 新的存储架构：软件定义存储（SDS）7 软件定义存储组件8 软件定义存储的优点9 为什么是OpenStack Swift9 小结10 第2章　初识Swift11 认识SwiftStack15 第3章　Swift数据模型和体系结构17 Swift数据模型17 Swift体系结构20 服务进程（Server Processes）22 一致性进程（Consistency Processes）24 定位数据26 环基础：哈希函数26 环基础：一致性哈希环28 环文件：修改后的一致性哈希环30 数据分发（Distribution of Data）32 创建和更新环32 创建和更新构造文件32 重新平衡环（Rebalancing the Rings）33 环内部结构33 小结34 第4章　Swift基础35 与集群交谈：Swift API35 发送请求36 存储URL36 身份验证37 HTTP动词37 授权和采取行动38 获取响应38 通信工具39 命令行界面39 自定义客户端应用程序42 示例场景43 小结43 第二部分　Swift应用程序设计 第5章　Swift API概述47 API到底是什么？47 CAP定理48 Swift的亮点：高可用性、冗余性和高吞吐量49 Swift API：背景50 回顾超文本传输协议（HTTP）50 表现层状态转化（REST）53 Swift、HTTP和REST53 使用Swift API54 关于你的Swift集群54 认证55 检索数据56 存储数据58 删除数据59 更新元数据60 小结61 第6章　Swift客户端库63 客户端库63 身份验证交换64 存储请求：基本用法65 其他语言的客户端库68 Ruby68 PHP68 Java69 存储请求：高级用法70 使用Python的其他注意事项71 小结71 第7章　高级API特性73 大对象（Large Objects）73 对象版本管理75 对象过期75 临时URL中间件（TempURL）76 表单提交中间件76 自定义元数据77 上传和更新元数据77 跨域资源共享（CORS）78 Swift集群信息79 范围请求80 域重映射中间件80 静态Web托管（Static Web Hosting）81 Content-Type头82 批量操作中间件82 代码示例83 静态大对象83 动态大对象84 对象版本管理85 TempURL（Time-Limited URLs）86 表单提交87 跨域资源共享（CORS）88 自定义元数据89 Swift集群信息90 范围请求90 域重映射91 静态web托管92 Content-Type93 批量上传93 批量删除94 小结94 第8章　部署Swift中间件95 WSGI框架简介95 编写WSGI97 数据流和数据的修改98 通过Paste来配置中间件100 如何编写Swift中间件102 由内而外104 简单的例子104 中间件中更多的工作106 回顾与前瞻110 小结111 第三部分　Swift的安装 第9章　源码安装OpenStack Swift115 下载OpenStack Swift115 依赖116 安装Swift CLI（python-Swiftclient）116 安装Swift117 复制Swift配置文件117 配置Swift117 向Swift中添加驱动器118 存储策略122 创建环构造器文件124 向构造文件中添加磁盘128 添加硬盘130 构建环131 配置Swift日志132 创建日志配置文件132 重启Rsyslog，开始记录Swift日志133 配置代理服务133 设置哈希路径前缀和后缀133 开启代理服务134 设置TempAuth验证和Swift授权134 开启memcahed134 在proxy-server.conf中添加用户135 启动服务和重启代理135 账户认证136 验证账户访问137 创建容器138 上传对象139 开启一致性进程139 配置rsync140 启动其他一致性进程141 小结141 第10章　安装SwiftStack143 SwiftStack控制器和节点概述143 SwiftStack控制器143 SwiftStack节点145 使用SwiftStack创建一个Swift集群146 创建一个SwiftStack控制器用户146 安装SwiftStack节点软件147 声明一个新节点147 创建集群148 获取节点149 启用SwiftStack节点149 配置SwiftStack节点150 添加Swift用户150 SwiftStack中间件151 部署到集群152 通过网页控制台来创建容器和上传对象153 小结154 第四部分　规划Swift部署 第11章　Swift的硬件157 节点的硬件规格158 CPU158 内存161 盘162 集群组网（Cluster Networking）164 网卡（NIC）165 对外网络（Outward-Facing Network）165 对内网络（Cluster-Facing Network）165 数据复制网络（Replication Network）166 带外管理（Out-of-Band Management）166 其他网络连接166 小结167 第12章　规划Swift部署169 你的用例169 系统设计170 多少个节点？171 节点服务分层（Tiering Node Services）175 定义集群空间176 节点命名规则178 身份验证与授权178 组网179 对外网络180 集群内部的网络181 示例部署184 小规模集群：几个节点184 中等规模集群：多个机架184 大规模集群：多个地域184 小结185 第13章　认证和授权187 认证187 认证系统工作原理188 认证请求190 认证处理192 认证响应194 在存储请求中使用认证令牌196 授权196 授权案例197 授权原理197 存储请求处理200 令牌确认和授权信息查询200 授权回调和响应201 授权和访问级别201 账户访问控制202 只读访问（Read-Only Access）202 读写访问（Read-Write Access）203 管理员访问（Admin Access）203 账户访问控制的JSON字典203 容器访问控制204 容器ACL示例205 Swift认证系统206 Keystone206 TempAuth206 SWAuth207 SwiftStack认证系统207 SwiftStack Auth207 SwiftStack LDAP208 SwiftStack Active Directory208 小结209 第14章　集群调优和性能优化211 Swift设置211 worker进程212 块大小213 设置后台进程214 外部管理设置218 Swift中间件219 中间件管道219 重要中间件219 最有用的中间件222 其他中间件223 SwiftStack方法224 小结225 第15章　操作Swift集群227 操作注意事项227 Swift如何分发数据228 追踪环和构造器文件228 管理容量229 我们应当避免什么230 添加容量230 现有集群：初始化节点上的环231 添加节点234 移除容量239 移除节点240 移除盘241 使用SwiftStack管理容量243 添加容量244 添加盘245 添加节点246 移除容量246 移除节点246 移除盘247 监控你的集群248 Swift特有指标：监控什么248 监控和日志工具250 SwiftStack工具250 使用SwiftStack进行操作252 小结253 第五部分　调试和检修故障 第16章　硬件故障与恢复257 处理故障的驱动器258 处理已满的盘259 处理扇区和部分磁盘故障也称为位衰减259 处理无法访问的节点260 处理故障节点261 节点故障案例研究262 小结263 第17章　基准测试265 评估性能266 性能指标、基准测试和测试267 准备你的集群以进行基准测试268 避免陷阱和错误269 基准测试目标和工具269 不要贪婪270 瓶颈271 使用ssbench进行基准测试273 安装ssbench273 基本ssbench运行273 定义用例274 ssbench如何工作275 测量基本性能275 进一步使用ssbench276 定义场景文件277 ssbench-worker280 启动ssbench-worker的方法280 使用swift-bench进行基准测试281 准备282 swift-bench如何工作282 容器数量282 测试高并发（-c, -b）283 测试延迟283 对象大小（-s, -l）284 对象数（-n）284 GET数（-g）284 不删除选项（-x）284 创建配置文件285 swift-bench运行示例285 运行分布式swift-bench285 swift-bench配置示例286 统计工具287 小结288 Swift后记289 內容試閱： 推荐序 1995年，Garth Gibson在网络附加安全磁盘研究领域首次提出将一部分通用操作从常见操作中分离出来，以提高存储产品的性能和扩展性。1996年卡内基梅隆大学实验室提出对象存储研究项目。再后来，NASD团队成员之一的Howard Gobioff在对象存储架构中引入细粒度的访问控制，允许将数据的写入和读取放到更加灵活的数据容器，也就是对象当中。 随着时间的推移，从1999年到2013年期间，对象存储的概念得以在各项目和产品中实现并迅速发展成熟起来，包括OpenStack的Swift，以及Ceph，而且不少专门致力于对象存储的厂商由此诞生。 现在，随着云计算的蓬勃发展，计算、存储和网络已经组成了云计算的三大可管理的基础要素资源。上面提到的Swift，成为时下最流行的云计算基础架构即服务开源项目OpenStack里的核心项目，也是最早与OpenStack诞生的元老项目之一。作为对象存储的一种，Swift比较适合于存放静态数据，即长期不会发生更新的数据，或者在一定时期内更新频率比较低的数据。比如说虚拟机的镜像、多媒体数据以及数据的备份等。它的前身是Rackspace Cloud Files项目，由Rackspace于2010年贡献给OpenStack，与计算项目Nova一起作为最初仅有的两个项目开启了OpenStack元年。 英特尔云计算开发团队在OpenStack早期就介入了Swift开源项目，主要是参加Erasure Code功能实现，也被社区推举过两位核心开发员。在开发过程中，我们普遍感觉到Swift项目架构清晰，逻辑层次多，各服务组件责任明确，整体可扩展性高、安全性强，但是里面涉及的概念十分多，相关的算法也比较复杂，这给普通的开发人员以及运维人员上手和掌握Swift带来了难度。 我很早就结识奥思数据创始人李明宇，当时的他还在中科院担任专项课题组负责人，带领团队负责一些云计算和大数据方面的工程项目，致力于云计算和云存储等技术的研究与推广。他也是OpenStack社区著名微信群翻滚吧，OpenStack！群主，多次参加并在OpenStack Summit等国际峰会上发表演讲。我也曾多次邀请他来OpenStack Meetup上分享他在对象存储领域的知识和经验，并深深为他的渊博知识和演讲技巧所折服。后来得知他离开了中科院并创办了奥思数据，专注从事基于OpenStack Swift提供企业级对象存储产品的研发。 这次，恰逢对象存储领域另一强者SwiftStack公司创始人Joe Arnold带领公司团队编著了《OpenStack Swift： Using, Administering, and Developing for Swift Object Storage》，该书自2014年10月由OReilly Media公司出版后在海外得到众多读者的追捧，好评如潮。为了让广大国内读者能及时阅读和欣赏到好的作品，快速掌握对象存储和OpenStack Swift，李明宇和奥思数据技术团队凭借多年专业背景、深厚技术基础和较高英语水平对原著进行了翻译。 在本书中文版即将出版之际，我浏览了该书的电子版。所谓专业的人做专业的事情，此书强强联合，融合了两家专注Swift项目的公司的集体智慧和丰富经验，相信能帮助读者更轻松理解OpenStack Swift的原理与架构，更迅速掌握应用程序设计、安装、部署、运维与性能测试。就像本书简介里说的那样，用生动翔实的语言带读者领略Swift 对象存储的魅力，使读者能像Swift的标志雨燕那样在新存储的世界里翱翔。 Dr. Shane Wang 王庆博士 英特尔开源技术中心网络和存储部门开发经理 OpenStack基金会个人独立董事 2017年3月23日于上海 译者序 在经历了多个忙碌到深夜的努力后，本书终于和国内读者见面了。本书翻译工作由李明宇组织，主要由于航、陈洪等奥思数据OStorage技术团队的工程师们合作完成，其中于航翻译了前言，第3章至第7章和第16章、第17章，陈洪翻译了第2章、第8章、第10章、第13章至第15章。 认识对象存储和Swift，要从其背景开始。Swift是做公有云服务的公司Rackspace的技术人员，受AWS S3的启发而设计的对象存储系统，其大规模、运营商级的可靠性、跨地域特性等都是从诞生就存在的基因，Swift被多个运营商和大型客户几年的实际应用，也证明了它的可靠性和数据持久性值得信赖，这对于关键数据的存储来说是至关重要的。 另一个让我们着迷的是Swift优美的设计。一致性哈希环的采用，以API服务为中心，前后端灵活分离的架构，多个区域对象同步的模式，等等，都无不体现了Swift设计的精致、灵活和强大。存储也可以做到如此智慧！我们在翻译此书的过程中，也获益良多。 Swift对象存储完美诠释了新一代IT基础架构的面向服务的理念。这也是云的概念的出发点。我们十分坚信对象存储是未来。在企业IT基础架构中，对象存储正在开始取代旧的存储技术，趋势不可逆转。让我们一起见证这个过程吧！ 奥思数据公司基于Swift打造OStorage系列对象存储产品，如果想就Swift和对象存储与我们做相关的技术交流和沟通，可以通过service@ostorage.com.cn来找到我们。 奥思数据技术团队 前言 当应用程序开始直接为网络用户和移动用户提供存储服务时，现代对象存储便应运而生。无论用户使用的是笔记本电脑、平板电脑还是智能手机，越来越多的应用程序都需要直接向用户交付内容。对象存储之所以强大，是因为它用来对话的正是web自己的语言：HTTP。此外，由于对象存储更擅长存储非事务性数据，所以非常适用于归档、备份、文件共享、科学和研究数据，以及数字媒体等。 这本书涵盖了Swift对象存储项目（简称为Swift）和SwiftStack对象存储软件公司。SwiftStack提供一种友好的方式来访问、部署和管理集群。我们的目标是向你展示如何打造自己的Swift，展示SwiftStack的主要特性，并帮助你确定SwiftStack对你是否有意义。我们相信SwiftStack是一个适用于多种用途的好产品，不过也请你放心，Swift生态系统非常丰富并且在不断完善，如果SwiftStack不是一个合适的选择，你还可以选择其他的服务提供商。最后，我们想向你出售Swift对象存储产品，虽然它不一定是由SwiftStack公司出品的。 从我在应用程序中第一次使用对象存储至今已经过去了六年，我想分享一下个人的一些经验，到底如何处理急剧增长的数据量。我很幸运地成为开发团队的一员，我们的团队开发了运行在上层Amazon Web Service上的第一个广泛使用的平台即服务（PaaS）环境。这使得整个行业意识到一个基于http的对象存储系统有多么强大。就我个人而言，我已经意识到对象存储系统与传统的存储系统相比，可以提供更大的灵活性、更少的锁定、更好的控制和更低的成本。业内一些其他的组织和机构也会秉承这一观点。随着数据（但不是IT预算）呈指数级增长，几乎可以肯定地说，数据存储的挑战将一直存在，并且不断增长，这将深刻地影响每一个拥有存储需求和数据服务需求的个人或者企业。 由于我作为一线人员在大规模部署和管理对象存储系统中遭受了巨大的痛苦，所以我想写一本书来帮助他人。作为部署人员，我发现自己经常需要更多实用的信息。我还想了解这些系统是如何工作的，想了解这些系统更加全面的基本原理、为什么要这样设计，以及如何使用这些系统。目前，随着Swift已经成为一个非常重要且快速发展的存储技术，我希望这本书能够对Swift对象存储系统提供实践和理论上的一些有帮助的见解。 在进一步探讨之前，我想分享一下John Dickinson在最初的Swift开发团队工作的经验。John解释了为什么要开发Swift以及如何开发Swift，还有如何传承OpenStack的协作和创新精神，并将其用于Swift的发展。 Swift的起源从渺小到开放 OpenStack Swift项目技术主管、SwiftStack技术主管John Dickinson的回忆。 2008年，Rackspace开发了他们的Rackspace Cloud Files云存储服务以满足客户需求，并提供给客户一个类似于亚马逊Simple Storage Service（S3）的存储服务。在一定程度上，Rackspace Cloud Files底层技术的第一次迭代开发是非常伟大的。但坦白说，我们还需要大量的时间、精力和金钱去扩展它。非结构化数据增长如此之快，我们意识到我们需要更好的解决方案。所以在2009年8月，Rackspace组织了一个团队来开发一个彻底的替代品，以替代他们最初的云存储平台。我很幸运参与了该项目团队，项目代号为Swift。 我们的团队一共有9个人，我们协同工作，但是我们谁都没有特定的角色。大多数情况下，我们坐在San Antonio市中心四楼的一个既小又热的房间，确定哪些是我们需要解决的困难和问题。我们试图解决如何部署Swift，网络会是什么样子，基础架构是什么样子还有类似的一些问题。我们精诚合作，但我们也会热烈争论，以获取最好的解决方案。我们长时间地考虑一个问题直至下班回家。第二天我们还会带着解决方案回来，然后去实现它，我们会选择我们认为更好的解决方案。我们拥有很好的团队氛围，这是一个很棒的体验。奇思妙想在屋子里游荡，甚至有些想法很疯狂。但是即便被大家认为疯狂的想法有时却产生了非常好的效果。 我们在这里工作了大约一年，2010年7月，我们的成果成为了Rackspace与NASA合作的OpenStack项目的一部分，我们基于Apache 2许可证发布了Swift源代码；我们贡献了云文件Swift代码，后来它成为了OpenStack对象存储；2010年10月，发布

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