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说IPFS技术实际说的是什么?

IPFS技术

说IPFS技术实际说的是什么?看看IPFS协议栈都有啥

 

IPFS/Filecoin自面世以来便颇受行业关注,分布式存储、点对点通讯、区块链···

 

有人说IPFS将取代HTTP,也有人预测Filecoin将建立全球范围的存储网络,到底是什么给了IPFS/Filecoin如此这般的勇气?是什么肯定了IPFS研究者、Filecoin爱好者的信任?

 

归根结底两句话:技术驱动互联网,场景铸建价值观。

 

IPFS自2016年1月上线,技术发展循序渐进,期间衍生出了四个项目:Libp2p、IPLD、Multiformats以及最受关注的Filecoin;其中Libp2p、IPLD、Multiformats是组成IPFS的核心技术模块(后独立成项目),包括Filecoin都沿用了其中绝大部分。

 

IPFS技术可以拆分为这三个项目,而这些个项目,又可以细分为八大技术栈,分别为如图一,对应项目如图2。

 

(图一/图二)

 

Libp2p实现数据的传输、Multiformats是数据的加密和具象、IPLD定义及查找数据、IPFS为数据的应用、Filecoin 则是数据的价值化;目前市场最在意也最直观的技术实现是在于激励层即Filecoin,这是超脱技术底层之外的服务(第三方服务层业务),回到技术本身,从身份层开始,IPFS开始了与HTTP的区格化。

 

  • 身份层

身份层和路由层互有强关联。IPFS的对等节点身份信息的生成以及路由规则(路由层的事儿)都是通过Kademlia(KAD)协议生成制定,KAD协议实质是构建了一个分布式Hash表(DHT),每个加入这个DHT网络的人都要生成自己的身份信息,然后才能通过这个身份信息去负责存储这个网络里的资源信息和其他成员的联系信息。

 

  • 网络层

网路层使用的是Libp2p协议栈,它实现可以支持任意传输层协议。

由于国内IP数量的限制,无法实现国外的每家每户独立IP,这导致像国内这种使用场景下,网络拥挤更易发生;Multiformats集合NAT技术,让内网中的设备共用同一个外网IP,如一栋楼、一个小区、一片CBD采用一个或几个IP,一定程度解决了这个问题,家庭路由器使用的也是这个原理。

 

 

 

  • 路由层

路由层需要支持IPFS节点的路由查找以及存储内容的查找,为了实现这个目的,采用DHTS,mdns,snr甚至是dns协议,具体根据设计的需要,动态的设计和配置所采用的路由协议,所以路由层的机动性很强,也可以个性化调整。

 

  • 交换层

在中心化的处理方式中有此弊端:因为服务器是由中心化的服务提供商统一维护,如果出现了了故障、宕机时,下载操作无法进行。中心化服务还会限制一些下载请求,人们发明了一种更聪明的方式就是BitTorrent,让每一个种子节点所要存储的数据,通过哈希表存储在里面,BT工具相对不太受监管,服务更加稳定。

 

交换层的实现就是实现类似迅雷这样的BT工具,交换层模拟了P2P网络,并创建“中心”服务器,当服务器登记用户请求资源时,让请求同样资源的用户形成一个临时的小集群「Swarm」,在这里分享数据。

 

  • 对象层

对象层和文件层可以结合来谈,它们管理的是IPFS上的数据结构,大部分数据对象都是以MerkleDag(默克尔有向无环图)的结构存在,通过路径持续分叉的结构,快速、精准的找到目标数据(节点),这为内容寻址和去重提供了便利。

 

其中,版本管理Git一样的数据结构来支持版本快照的

 

  • 文件层

在IPFS文件层中,commit对象代表任何对象在版本历史记录中的一个快照,它与Git的commit非常类似,但它可以指向任何类型的对象。它代表着一个对象在历史版本中的一个特定快照,两个不同的commit之间相互比较对象数据,可以揭露出两个不同版本文件系统的区别(即版本控制的部分实现)。

 

IPFS可以实现Git版本控制工具的所有功能,同时也可以兼容Git。在Merkle DAG可以看到,可以使用字符串路径API遍历IPFS对象在系统上的文件路径地址。

 

  • 命名层

命名层具有自我验证的特性,当其他用户获取该对象时,使用指纹公钥进行验证签名,即验证所用的公钥是否与节点编号匹配,这验证了用户发布对象的真实性,同时也获取到了数据的可变状态,并且使得加密后的DAG对象名可定义,增强可阅读性。

 

  • 应用层

应用层核心价值就在于其上运行的应用程序,可以利用它类似CDN(简单来说就是实现网络加速)的功能,在成本很低的带宽下,去获得想要的数据,从而提升整个应用程序的效率。

 

IPFS本身就是一个应用程序,Filecoin也是,在应用层,根据业务场景、商业逻辑的规划,在IPFS这个协议总栈的生态上,持续输出价值。

 

这八层协议栈的整合实现,铸就了IPFS这个点对点超媒体传输协议、Filecoin分布式存储网络与常规网络的不同,差异化才能成就互联网服务,自下而上的优化从根本解决网络隐患,IPFS技术聊的就是这个。

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