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[其它] 星际文件系统(IPFS)是一种点对点的分布式文件系统

  

  星际文件系统(IPFS)是一种点对点的分布式文件系统,旨在将所有计算设备连接到相同的文件系统。在某些方面,IPFS和Web很像,但IPFS(www.ipfsblack.com)可以看作是一个BitTorrent集群,并在Git仓库中做对象交换。换句话来说,IPFS提供了高吞吐的基于内容寻址的块存储模型和超链接。这形成了一个广义的默克尔有向无环图(Merkle DAG)数据结构,可以用这个数据结构构建版本化文件系统,区块链 ,甚至是永久性网站。IPFS结合了分布式哈希表,带激励机制的块交换和自认证的命名空间。IPFS没有单点故障,节点不需要相互信任。

  1. 介绍

  在构建全球化的分布式文件系统方面,已经有很多尝试。一些系统取得了重要的成功,而另一些却彻底的失败了。在学术界的尝试中,AFS[6]取得了广泛的成功,至今也还在使用。另一些[7,?]就没有获得一样的成功。学术之外,最成功的系统是面向大多媒体(音频和视频)的点对点,文件共享的应用系统。最值得注意的是,Napster,KaZaA和BitTorrent[2]部署了大型文件分发系统,支持超过1亿的同步用户。即使在今天, BitTorrent也维持着每天千万节点的活跃数[16]。可以看到,这些应用程序分发的用户和文件数量比学术文件系统对应数量多。但是,这些应用不是作为基础设施来设计的。虽然取得了成功的应用,但没有出现一种通用的文件系统,支持全球化,低延迟,去中心化分发。

  可能是适用大多数场景的“足够好用”的系统已经存在的原因:它就是HTTP。到目前为止,HTTP是最成功的“文件发布系统”。与浏览器相结合,HTTP在技术和社会上有巨大的影响力。它已成为互联网文件传输的事实标准。然而,它没有采用最近15年发明的数十种先进的文件分发技术。从一个角度来看,考虑到向后兼容性约束的数量以及对当前模型感兴趣的强大团队的数量,演进Web基础架构几乎不可能实现。但从另一个角度来看,自HTTP出现以来,新的协议已经出现并得到广泛的应用。 缺乏的是升级设计:增强当前的HTTP网络,并引入新功能而不会降低用户体验。

  业界长期使用HTTP,因为移动小文件相对便宜,即使对于流量大的小型组织也是如此。但我们正在进入了一个数据分发的新时代,随之而来的是新的挑战:(a)托管和分发PB级的数据集,(b)跨组织的大数据计算,(c)大容量高清晰度按需或实时媒体流,(d)大规模的数据集版本化和链接,(e)防止重要文件意外丢失,等等。许多挑战可以归结来“大量数据,随处访问”。受关键特性和带宽问题的影响,我们已经放弃了HTTP,而使用不同的数据分布协议。下一步是让这些协议成为Web本身的一部分。

  与高效的数据分发相对应,版本控制系统已经设法开发了重要数据的协作工作流。分布式版本控制系统Git开发了许多有用的方法来建模和实现分布式数据操作。 Git工具链提供了大型文件分发系统严重缺乏的多种版本功能。 受Git启发的新解决方案正在兴起,如Camlistore [?],个人文件存储系统,以及Dat [?]数据协作工具链和数据集包管理器。 Git已经影响了分布式文件系统设计[9],因为它的内容寻址Merkle DAG数据模型可以实现强大的文件分发策略。 还有待探讨的是,这种数据结构如何影响高吞吐量文件系统的设计,以及它如何升级Web本身。

  本文介绍IPFS,一种新颖的对等网络版本控制的文件系统,旨在解决这些问题。 IPFS综合了过去许多成功的系统的经验教训。精心设计、专注于接口集成的系统产生的效益大于构建它的各个部件的总和。IPFS 的核心原则是将所有数据建模为同一Merkle DAG的一部分。
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