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一起认识分布式存储协议的“节点系统”

2020-03-14 18:47:20  阅读:人  来自:行业动态

  想要深入理解星际文件系统的协议,分析其协议规范无疑是一种行而有效的方法。从本文开始,星际联盟将发布一系列文章,带领大家深入理解星际文件系统协议。

  首先要说明的是,星际文件系统节点间差别明显,并且并不是每个节点都需要运行所有系统。多数系统都只在某些用例子集中会用到。比如,“区块链”系统被用于公链同步,安全一致性,存储存储服务器托管,和公链验证。多数Filcoin节点不需要公链而只需通过从最新的状态树获取内容来完成职能。

系统要求

  为了能容易地把功能分散到各个系统内,星际文件系统协议假设了一组对所有系统可用的功能体。所有的系统都要用到以下所列的部分。

仓储

  仓储是系统中数据在本地的存储仓库,主要包括以下几部分

本地IpldStore

  一些数据结构(小型结构对象)的本地持久化存储,系统期望使用一个IpldStore进行初始化,想要在系统崩溃中也能持久存储的数据结构会被存储在IpldStore内。

用户配置项

  用户可编辑的少量配置项,这些项应该对终端用户容易访问,查看和编辑。

本地安全KeyStore

  用来生成和使用密码公私钥的设施,其“必须”对于星际文件系统节点保密。系统“不应该”直接访问这些公私钥,而应该在一个提供加密、解密、签名、验检等功能的抽象层(比如KeyStore)之上进行访问。

本地FileStore

  文件(大的字节数组)的持久化本地存储。

  系统期望使用一个FileStore进行初始化,在其内可存储大型文件。一些系统(如“市场”)可能需要存储和删除大量的小文件(1MB-10GB),而其它系统(如“存储存储服务器托管”)可能需要存储和删除大量的的大文件(1GB-1TB)。

网络

  多数系统都需要访问网络,以有能力连接它们在其它星际文件系统节点中的对应部分。系统期望使用一个libp2p.Node进行初始化,在其上它们可以加载自己的协议。

时钟

  一些系统需要能够访问当前网络时间,有一些对网络误差有着较低的容忍度。系统期望用一个时钟初始化,时钟可以告知它们网络时间。有一些系统(如区块链)要求非常小的时钟误差和精确的时间。

“星际文件系统节点”系统

节点类型

星际文件系统的节点有多种不同的类型,具体可分为以下几种

  验证者节点

  运行“区块链”系统,可以同步和验证公链,不能存储服务器托管和出产区块。

  客户端节点

  运行“区块链”系统,市场和数据传输系统,可以同步和验证公链,不能存储服务器托管和出产区块。

  存储存储提供者节点

  运行“区块链”、“存储市场”、“存储存储服务器托管”系统。可以同步和验证公链。可以完成存储交易,可以密封存储的数据到扇区,可以获得存储一致性算力,可以存储服务器托管和出产区块。

  检索存储提供者节点

  运行“市场”和“数据传输”系统。不需要公链,可以完成检索交易(检索提供方)。可以向客户端发送数据,并得到报酬。

  重放节点

网络接口

  星际文件系统节点使用libp2p协议来发现、路由“端点”和广播消息等。Libp2p是一组与p2p网络栈相似的模块化协议。节点彼此间开启连接并在相同的连接上加载不同的协议或流。在初始的握手中,节点交换它们每个所支持的协议,所有的星际文件系统相关协议都会在/fil/...协议标识下被加载。

  下面列出了星际文件系统所使用的libp2p协议:

  Graphsync协议

  Gossipsub协议

  KademliaDHT协议

  Bootstrap List协议

  DNSDiscovery协议

  HTTPDiscovery协议

  Hello协议

时钟

  星际文件系统假定在系统中参与者之间存在着弱“时钟同步”。即,系统依赖那些能够访问全局已同步时钟的参与者。

  星际文件系统依赖于“时钟”系统实现安全的“一致性”。具体来说就是,“时钟”对于支持某些验证规则来说是必需的,这些规则可防止区块产出者挖掘附带将来时间戳的区块,也防止其比协议允许的更频繁地运行“领导者选举”。

KeyStore

  KeyStore是一个基础性的抽象,在任何全节点内用于存储与给定的存储提供者地址和不同的worker相关联的公私钥对。“节点安全”大部分建立在保持这些公私钥对安全的基础之上。为了达到这个目标,星际文件系统协议规范建议保持公私钥与任何指定的子系统间相分离,并使用独立的keystore来签名子系统的请求,且保持这些keys不被作为“冷存储”的一部分使用。

  星际文件系统存储存储提供者依赖于三个主要组件:

存储提供者地址:

  在“算力一致性”子系统中通过函数registerMiner()分配给指定的存储存储提供者角色,对于指定的存储存储提供者,地址是一个拥有唯一性的标识符,存储提供者的算力和其它的key都会与之关联。

属主键值对

  由存储提供者在注册和其公钥被关联到存储提供者地址前提供。区块奖励和其它的支付都会发送到这个属主地址。

worker键值对

  存储提供者可选择和改变worker键值对,其公钥也被关联到存储提供者地址。用来对交易、签名进行签名等等。

  因为存储提供者地址是唯一的,多个存储存储提供者角色就可以共享一个属主公钥或类似的worker公钥。

  通过上面的介绍,可以看出“星际文件系统节点系统”主要负责链上数据交互、公钥钥维护、网络与时钟管理等基础功能。是星际文件系统整体系统中非常重要的核心部分。

IPFS星际联盟

链接:https://www.ipfsunion.cn/news/industry/15.html

来源:星际联盟

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