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IPFS節點之間如何進行數據交換?

IPFS濱鏈 ? 2021-08-30 17:41 ? 次閱讀

區塊鏈中最早的數據交換協議當屬BitTorrent,這也是大多數區塊鏈節點之間實現交流的基礎協議,當然IPFS也必須需要能實現p2p的數據交換協議,IPFS在BitTorrent的基礎上實現了自己BitSwap協議,該協議具體在IPFS節點之間如何運用呢?本文將詳細介紹。

何為BitSwap協議?

BitSwap協議的定義是IPFS網絡中數據塊交換方式的基礎協議,它是一個基于統一格式的消息對等協議,有別于request/response方式。簡單點來說就是在IPFS節點中交換信息,其請求和響應的消息都使用同一類型的消息包。也就是在IPFS網絡中所有的Peers(節點身份)都是對等節點,不存在BitTorrent中那樣的Tracker服務器,所以通信方式更加簡單。

不僅如此BitSwap協議清晰的定義了如何請求數據、如何發送數據、向誰發送數據等策略,并且每個節點都允許擁有自己的策略,將其作為數據交換的核心模塊,BitSwap協議還使用一些預期設定好的激勵機制來促進網絡中數據的流動,通過一個點對點之間的傳輸記錄交易賬本來達到互惠的目的,讓參與的節點有收益。

Bitswap 的工作原理

大家都知道IPFS將文件分成稱為塊的塊,并且由內容標識符(CID (打開新窗口))。當節點想要運行Bitswap協議想要獲取文件,他們會向其他對等方發送“想要的列表”。“想要列表”是對等方想要接收的塊的CID列表。每個節點都會記住它的對等方想要哪些塊,并且每次節點收到一個塊時,它都會檢查是否有任何對等方想要該塊并將其發送給他們。簡單點就是摸清楚每個節點的需求是什么,再就是其節點有哪些文件。

而為了找出哪些對等點擁有構成文件的塊,Bitswap節點首先向它所連接的所有對等點發送對根塊 CID 的需求。如果節點沒有區塊,節點將會查詢分布式哈希表(DHT)詢問誰擁有根塊。任何以根塊響應的對等點都被添加到會話中。之后Bitswap只向會話中的對等方發送請求,以免請求淹沒網絡。簡單來說就是起到一個尋找的功能,大家可以看成內容尋址,就是文件如果沒有切分成塊給多個節點存儲,那就只有最初存儲文件的節點有,其節點就是根塊存儲所在。

這就是Bitswap協議的主要功能,其功能還有幾個重要的策略體系:

BitSwap信用體系:上面說了BitSwap協議會有激勵獎勵,這正是為了節點去樂于分享或交換數據。其信用體系可以用“有借有還,再借不難”八個字概括,定義來說就是發送給其他節點數據可以增加信用值,從其他節點接受數據降低信用值,說白了就是要分享出去,不要只接受。一個節點如果只接收數據而不分享數據,信用值就會降得很低而被其他節點忽略掉。

BitSwap策略:根據信用體系,BitSwap可以采取不同的策略來實現,每一種策略(大家可以詳細去官網查閱)都會對系統的整體性能產生不同的影響。不過其目的都是為了:節點數據交換的整體性能和效率最高,阻止“吃白食”的現象;就是不能夠只下載數據不上傳數據;可以有效的防止一些攻擊行為(比如:女巫攻擊);對信任節點建立寬松機制節點等等。

BitSwap賬單:BitSwap節點會記錄下來和其他節點通信的賬單(數據收發),可以保持節點間數據交換的歷史和防止篡改。當兩個節點之間建立連接的時候,BitSwap會相互交換賬單信息,如果賬單不匹配,則清除重新記賬。惡意節點可能會故意“丟失”賬單,以希望清除掉自己的債務。其它交互節點會把這些都記下來,如果總是發生,節點就會被拒絕。

總體來說Bitswap協議強調的是節點之間的交換,并制定了一些信用或規則來讓每一個節點去分享文件,去分享數據,而不是只接受文件,如果有這樣的節點存儲,最終會被系統給孤立。而且相比較BitTorrent協議在IPFS網絡中使用 Bitswap 協議獲取數據塊一個最大的特點是,請求的數據塊是跨文件的,任何類型的數據塊,只要其哈希值一樣,都可以拿為己用,一個Peer Swarm對應的是整個IPFS網絡中的數據,因此所有的數據塊都可以被用來使用,實現真正的跨文件數據交換,這也是Bitswap協議的特點。

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