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IPFS节点之间如何进行数据交换?

来源:百度百家 作者: 更新时间:2021/9/7 9:56:03
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摘要:区块链中最早的数据交换协议当属BitTorrent,这也是大多数区块链节点之间实现交流的基础协议,当然IPFS也必须需要能实现p2p的数据交换协议,IPFS在BitTorrent的基础上实现了自己BitSwap协议,该协议具体在IPFS节点之间如何运用呢?本文将详细介绍。

  区块链中最早的数据交换协议当属BitTorrent,这也是大多数区块链节点之间实现交流的基础协议,当然IPFS也必须需要能实现p2p的数据交换协议,IPFS在BitTorrent的基础上实现了自己BitSwap协议,该协议具体在IPFS节点之间如何运用呢?本文将详细介绍。

  何为BitSwap协议?

  BitSwap协议的定义是IPFS网络中数据块交换方式的基础协议,它是一个基于统一格式的消息对等协议,有别于request/response方式。简单点来说就是在IPFS节点中交换信息,其请求和响应的消息都使用同一类型的消息包。也就是在IPFS网络中所有的Peers(节点身份)都是对等节点,不存在BitTorrent中那样的Tracker服务器,所以通信方式更加简单。

  不仅如此BitSwap协议清晰的定义了如何请求数据、如何发送数据、向谁发送数据等策略,并且每个节点都允许拥有自己的策略,将其作为数据交换的核心模块,BitSwap协议还使用一些预期设定好的激励机制来促进网络中数据的流动,通过一个点对点之间的传输记录交易账本来达到互惠的目的,让参与的节点有收益。

  Bitswap 的工作原理?

  大家都知道IPFS将文件分成称为块的块,并且由内容标识符(CID (打开新窗口))。当节点想要运行Bitswap协议想要获取文件,他们会向其他对等方发送“想要的列表”。“想要列表”是对等方想要接收的块的CID列表。每个节点都会记住它的对等方想要哪些块,并且每次节点收到一个块时,它都会检查是否有任何对等方想要该块并将其发送给他们。简单点就是摸清楚每个节点的需求是什么,再就是其节点有哪些文件。

  而为了找出哪些对等点拥有构成文件的块,Bitswap节点首先向它所连接的所有对等点发送对根块 CID 的需求。如果节点没有区块,节点将会查询分布式哈希表(DHT)询问谁拥有根块。任何以根块响应的对等点都被添加到会话中。之后Bitswap只向会话中的对等方发送请求,以免请求淹没网络。简单来说就是起到一个寻找的功能,大家可以看成内容寻址,就是文件如果没有切分成块给多个节点存储,那就只有最初存储文件的节点有,其节点就是根块存储所在。

  这就是Bitswap协议的主要功能,其功能还有几个重要的策略体系:

  BitSwap信用体系:上面说了BitSwap协议会有激励奖励,这正是为了节点去乐于分享或交换数据。其信用体系可以用“有借有还,再借不难”八个字概括,定义来说就是发送给其他节点数据可以增加信用值,从其他节点接受数据降低信用值,说白了就是要分享出去,不要只接受。一个节点如果只接收数据而不分享数据,信用值就会降得很低而被其他节点忽略掉。

  BitSwap策略:根据信用体系,BitSwap可以采取不同的策略来实现,每一种策略(大家可以详细去官网查阅)都会对系统的整体性能产生不同的影响。不过其目的都是为了:节点数据交换的整体性能和效率最高,阻止“吃白食”的现象;就是不能够只下载数据不上传数据;可以有效的防止一些攻击行为(比如:女巫攻击);对信任节点建立宽松机制节点等等。

  BitSwap账单:BitSwap节点会记录下来和其他节点通信的账单(数据收发),可以保持节点间数据交换的历史和防止篡改。当两个节点之间建立连接的时候,BitSwap会相互交换账单信息,如果账单不匹配,则清除重新记账。恶意节点可能会故意“丢失”账单,以希望清除掉自己的债务。其它交互节点会把这些都记下来,如果总是发生,节点就会被拒绝。

  总体来说Bitswap协议强调的是节点之间的交换,并制定了一些信用或规则来让每一个节点去分享文件,去分享数据,而不是只接受文件,如果有这样的节点存储,最终会被系统给孤立。而且相比较BitTorrent协议在IPFS网络中使用 Bitswap 协议获取数据块一个最大的特点是,请求的数据块是跨文件的,任何类型的数据块,只要其哈希值一样,都可以拿为己用,一个Peer Swarm对应的是整个IPFS网络中的数据,因此所有的数据块都可以被用来使用,实现真正的跨文件数据交换,这也是Bitswap协议的特点。

  责任编辑:张华

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