元旦期間，《黑鏡：潘達斯奈基》的互動式劇情唬住了不少人。

可在自小玩游戲的營長看來，這個互動式劇情卻不是什么新鮮玩意，十年前的《質(zhì)量效應》游戲早就把它玩膩了，而游戲劇情的最終結(jié)局卻是虎頭蛇尾，可有可無。

所以，遍歷312分鐘全部支線劇情的苦活，營長沒心思去做，除了那個藏在深處的游戲彩蛋：

但有不少人為了參與這場劇情互動，千辛萬苦弄來 Netflix 賬號，忍受著上千的延遲和掉幀來接收 Netflix 服務(wù)器上傳來的流媒體視頻。

這個技術(shù)現(xiàn)象倒是激起了營長的興趣，一查 Netflix 的 CDN 資料，果然，離我們最近的服務(wù)器都位于香港：

不是營長挑剔，現(xiàn)在回想一下，我們可能確實被這些中心化的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)慣壞了——毫秒級的網(wǎng)頁加載，點擊就能看到;零延遲的視頻、游戲，不能有一絲卡頓;同時，畫質(zhì)不是 1080p 或 4K 以上，你都不好意思說自己用的是高清……

為了用戶看視頻的體驗爽，Netflix 不得不反復造輪子，把用戶們要看的視頻存儲到離他們最近的 CDN 服務(wù)器上，僅在美國就部署了數(shù)百個這樣的視頻庫。

盡管想盡辦法省錢，視頻流媒體這樣的生意還是太燒錢了。

前不久，全球最大的 CDN 服務(wù)商找到了一個新辦法，整合去中心化的 IPFS，一種基于區(qū)塊鏈分布式存儲技術(shù)：

IPFS 是什么?

IPFS 的創(chuàng)造者是 Juan Benet，他同時也是 Protocol Lab 的創(chuàng)始人。Protocol Lab 是一個技術(shù)研究和開發(fā)實驗室，直接負責 IPFS 的研發(fā)，同時也開發(fā)了 Filecoin 和 IPLD 等。 Juan Benet 在斯坦福大學學習計算機科學，對任何與知識、科學和技術(shù)有關(guān)的東西都非常著迷。

Juan Benet 最初并不是想創(chuàng)建 IPFS，他希望找到一種高效的方法來移動科學數(shù)據(jù)集，這意味著數(shù)據(jù)的大小可以達到 10-100 GB 以上。 IPFS 的設(shè)計看起來像 Git 和 BitTorrent 的合體。 Bittorrent 提供了在網(wǎng)絡(luò)上快速移動大文件的能力，Git 為數(shù)據(jù)提供內(nèi)置的版本控制。

在創(chuàng)建了這個協(xié)議之后，Juan Benet 很快意識到，IPFS 的作用遠遠超過了移動大型數(shù)據(jù)集。 他實際上創(chuàng)建了一個協(xié)議，可以取代其他流行的協(xié)議，來通過網(wǎng)絡(luò)訪問信息。

當命名 IPFS 這個名字的時候，他們的想法是向互聯(lián)網(wǎng)的命名致敬。 Jcr Licklider 是 Arpanet (互聯(lián)網(wǎng)的前身)的創(chuàng)造者，他的目標就是創(chuàng)造一個星際網(wǎng)絡(luò)。 因此，互聯(lián)網(wǎng)實際上是星際網(wǎng)絡(luò)的簡稱。 Interplanetary 也會消耗一些同樣的命名原則，另外，IPFS 旨在成為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的文件系統(tǒng)(FS)。 當把它們放在一起的時候，就有了 IPFS，一個互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)文件訪問基礎(chǔ)

了解 IPFS，要先從了解如何從網(wǎng)絡(luò)訪問文件開始。

當要從互聯(lián)網(wǎng)上下載一個圖像的時候，要告訴電腦準確地找到你所請求的圖像。 這個位置通常采用 URL 的形式，其中包含存儲照片的公司域名，后面跟著一個擴展名，指定文件是什么。 這篇博客文章的請求示例如下: https:// achainofblocks.com/ipfs-simple-guide.jpg。 這種訪問資源的方法稱為"基于位置的尋址"，即告訴計算機可以訪問信息的位置，然后計算機檢索信息。 這種方法的一個問題是，如果位置不可訪問(可能服務(wù)器處于脫機狀態(tài)) ，那么用戶的計算機就無法檢索到他們需要的信息。

為了解決這個問題，IPFS 引入了"基于內(nèi)容的尋址"的概念。 使用基于內(nèi)容的尋址在請求特定資源時不需要指定資源的位置，只需指定所需的內(nèi)容。

每個文件都有一個唯一的哈希值，可以認為是文件的指紋或身份。 當想要訪問一個特定的文件時，用戶只需要向網(wǎng)絡(luò)詢問誰有一個帶有指定散列的文件副本。 一旦發(fā)出請求，IPFS 網(wǎng)絡(luò)上的某個人將提供您所請求的資源。 下載該資源，一個副本將被保存到您的 IPFS 緩存中。 現(xiàn)在，當另一個人來請求相同的文件，您就能夠提供這個文件副本給他們。 這將創(chuàng)建一個速度更快的系統(tǒng)，因為共享的文件越多，在大量節(jié)點組中可用的文件就越多。

IPFS的工作原理

現(xiàn)在，已經(jīng)了解了 IPFS 與當今傳統(tǒng)方法對比的基礎(chǔ)知識，可以更深入地了解 IPFS 是如何存儲數(shù)據(jù)并使用戶能夠訪問數(shù)據(jù)的了。

在 IPFS 中，文件存儲在 IPFS 對象中，每個對象可以存儲 256 kb 的數(shù)據(jù)。 一個 對象也可以包含一個 鏈接到另一個 IPFS 的對象，鏈接使得存儲大于 256 kb 的數(shù)據(jù)成為可能。 例如，如果您只上傳一個小的文本文件，那么一個 256kb 的對象應該足以滿足您的需求。

但是，如果存儲一張圖片，則會將其分解為多個對象，每個對象的最大值為 256 kb。 然后，IPFS 系統(tǒng)將創(chuàng)建一個空對象，該對象將鏈接到組成該圖片的所有對象。

這個體系結(jié)構(gòu)非常簡單，但它非常強大，真正使 IPFS 作為文件系統(tǒng)使用。瀏覽下面簡單的文件目錄結(jié)構(gòu)，進而解釋如何將其轉(zhuǎn)換為 IPFS 結(jié)構(gòu):

可以通過為每個文件和每個文件夾 / 目錄創(chuàng)建1個對象，然后將文件鏈接到指定的目錄來轉(zhuǎn)換為 IPFS。 但是，如果考慮到 IPFS 使用基于內(nèi)容的尋址這一事實，情況就更好了。 這意味著添加的文件是不可變的，它們永遠不能被改變，就像區(qū)塊鏈一樣。 這意味著用戶可以確定正在訪問的資源是正確的數(shù)據(jù)，并且從未被更改過。

IPFS 中的數(shù)據(jù)更新

IPFS支持文件的版本化，這與 Git 的開源代碼倉庫類似。 例如，您正在處理一個名為 "Important Document-v1.doc" 的文本文件，并希望使用 IFPS 與人們共享該文檔。 當您將這個文件添加到 IPFS 時，幕后發(fā)生的是，IPFS 將創(chuàng)建一個新的 Commit 對象。 這個對象是非常基本的，它所做的只是告訴 IPFS 哪個提交在這個提交之前，它鏈接到與文件 "Important Document-v1.doc" 相關(guān)聯(lián)的 IPFS 對象。

現(xiàn)在想象一下，一段時間過去了，你的 "Important Document.doc" 需要修改。 通過簡單地將新文件添加到 "Important Document-v2.doc"，IPFS 將為更新的文件創(chuàng)建一個新的 Commit Object (與原始過程相同)。 這個提交對象現(xiàn)在鏈接到先前的提交對象，第一個提交作為父對象。 這個過程可以無休止地重復，創(chuàng)建一個相同數(shù)據(jù)的鏈接版本鏈，所有這些數(shù)據(jù)都引用整個鏈。IPFS 確保網(wǎng)絡(luò)上所有其他節(jié)點都可以訪問你的文件以及整個文件版本控制歷史記錄。

到目前為止，我們已經(jīng)討論了 IPFS 的許多有用特性和關(guān)鍵概念。 然而，所有的協(xié)議都有局限性和缺陷。 可以想象，IPFS 當前面臨的最大問題是保持文件可用。 網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點都會保存他們下載的文件的緩存，并在其他用戶需要的時候幫助他們提供這些文件。 但是，在一種簡單的情況下，如果一個文檔由 4 個節(jié)點承載，并且它們都處于離線狀態(tài)，則該文檔不能被訪問。

有幾種方法可以解決上述問題。 一種方法是鼓勵節(jié)點保持在線狀態(tài)，并保持文件對社區(qū)開放。 對用戶可以提交給網(wǎng)絡(luò)的存儲空間進行獎勵，這將確保文件在需要時具有很高的可用性。 另一種方法是在整個網(wǎng)絡(luò)中主動分發(fā)文件，確保在任何給定的時間總是有足夠的副本在線。 你可以把這看作是大規(guī)模的冗余。

FileCoin

這個問題正是 Filecoin 想要解決的問題。 Filecoin 是由創(chuàng)建 IPFS 的同一團隊創(chuàng)建的，是一個區(qū)塊鏈，它建立在 IPFS 之上，目標是創(chuàng)建一個去中心化的存儲市場。 這意味著那些硬盤上有額外存儲空間的用戶可以把它租出去作為 IPFS 存儲空間，并在這個過程中從中獲利。 你可以把 Filecoin 想象成一個類似于 Airbnb 的服務(wù)——不是出租房子里可用的空間，而是出租電腦里可用的存儲空間。 Filecoin 為節(jié)點創(chuàng)建了一個保持數(shù)據(jù)在線并盡可能長時間保留的激勵機制。 除了保持節(jié)點在線的激勵之外，它還通過許多節(jié)點復制數(shù)據(jù)，從而使數(shù)據(jù)高可用且易于訪問(即使少數(shù)節(jié)點處于離線狀態(tài))。 和 IPFS 有著相同的目標，那就是離線優(yōu)先，這意味著他們一直在努力創(chuàng)造更好的體驗，而不需要通過調(diào)用服務(wù)器來訪問資源。

這是一個 Filecoin 的高度快速總結(jié)，可以在以后的文章中和來自 Protocol labs 的其他項目一起深入地探討 Filecoin。

總結(jié)

可以看出，IPFS 是一個雄心勃勃的項目。 早期的項目集中在去中心化，主要是貨幣和金融方面。 IPFS 的真正目的是構(gòu)建一種更好的數(shù)據(jù)共享方式，以面對以前 HTTP 曾經(jīng)遇到過挑戰(zhàn)。然而，IPFS 顯然是最成熟的，并被視為一個在未來幾年內(nèi)可能得到大規(guī)模采用的系統(tǒng)。 絕不是在暗示 HTTP 正在消失，Juan Benet 自己也承認 HTTP 是一個很棒的協(xié)議，仍然非常有用。 畢竟，HTTP 是一個超過 25 年的協(xié)議，隨著 IPFS 的采用持續(xù)增長，使用場景將隨著技術(shù)的發(fā)展而壯大。 在 IPFS 最終接管之前，我們很可能會出現(xiàn)同時使用兩種協(xié)議的情況，這非常類似于我們今天仍然使用 FTP 的某些能力。