什么是IPFS，IPFS的工作方式是怎樣的

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IPFS是對(duì)等（p2p）存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。可以通過(guò)可能中繼信息或存儲(chǔ)信息（或同時(shí)做這兩者）的對(duì)等方訪問(wèn)內(nèi)容，并且這些對(duì)等方可以位于世界任何地方。IPFS知道如何通過(guò)其內(nèi)容地址找到您要的內(nèi)容，而不是在哪里。首先讓我們看一下內(nèi)容尋址以及該內(nèi)容如何鏈接在一起。IPFS堆棧的“中間”部分將生態(tài)系統(tǒng)連接在一起。一切都建立在能夠通過(guò)鏈接的唯一標(biāo)識(shí)符查找內(nèi)容的基礎(chǔ)上。

IPFS使用內(nèi)容編址通過(guò)內(nèi)容中的內(nèi)容而不是內(nèi)容的位置來(lái)標(biāo)識(shí)內(nèi)容。您一直都在按內(nèi)容查找項(xiàng)目。例如，當(dāng)您在圖書(shū)館里尋找一本書(shū)時(shí)，經(jīng)常會(huì)要求書(shū)名。這是內(nèi)容尋址，因?yàn)槟銌?wèn)什么是。如果您使用位置尋址，找到那本書(shū)，你會(huì)問(wèn)它通過(guò)在那里它是：“我想要的書(shū)那是在二樓，第一組，倒數(shù)第三架，左四周書(shū)”。如果有人搬了那本書(shū)，那你真倒霉！

通過(guò)散列進(jìn)行內(nèi)容尋址已成為從分布式支持代碼到運(yùn)行加密貨幣的區(qū)塊鏈的分布式系統(tǒng)中連接數(shù)據(jù)的一種廣泛使用的方法。但是，這些系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不一定可以互操作。

這就是IPLD項(xiàng)目的來(lái)歷。哈希標(biāo)識(shí)內(nèi)容，而IPLD在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)換。由于不同的分布式系統(tǒng)以不同的方式構(gòu)造其數(shù)據(jù)，因此IPLD提供了一些庫(kù)，用于組合可插拔模塊（每種IPLD節(jié)點(diǎn)的解析器）來(lái)解析多個(gè)鏈接節(jié)點(diǎn)之間的路徑，選擇器或查詢（允許您探索數(shù)據(jù)，無(wú)論其基礎(chǔ)是什么）。協(xié)議）。IPLD提供了一種在內(nèi)容可尋址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法：“哦，您使用Git樣式，不用擔(dān)心，我可以關(guān)注這些鏈接。哦，您使用以太坊，我知道了，我也可以關(guān)注那些鏈接！”

IPFS協(xié)議使用IPLD從原始內(nèi)容獲取IPFS地址。IPFS對(duì)于如何將數(shù)據(jù)分解為DAG有其自己的偏好和約定；IPLD使用這些約定將IPFS網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容鏈接在一起。IPFS生態(tài)系統(tǒng)中的其他所有內(nèi)容都基于此核心概念：鏈接的可尋址內(nèi)容是使其余工作正常進(jìn)行的基本連接元素。IPFS和許多其他分布式系統(tǒng)利用了稱為有向無(wú)環(huán)圖或DAG 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。具體來(lái)說(shuō)，它們使用Merkle-DAG，它們是DAG，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)標(biāo)識(shí)符，該標(biāo)識(shí)符是節(jié)點(diǎn)內(nèi)容的哈希值。聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)熟？這涉及到上一節(jié)中介紹的CID概念。查看此CID鏈接數(shù)據(jù)概念的另一種方法：通過(guò)其哈希值識(shí)別數(shù)據(jù)對(duì)象（如Merkle-DAG節(jié)點(diǎn)）是內(nèi)容尋址。

IPFS使用為表示目錄和文件而優(yōu)化的Merkle-DAG，但是您可以采用許多不同的方式來(lái)構(gòu)造Merkle-DAG。例如，Git使用Merkle-DAG，其中包含許多版本的倉(cāng)庫(kù)。為了建立內(nèi)容的Merkle-DAG表示，IPFS通常首先將其分成多個(gè)塊。將其拆分為多個(gè)塊意味著文件的不同部分可以來(lái)自不同的來(lái)源，并且可以快速進(jìn)行身份驗(yàn)證。

Merkle-DAG有點(diǎn)“全力以赴”。也就是說(shuō)，所有內(nèi)容都有CID。您有一個(gè)具有CID的文件。如果一個(gè)文件夾中有幾個(gè)文件怎么辦？該文件夾具有一個(gè)CID，并且該CID包含下面文件的CID。反過(guò)來(lái)，這些文件由塊組成，并且每個(gè)塊都有一個(gè)CID。您可以看到如何將計(jì)算機(jī)上的文件系統(tǒng)表示為DAG。希望您還可以看到Merkle-DAG圖如何開(kāi)始形成的。要直觀地了解這個(gè)概念，請(qǐng)查看我們的IPLD Explorer。

Merkle-DAG的另一個(gè)有用功能是將內(nèi)容分成多個(gè)塊，如果您有兩個(gè)相似的文件，它們可以共享Merkle-DAG的一部分。也就是說(shuō)，不同Merkle-DAG的一部分可以引用相同的數(shù)據(jù)。例如，如果您更新網(wǎng)站，則僅更改的文件將獲得新的內(nèi)容地址。您的舊版本和新版本可以為其他所有內(nèi)容引用相同的塊。這可以使傳輸大型數(shù)據(jù)集的版本（例如基因組研究或天氣數(shù)據(jù)）更加高效，因?yàn)槟恍枰獋鬏斝碌幕蛞迅牡牟糠?，而不必每次都?chuàng)建全新的文件。

因此，總而言之，IPFS允許您為內(nèi)容提供CID，并使用IPLD在Merkle-DAG中將內(nèi)容鏈接在一起?，F(xiàn)在，讓我們繼續(xù)最后一部分：如何查找和移動(dòng)內(nèi)容。為了查找哪些對(duì)等方正在托管您要查找的內(nèi)容（發(fā)現(xiàn)），IPFS使用分布式哈希表或DHT。哈希表是值鍵的數(shù)據(jù)庫(kù)。甲分布式哈希表是其中所述表在所有的對(duì)等體在一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)分割。要查找內(nèi)容，請(qǐng)問(wèn)這些同行。

該libp2p項(xiàng)目是IPFS生態(tài)系統(tǒng)提供連接，并互相交談的DHT和手柄同行的一部分。一旦知道了內(nèi)容的位置（即哪個(gè)或哪些對(duì)等方正在存儲(chǔ)構(gòu)成您所要訪問(wèn)的內(nèi)容的每個(gè)塊），就可以再次使用DHT 查找這些對(duì)等方的當(dāng)前位置（路由）。因此，為了獲得內(nèi)容，您可以使用libp2p兩次查詢DHT。

您已經(jīng)找到了內(nèi)容，并且已經(jīng)找到了該內(nèi)容的當(dāng)前位置-現(xiàn)在您需要連接到該內(nèi)容并進(jìn)行獲?。ń粨Q）。為了向其他對(duì)等方請(qǐng)求塊并向其他對(duì)等方發(fā)送塊，IPFS當(dāng)前使用名為Bitswap的模塊。Bitswap允許您連接到具有所需內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)，將其發(fā)送給您的需求列表（您感興趣的所有塊的列表），然后讓他們向您發(fā)送您請(qǐng)求的塊。這些塊到達(dá)后，您可以通過(guò)對(duì)它們的內(nèi)容進(jìn)行哈希處理以獲取CID來(lái)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

還討論了其他內(nèi)容復(fù)制協(xié)議，其中最發(fā)達(dá)的是Graphsync。正在討論中的一項(xiàng)提案，旨在擴(kuò)展Bitswap協(xié)議以在請(qǐng)求和響應(yīng)周圍添加功能。
（責(zé)任編輯：fqj）