IPFS初窥3

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上一篇文章中记录到了IPFS的BitSwap协议,今天接着往下看关于Object的部分。

Merkle DAG

Merkle DAG是IPFS核心概念之一,在Git的数据结构上进行了改造。理解Merkle DAG之前先来了解下Merkle Tree

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IPFS初窥2

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上一篇文章中初步介绍了IPFS的基本概念和使用方法,今天更深入一些了解IPFS的设计理念。

根据 第三版 白皮书,IPFS体系可以分为7层:

  1. 身份:负责节点的身份生成和认证。
  2. 网络:负责节点间的网络连接,可以配置使用各种网络协议。
  3. 路由:维护路由信息来找出特定的节点和对象。默认使用DHT,可以替换。
  4. 交换:一个新型的块交换协议(BitSwap)来高效管理块分发。有点类似超市,对数据复制有激励。交易策略可以替换。
  5. 对象:带有链接的、内容寻址的不可变对象组成的Merkle DAG,可以代表任意数据结构。比如文件层级和通信系统。
  6. 文件:受到Git启发的版本控制文件层级系统。
  7. 命名:自验证的可变命名系统。
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IPFS初窥

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虽然区块链有很多令人兴奋的特性,但是也有其固有的缺点。比如,文件或者长度较长的文本信息就不适合存储在链上。那么如何解决这个缺点呢?一个解决方案就是IPFS(Interplanetary File System)——星际文件系统。

本文作为简介篇不打算涉及网络及数据结构相关知识(比如什么是协议、什么是树、什么是图……),不过我相信各位看官既然能找到本文网络基础应该不是问题。

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环境搭建

前提需要电脑中存在gitdockerdocker-compose命令以及有golang开发环境。

首先创建目录存放Fabric代码,注意路径和权限,在启动服务时候会向其中写一些文件,最开始我就是没注意到这点报错了。

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sudo mkdir /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/

进入刚才创建的目录后拉取代码:

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cd /opt/gopath/src/github.com/hyperledger
git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git

当前版本是1.1。

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Raft算法

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相比与Paxos算法,Raft更容易理解。首先推荐个动画视频 (注意这个动画真的基于raft算法,所以每次选举出的节点都是不同的,我观看某些章节时候甚至出现过3次选举过程),然后是raft论文中文版raft主页,基本结合这3个网站就能理解raft了。

在Raft算法中,有3种角色:

  • Leader
  • Follower
  • Candidate

大体分为2个过程:

  1. 选举(Leader Election)
  2. 日志同步(Log Replication) 阅读全文

BasicPaxos算法

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CPA理论

分布式系统中有个经典的CAP理论,就是说任何分布式系统最多满足一致性(Consistency),可用性(Availability),分区容错性(Partition Tolerance)这三者中的两个。

既然是分布式,必然将节点部署到不同的网络中,而这则会引起一致性问题。想解决一致性,就需要保证每次操作所有节点都成功执行,而这又会降低可用性。既然分区已经是事实,所以工程上应该尽量在保证一致性的前提下提高可用性。

而一致性又可以分为:

  • 强一致性:上次写什么,下次就一定能读到什么,这需要牺牲可用性。
  • 弱一致性:并不保证更新后所有线程都能读到最新值,需要一段时间进行同步。
  • 最终一致性:弱一致性的一种特例。
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原文,需要科学上网。省略了一些无关的内容。

上篇文章我们学习了如何编写区块链并且对进行Hash运算和验证,但所有都运行在一个节点。我们如何让其他的节点连接到我们的主节点并让这些新节点贡献新区块呢?并且,我们如何通知所有的节点区块链有更新呢?

这篇文章将进行就解答。

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原文,需要科学上网。省略了一些无关的内容。

世界上很多开发者听说过区块链却不知道它是怎么工作的,他们或许仅仅听过比特币或者智能合约一类的名词。这篇文章尝试用简明的语言说明区块链并且用不到200行的代码来实现你自己的区块链!文章的最后,你应该可以运行并且添加区块到区块链中并从浏览器中看到结果。

有什么学习区块链的方法比你亲自实现一个更好呢?

文章讲了什么

  • 如何创建自己的区块链
  • 如何使用Hash来维护区块链的完整性
  • 如何添加新区块
  • 如何解决多个节点同时生成区块导致冲突问题
  • 如何在浏览器中查看区块链
  • 如何生成新区块
  • 了解区块链的基础知识后,你可以决定你的未来发展方向

文章没讲什么

为了保持简单,我们并没介绍更高级的概念比如pow和pos的对比,我们模拟了网络交互所以你可以看到区块链并且添加区块,但网络广播部分将以后再讲。

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Roy

微信公众号:hi-roy


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