IPFS分布式存储，区块链下的存储技术革命！

Posted 2021-09-06 Mario科普小达人

在数字经济环境当中，每个人的行为都会产生大量的数据。西部世界来给大家简单算一下。

仅以常见的交易行为来看，如果每一个人一次消费产生80byte的记录，每人每天按5次消费计算，并且仅仅计算2亿的中国城市人口，就会发现每天产生的光是交易记录数据就有80GB（约等于859亿字节），那么光是这一项行为，一个月的数据量将达到万亿字节的级别。这还仅仅是交易数据，再加上其他生活数据呢？例如现在我敲下的每一个字？例如屏幕面前你聊天时发出的每一张图？

数据拥堵的可怕，我们经常碰到。尤其在重要时刻，拥堵的数据简直是要人命。比如抢名额报名的时候，比如重要比赛的时候。

为了让数据更畅快和安全的运营、保存，IPFS分布式存储技术，便应运而生了。

传统网络上产生的各种数据是集中存储在某个服务器上面的，而这个存储服务器的性能，就成为系统性能的瓶颈，也是数据存储可靠性和安全性的焦点，所以它很难以满足大规模存储应用的需要。而IPFS分布式存储则采用的是可扩展的系统结构，它将数据分块存储到了多台服务器上，每个服务器上只保存一部分数据，需要的时候，再利用位置服务器定位存储信息，把这些分成块的数据放到一起，再拼接成完整的数据。那么与传统存储方式相比，IPFS分布式存储有哪些优势呢？

说点专业的，传统存储一般采用双控制器架构，两者互为备份，配置两台交换机与前端的服务器进行连接，这种双控制器架构方式会有以下这些缺点：

1.网络带宽容易变成整个存储与传输性能的瓶颈；

2.如果一个控制器损坏，系统的性能将大幅下降，影响存储和传输的正常使用。

3.横向扩展性较差。受限于前端控制器的对外服务能力，纵向扩展磁盘数量无法有效提升存储设备对外提供传输数据服务的能力。同时，前端控制器横向扩展能力非常有限，目前业界最多仅能实现几个控制器的横向扩展。因此，前端控制器就成了整个存储/传输系统性能的瓶颈。

4.不同厂家存储设备之间的差异性带来的管理问题。不同厂商设备的管理和使用方式各有不同，由于软硬件紧耦合、管理接口不统一等限制因素，导致他们之间无法做到资源的统一管理和弹性调度，这也会带来存储与传输利用率较低的现象。

而IPFS分布式存储/传输协议与传统存储方式和传输协议相比，优势如下：

1、性能方面：传统存储方式与传输协议都会有性能瓶颈，一旦达到最大扩展能力，性能不会改变甚至降低。而当IPFS达到一定规模时，其性能会超过传统方式，再在大量磁盘和节点的帮助下，结合适当的数据分布策略，它可以达到非常高的聚合带宽。

2、价格方面：传统存储方式与传输协议，使用成本比较高。特别是SAN网络设备，光纤网络成本高。在需要扩展时还要增加扩展柜，其成本非常高。而IPFS只需要IP网络和几台X86服务器加内置硬盘就可以组建起来，成本比较低。

3、可持续性方面：传统存储方式的扩展能力受限。它的一个机头最多可以带几百个磁盘，如果想要达到PB级别以上的共享存储，传统存储方式成本极高，而IPFS却不用担心这些问题。

4、安全性方面：传统存储方式与传输协议是中心化的，所有流量直接搭载在中心化的服务器上，服务器承载的压力极大，这容易造成系统崩溃。并且它还容易遭受D-DOS攻击；而IPFS是去中心化的分片的分布式存储，黑客无法攻击，文件不易丢失，安全更有保障。

说了这么多理论，我们举个例子来比较下IPFS与传统存储和传输协议的优劣。比如您想在一个视频网站上观看电影，在传统存储方式和传输协议下，浏览器需要在存储视频的数据中心服务器上查看视频，并将视频流传输给您。

假设100人同时观看视频，浏览器需要在服务器上请求100次。如果有100万人在看视频，那么需要请求100万次。如果这个数量再大的话，网络就会变得十分拥挤，最后大家就都卡着看不了视频了。这时你会想要拓展服务器带宽，但是这需要花费非常大的成本。

但是IPFS则是完全不一样的！假设你想看一部电影，你的浏览器和电影应用程序不会从中心的服务器调用视频，而是从我们周围最近的节点调用视频，因为IPFS允许视频在网络上的每个人之间共享。西部世界推出的联合算力产品，0质押0硬件0机房费用，低投入币生币。

当你需要读取数据时，所有的存储供应商都会同时向你发送他们保存的一小块数据，机器收到后会自动拼接成完整视频。因此，观看视频的流畅性将不再受服务器带宽的限制，也不再取决于有多少人和你一起拼凑这个视频资源，所以使用IPFS的网络访问速度自然要比传统存储方式和传输协议快得多。

据统计，IPFS技术可以使带宽成本节约近60%。在数据越来越多，人们的需求越来越大的数字经济时代，传统存储方式和传输协议无疑是资源浪费和低效的表现。故而IPFS采用的分布式系统结构，不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展，安全性极高，同时降低了使用者大量的成本。

IPFS具有如此多的优势，自然早就受到了多方的关注。自打它上线后，世界许多政府组织、企业巨头、实体都对其青睐有佳。著名的如美国红杉资本、斯坦福大学、DCG集团、联合广场风投、安德森·霍洛维茨基金等。

而在我国，IPFS技术也被引入政府产业基金，体现了政府对IPFS分布式存储产业的认可，同时也吸引了大量实体对其进行研究、开发与使用。如2021年4月24日，中科院 IPFS分布式存储联合实验室成立，中科院云计算中心成立“(IPFS)分布式存储联合实验室”将致力于研究、开发和应用分布式存储技术，推动转化应用落地，制定我国在分布式存储领域的各项标准，促进我国区块链技术与实体经济深度融合发展。它是继国家发改委中国工业发展研究院分布式存储研究中心成立之后，又一个国家级的 IPFS科研机构；又比如2021年1月27日，人民云网也宣布使用IPFS技术。而腾讯、华为、小米同样也在布局IPFS技术。

大量投资的涌入与政府的关注和使用，使得IPFS技术得到了空前的发展，继而衍生出了各种可能的应用场景：

场景一：网络视频平台

传统的在线视频网站使用的是传统存储服务，这对存储成本和带宽成本要求很高。而采用IPFS存储方式则可以大大减少相同资源的冗余，节省大量用户在播放视频时的带宽成本。

例如Dtube就是一款浏览器视频应用，它与现有主流视频分享网站类似，允许内容创作者通过上传材料获取利润。在使用了IPFS作为主要存储模式后，相较于传统应用，它的带宽成本降低了60%以上，用户的体验感也大大提升。

场景二：互联网信息安全

近年来，国际上发生了多起因黑客入侵而导致用户信息泄露的事件，给用户和企业信誉造成了重大的损失。

而IPFS所采用的区块链去中心化技术，天生具有抵抗攻击的能力，所有的数据都分布在不同的节点上，如果你想入侵，就必须攻击所有的节点，而这是不可能做到的，这有效地保证了数据的安全性，保护了用户的隐私。

场景三：数据存储方面

现阶段，我们的数据由中心化机构管理，一旦这些机构里的数据遭到破坏，如自然灾害、战争、黑客攻击等，就会永久丢失。自古以来，人类就一直在探索能够更有效、更长时间保存信息和数据的方式。

而IPFS由于没有集中的数据管理，数据的安全性就会更高，而且也很难监视或复制。由此，整个网络的分布式数据存储减少了被破坏而丢失宝贵数据和数据被盗的可能性。

场景四：与数字货币的结合

西部世界推出的联合算力产品，0质押0硬件0机房费用，低投入币生币。这里就不得不提到近期大火的Filecoin了，它是唯一基于应用IPFS概念而发行的数字货币，在众多以区块链技术为背景的项目中，它是全球第一个，只用10%代币，在短短35分钟，单笔融资就超过了2.57亿美金的数字货币！

综上不难发现，IPFS技术作为新一代的区块链技术，它的价值正在被越来越多的人所认可，它的应用场景也日渐丰富，它的发展与应用是势不可挡的。今年作为“十四五”规划的开局年，IPFS也必将搭上国家发展数字经济的快车，实现爆发式的增长。