IPFS是什么？

1 什么是IPFS

星际文件系统(InterPlanetary File System). IPFS 是一个分布式的web, 点到点超媒体协议. 可以让我们的互联网速度更快, 更加安全, 并且更加开放. IPFS协议的目标是取代传统的互联网协议HTTP。

2 为什么有IPFS

众所周知, 互联网是建立在HTTP协议上的. HTTP协议是个伟大的发明, 让我们的互联网得以快速发展.但是互联网发展到了今天HTTP逐渐出来了不足.

HTTP的中心化是低效的, 并且成本很高

使用HTTP协议每次需要从中心化的服务器下载完整的文件(网页, 视频, 图片等), 速度慢, 效率低. 如果改用P2P的方式下载, 可以节省近60%的带宽. P2P将文件分割为小的块, 从多个服务器同时下载, 速度非常快.

Web文件经常被删除

回想一下是不是经常你收藏的某个页面, 在使用的时候浏览器返回404(无法找到页面), http的页面平均生存周期大约只有100天. Web文件经常被删除(由于存储成本太高), 无法永久保存. IPFS提供了文件的历史版本回溯功能(就像git版本控制工具一样), 可以很容易的查看文件的历史版本, 数据可以得到永久保存

中心化限制了web的成长

我们的现有互联网是一个高度中心化的网络. 互联网是人类的伟大发明, 也是科技创新的加速器. 各种管制将对这互联网的功能造成威胁, 例如: 互联网封锁, 管制, 监控等等. 这些都源于互联网的中心化.而分布式的IPFS可以克服这些web的缺点.

互联网应用高度依赖主干网

主干网受制于诸多因素的影响, 战争, 自然灾害, 互联网管制, 中心化服务器宕机等等, 都可能是我们的互联网应用中断服务. IPFS可以是互联网应用极大的降低互联网应用对主干网的依赖.

3 IPFS的目标

IPFS不仅仅是为了加速web. 而是为了最终取代HTTP协议, 使互联网更加美好

4 IPFS包含哪些内容

IPFS是一个协议，类似http协议

• 定义了基于内容的寻址文件系统
• 内容分发
• 使用的技术分布式哈希、p2p传输、版本管理系统

IPFS是一个文件系统

• 有文件夹和文件
• 可挂载文件系统

IPFS是一个web协议

• 可以像http那样查看互联网页面
• 未来浏览器可以直接支持 ipfs:/ 或者 fs:/ 协议

IPFS是模块化的协议

• 连接层：通过其他任何网络协议连接
• 路由层：寻找定位文件所在位置
• 数据块交换：采用BitTorrent技术

IPFS是一个p2p系统

• 世界范围内的p2p文件传输网络
• 分布式网络结构
• 没有单点失效问题

IPFS天生是一个CDN

• 文件添加到IPFS网络，将会在全世界进行CDN加速
• bittorrent的带宽管理

IPFS拥有命名服务

• IPNS：基于SFS（自认证系统）命名体系
• 可以和现有域名系统绑定

IPFS的的”宏伟”目标是取代HTTP, 那么先来看看IPFS是如何工作的?

1. IPFS为每一个文件分配一个独一无二的哈希值(文件指纹: 根据文件的内容进行创建), 即使是两个文件内容只有1个比特的不相同, 其哈希值也是不相同的.所以IPFS是基于文件内容进行寻址, 而不像传统的HTTP协议一样基于域名寻址.
2. IPFS在整个网络范围内去掉重复的文件, 并且为文件建立版本管理, 也就是说每一个文件的变更历史都将被记录(这一点类似版本控制工具git, svn等), 可以很容易个回到文件的历史版本查看数据.
3. 当查询文件的时候, IPFS网络根据文件的哈希值(全网唯一)进行查找. 由于每个文件的哈希值全网唯一, 查询将很容易进行.
4. 如果仅仅使用哈希值来区分文件的话, 会给传播造成困难, 因为哈希值不容易记忆, 就像ip地址一样不容易记忆, 于是人类发明的域名. IPFS利用IPNS将哈希值映射为容易记的名字
5. 每个节点除了存储自己需要的数据, 还存储了一张哈希表, 用来记录文件存储所在的位置. 用来进行文件的查询下载.

在上述内容中说了 HTTP 及一些中心化服务器的缺点。那么问题来了, IPFS是如何来解决这些缺点的?

1、下载速度快, 不再依赖主干网, 中心化服务器

整个IPFS系统是一个分布式的文件存储系统, 那么在下载相关数据的时候, 将从多个节点同时下载, 相比于HTTP从中心服务器的下载速度要快很多, 大家都用过P2P下载(比如: 迅雷, BitTorrent), IPFS下载过程跟这个类似。

2、存储空间变得非常便宜

由于IPFS使用的是区块链技术, 利用 Filecoin(为了的文章中会将如何获取filecoin, 也就是挖矿)来激励矿工分享自己的硬盘, 并且IFPS从全网去掉了冗余存储(从整个网络空间考虑, 这将大大节省网络存储空间), 将来的IPFS存储将会变得非常便宜(与我们现在的云盘, 各种中心化的CND相比较)。

3、安全

中心化服务器目前很难抵挡ddos攻击, 当大量的访问请求从四面八方涌来, 中心化的服务器几乎会在一瞬间瘫痪, 做过运维的同学应该深有感触, 比如每年双11, 不能睡觉的除了阿里, 腾讯的技术同学, 还有整个银行业的小朋友. 巨大的访问量随时可能造成服务器宕机. IPFS天生就拥有抵挡这种攻击的能力. 因为所有的访问将会被分散到不同的节点. 甚至攻击者自己也是节点之一. 某种程度上讲, IPFS甚至能抵挡量子计算的攻击。

4、开放

众所周知, 比特币是一种去中心化, 匿名的数据货币, 这些特性使得比特币无法被管制, 交易无法篡改. IPFS同样, 由于是建立在去中心化的分布式网络上的, 所以IFPS很难被中心化管理, 限制. 互联网将更加开放。

来源：知乎专栏IPFS指南