WOR:Filecoin技術分析：深入理解存儲管理_CTO

來源：金色財經Filecoin的存儲單元稱為扇區。對傳統硬盤結構理解的小伙伴，對這個術語應該比較親切，傳統硬盤的最小存儲單元就叫Sector。為了證明Sector的存儲，Filecoin進行了一系列的處理，傳說中的P1/P2/C1/C2。在處理過程中，一個Sector的計算會生成若干文件，最終會生成replica。相關文件是如何組織的？Cache都是由哪些文件組成，分別是多大？本文就從存儲的角度看看這些過程和邏輯。

Filecoin的存儲管理的邏輯主要實現在sector-storage項目中。在深入理解Sector存儲邏輯之前，先講講Worker和Manager。

01相關術語

Worker-處理P1/P2/C1/C2的服務，Worker又分為兩種：localworker和remoteworker。localworker處理本地服務處理，remoteworker支持遠程服務處理

酒店預訂平臺Travala支持FIL支付:據加密友好的酒店預訂平臺Travala官方推特，該平臺已支持使用FIL預訂庫普庫普巴龍的別墅。[2021/7/8 0:36:30]

Manager-管理多個Worker

Scheduler-調度器，調度多個Worker，一個Manager通常有一個Scheduler

Store-Sector存儲系統

02Sector存儲

Sector處理相關的文件存儲在Store中。Store通過sectorstore.json進行配置：

CanSeal表明Store可以用來Seal，CanStore表面Store可以持久存儲Seal的結果(replica)。Weight是權重，在多個Store選擇時使用。ID是Store的UUID編號。

FIL跌破75美元關口 日內跌幅為5%:火幣全球站數據顯示，FIL短線下跌，跌破75美元關口，現報74.9999美元，日內跌幅達到5%，行情波動較大，請做好風險控制。[2021/3/19 18:58:29]

一個Store中存在三種存儲，分別對應三種目錄：unsealed(未封存的文件)，cache，sealed。

03Worker&Store

sector-storage項目的README中的這張圖很好的解釋了sectorstorage的各個模塊以及相互的關系：

整幅圖分為上下兩個部分：上部分是Manager，下部分是RemoteWorker。Manager中包括一個LocalWorker。stores.Index是所有Sector存儲的索引。Scheduler，上部分的中間，管理所有的Worker，并且調度Sector相關的存儲。

霍比特交易所將于11月2日12:00上線FILUSDT永續合約:據霍比特HBTC官方公告，霍比特HBTC USDT永續合約板塊將于11月2日12:00（UTC+8）正式上線FILUSDT永續合約，最高支持50倍杠桿。

目前霍比特HBTC USDT永續合約板塊已涵蓋BTC、ETH、DOT等十余個主流幣種，最高支持100倍杠桿，可高效滿足用戶交易需求，提供專業、安全的合約交易服務。詳情點擊原文鏈接。[2020/10/30 11:15:20]

workermanagementAPIs通過/rpc/v0的jsonRPC接口實現remoteworker的管理。通過/remote的HTTPAPI實現存儲的Fetch操作，簡單的說，傳輸文件。specs-storage.Prover/Sealer/Storage是Manager暴露出來的接口，實現Sector的證明，封存和存儲。

HBTC霍比特將于7月6日20:00開啟首期88 U/T搶購Filecoin（IPFS）云算力:據HBTC霍比特（原BHEX）交易所官方稱，為回饋廣大平臺用戶，降低用戶參與Filecoin（IPFS）的挖礦門檻，HBTC霍比特開啟將于7月6日20:00（UTC+8）開啟首期「88 U/T搶購Filecoin（IPFS）云算力」活動，霍比特隊長或者持有100 HBC以上的平臺用戶，均可以1 TB = 88 USDT的遠低于市場價參與搶購，搶購時間截至7月9日12:00（UTC+8）。

HBTC霍比特交易所是100%持幣者共享的交易平臺，獨創全新的10倍PE定價回購模型及霍比特隊長激勵模型，并推出平臺資產透明和交易數據可信機制。HBTC霍比特由火幣、OKEx等56家資本共同投資，主營幣幣、合約、OTC、期權等業務，平臺上主流幣及合約交易擁有優秀流動性和深度。[2020/7/6]

每個連接到Manager的Worker會和Manager同步它的內存/CPU以及顯存的信息。Scheduler在接受到新的請求時，會針對請求(Task)的類型以及資源的需求，從當前Worker中挑選最合適的Worker進行請求的處理。如何選擇Worker，感興趣的小伙伴，可以查看selector的相關邏輯。

BitZ即將上線FIL6，并開放FIL6/USDT期貨交易:BitZ平臺即將上線FIL6（Filecoin 6-month），并將在香港時間 2020年07月02日 15:00開放FIL6/USDT期貨交易。

據了解，星際文件系統IPFS（InterPlanetary File System）是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統，目標是為了補充（甚至是取代）目前統治互聯網的超文本傳輸協議（HTTP），將所有具有相同文件系統的計算設備連接在一起。原理用基于內容的地址替代基于域名的地址，也就是用戶尋找的不是某個地址而是儲存在某個地方的內容，不需要驗證發送者的身份，而只需要驗證內容的哈希，通過這樣可以讓網頁的速度更快、更安全、更健壯、更持久。

Filecoin是在IPFS其上的激勵層，通過token激勵模式在IPFS上構建了一個去中心化存儲市場。[2020/7/2]

從存儲的角度，重新整理一下，這些關系：

以一個Manager連接兩個Worker為例。Worker只能Seal，但是不能Store。為了更清楚展示Worker之間的數據傳輸，第一個Worker只做Precommit1，第二個Worker做Precommit2和Commit。

04SealTask

理解SealTask，最好對照了Sector的狀態管理一起看。對Sector狀態管理還不熟悉的小伙伴，可以查看之前的文章：

Filecoin-Sector狀態管理邏輯

接下來，看看每個SealTask對應的存儲數據的變化。

AddPiece

如果其中左邊的Worker接收到任務，AddPiece任務會在unsealed目錄中創建原始數據。

PreCommit1

PreCommit1階段，簡稱P1，針對SDR算法，計算若干層數據。如果Sector是32G，需要計算11層。對SDR算法不熟悉的小伙伴，可以看看之前的文章：

經過PreCommit1，生成的數據存儲在Cache中：

PreCommit2

PreCommit2的階段，簡稱P2，生成Replica，計算ColumnHash，并生成Merkle樹(tree_d,tree_c,tree_r_last)。因為P2，不在同一個Worker處理，在進行處理之前，需要先傳輸給合適的Worker，處理的結果同樣存儲在Cache中：

Commit和Finalize

在Commit生成證明后，進入Finalize狀態，Finalize可以理解成“歸檔”。因為在Worker上沒有Store能力，刪除不需要持久化的數據，需要持久化存儲的數據，將傳輸回Manager。

05數據存儲量

以32G的Sector為例，在處理過程中需要存儲的數據如下：

原始數據-32G

原始數據Merkle-32G

P1layer-32*11G

P2-ColumnHash&tree_c-32*2G

P2-Replica&tree_r_last-32G+9.2M*8

總共：512G多一點。

06持久化數據

Sector經過P1/P2/C1/C2處理后，也就是說，經過PoREP處理后，需要持久化存儲Replica的數據和tree_r_last的數據。tree_r_last的數據需要存儲的原因是PoSt要用到。特別注意的是，tree_r_last的數據并不是完整的Merkle樹數據，刪除了其中一些層的數據。

32G的Sector，對應的tree_r_last分成了8棵子樹，每棵子樹是8叉樹，默認存儲的時候，忽略了最低的兩層。也就是，去除最低兩層的存儲量為：

所以每棵子樹的存儲數據為4G*0.00223=9.13M。

也就是說，Sector持久化存儲比例在1.0022左右。

總結：

Filecoin存儲管理的邏輯主要在sector-storage中。Sector的處理任務，可以通過多個Worker完成。每個Worker的存儲目錄結構一致，Sector數據可以在多個Worker之間通過Http服務傳輸。Sector處理過程中，最大的存儲需求量在512G左右。持久化存儲比例為1.0022。

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