IPFS是InterPlanetary File System（星際文件系統）的簡稱，是一個旨在創建持久且分布式存儲和共享文件的網絡傳輸協議。IPFS網絡中的節點構成了一個分布式文件系統，它為用戶提供了一個支持部署和寫入的平臺，同時能夠支持大文件的分發和版本管理。

IPFS試圖解決什么問題？IPFS是對中心化存儲的一種補充，具有去中心化、數據不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明的特點。其目標是通過建立對等的分布式文件系統，為數據存儲服務的需求者提供一個高吞吐量、按內容尋址的塊存儲模型，及與內容相關的超鏈接。分布式內容傳遞可以節約帶寬，和防止HTTP可能遇到的DDoS攻擊。

相較于中心化存儲（基于HTTP構建的云存儲），IPFS解決了下載速度慢、存儲成本高、修復能力不足以及數據隱私安全等問題，且不存在單點故障，網絡節點之間不需要相互信任，安全性和可靠性更高。

IPFS如何保證用戶數據被安全地存儲？從數據存取的角度來看，IPFS的做法是：文件被用戶上傳時，會切割成N個加密碎片，分散存儲在供應方（礦工）提供的存儲空間中，在下載時再合成為完整的源文件；通過一種共識機制（復制證明PoRep和時空證明PoSt）來確保正確的數據在正確的時間被有效存儲且未被篡改，以保障安全、公開、透明；據此，系統也會得出礦工的實際貢獻值，提供對等的報酬。

圖1.IPFS通過共識機制確保數據安全

整體流程大致如下：當用戶上傳原始數據后，礦工向主鏈提交交易證明并獲取出塊權，之后按照規則將數據裝入扇區繼而封裝成標準大小（32GB）的數據塊；在封裝過程中會進行復制證明并提交給主鏈，以證明礦工確實保存了用戶要求存儲的數據；數據封裝后，系統會按照數據的存儲期限，每隔一段時間（一般是半小時一次）運行時空證明，以證明礦工確實在規定時間內存儲了準確的數據。

IPFS需要高度匹配的存儲能力

在運行證明的過程中，需要強大的算力支撐，這既包括對原始數據的封裝處理、對證明數據的高效運算，還包括對封裝數據的及時寫入、對證明數據的檢索抽取。這對存儲也提出了嚴苛的要求，主要特點如下。

圖2.證明過程中計算與存儲高頻交互

超大容量，IPFS要求數據持續可讀，歷史數據永久保存。一般周數據增量為PB級，年增量可達百PB級甚至EB級。

高吞吐，IPFS寫入模型是大文件并發寫入，存儲集群至少要提供100Gbps以上的吞吐量，以保證封裝數據的寫入效率。

隨機讀，在時空證明階段，每天完成一次全量證明（分48次進行，每半小時就要完成一個SHARD的證明），均是小數據塊隨機讀，要求存儲提供極高的隨機讀取效率。

高效運維，數百PB甚至EB級的海量空間，必然由大規模集群來支撐，高效運維、降低人力成本同樣是剛需。

兼顧安全與低成本，除了IPFS原有的哈希去重和加密算法，存儲集群也需要提供低成本的安全保護策略。業內廠商多采用高性價比的糾刪碼方案，在保證數據高可用的同時，盡可能降低總體成本。

MOS對象存儲為IPFS打造堅實底座，從前文的描述中不難看出，選擇合適的存儲底座無疑能給IPFS帶來強有力支撐。杉巖MOS對象存儲憑借海量、高性能、智能化、低成本等優勢，為IPFS場景提供了極佳的存儲底座。

圖3.基于MOS打造強大的存儲底座

EB級彈性擴展，300 Gbps吞吐能力

MOS可提供單一命名空間的EB級資源池，以及超過300 Gbps的吞吐能力；由于計算與存儲分離，存儲集群可獨立擴展，靈活響應業務變化。

空間利用率超90%，成本節約超過50%

為了滿足數據高可用和低成本的要求，MOS采用22+2的糾刪碼技術，將空間利用率提升到了90%以上，相較于3副本策略，硬件成本縮減超過50%。

15秒讀完一個Partition

針對IPFS高頻隨機讀的特點，MOS也進行了性能優化，可將數百次隨機讀請求合并為一個請求，將讀取效率提升了數倍，每15秒即可讀完一個Partition。

管理超大規模集群僅需1-2人

MOS提供可視化管理和智能化運維，故障自動監測和即時申報；通過多故障域隔離和智能DNS分配技術，幫助運維人員輕松管控超大規模集群，在提升數據可靠性的同時降低運維復雜度，節省人力成本。“工欲善其事，必先利其器。”IPFS需要強大的云算力，除了部署強大的算力集群，選好存儲同樣重要。杉巖已順利交付IPFS項目，實踐證明，MOS對象存儲值得這份信賴。

fqj