IPFS這個(gè)項(xiàng)目其實(shí)很大，并不像大家想象的是一個(gè)東西，IPFS是由很多模塊組成，每一個(gè)模塊現(xiàn)在都已經(jīng)獨(dú)立成項(xiàng)目了，并且有自己的主頁(yè)。讓我們來(lái)簡(jiǎn)單看一下IPFS家族成員。

協(xié)議實(shí)驗(yàn)室的主頁(yè)：https://protocol.ai/projects/

在協(xié)議實(shí)驗(yàn)室的主頁(yè)上面，可以找到目前的五個(gè)個(gè)項(xiàng)目：

• IPFS：http://ipfs.io
• Filecoin: http://filecoin.io
• libp2p: http://libp2p.io
• IPLD：http://ipld.io
• Multiformats：http://multiformats.io

(協(xié)議實(shí)驗(yàn)室的是有多喜歡io的域名)

其中IPFS和FIlecoin我們已近很熟悉了，也是我們主角（男一號(hào)和女一號(hào)），今天主要介紹那些背后默默無(wú)聞的支持者。

IPFS的結(jié)構(gòu)圖

libp2p

IPFS團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)IPFS協(xié)議的時(shí)候，采用的是高度模塊化的方式進(jìn)行的。就像搭積木一樣，將各個(gè)功能獨(dú)立獨(dú)立起來(lái)進(jìn)行。當(dāng)然這也是現(xiàn)在軟件工程里面的基本要求，不過(guò)IPFS團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，各個(gè)木塊之間幾乎完全解耦合。

libp2p是什么？

在過(guò)去的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里，開(kāi)發(fā)者構(gòu)建一個(gè)p2p網(wǎng)絡(luò)并不是一件容易的事情。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、各種各樣的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的存在使得創(chuàng)建大規(guī)模的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變得復(fù)雜并且困難。IPFS團(tuán)隊(duì)將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(peer-to-peer)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層從IPFS工程里面分離出來(lái)，形成一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，這就是libp2p。該項(xiàng)目不僅可以供IPFS使用，也可以提供其它項(xiàng)目使用，作為一個(gè)p2p工程的底層協(xié)議存在。

之前的文章里面曾經(jīng)提到過(guò)IPFS的網(wǎng)絡(luò)連通性做的非常棒，在各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下都能夠輕松應(yīng)對(duì)，這與IPFS團(tuán)隊(duì)在libp2p上面的精心設(shè)計(jì)是分不開(kāi)的。

如果哪個(gè)團(tuán)隊(duì)或者開(kāi)發(fā)者想構(gòu)建一個(gè)基于p2p網(wǎng)絡(luò)的項(xiàng)目，不妨參考一下或者直接使用libp2p作為底層協(xié)議，會(huì)減少很多很多的開(kāi)發(fā)量(發(fā)現(xiàn)了什么？如今如火如荼的區(qū)塊鏈項(xiàng)目，有了libp2p，可以為大家節(jié)省很多工作量，當(dāng)然，因?yàn)閒ork的存在，現(xiàn)在的項(xiàng)目大多數(shù)并不是從0開(kāi)始的)。

下面我們來(lái)看看libp2p里面都有什么東東？

• Transports：傳輸層，TCP，uTP，QUIC，SCTP......
• Discovery：網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)層，mDNS，bootstrap，DNS，Kad......
• Peer Routing: 節(jié)點(diǎn)路由，mDNS, KadDHT......
• NAT Traversal: NAT穿越層......
• Content Routing: 內(nèi)容尋址......

libp2p的主要功能是

• 發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)
• 連接節(jié)點(diǎn)
• 發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)
• 傳輸數(shù)據(jù)

它類(lèi)似我們現(xiàn)實(shí)世界的快遞公司。它連接著千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)，除了負(fù)責(zé)分發(fā)數(shù)據(jù)，還負(fù)責(zé)查找數(shù)據(jù)。它是一個(gè)大雜燴，綜合了各種協(xié)議、框架，讓它們一起和諧的工作。

當(dāng)前實(shí)現(xiàn)版本：

• js
• go

IPLD

IPLD定義了基于內(nèi)容尋址的統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型。它是一個(gè)轉(zhuǎn)換器，可以把現(xiàn)有的異構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（基于內(nèi)容尋址）統(tǒng)一成一種格式，方便不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和互操作。

為什么要構(gòu)建IPLD？

通過(guò)哈希進(jìn)行內(nèi)容尋址的技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種分布式系統(tǒng)。從加密貨幣的區(qū)塊鏈到備份代碼的每一次提交，再到各種web內(nèi)容，他們背后的邏輯幾乎是相同的， 然后由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不兼容，造成了這些數(shù)據(jù)無(wú)法互相操作。IPLD作為中間層統(tǒng)一了這些異構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得不同的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

IPLD的組成：

• CID（Self-describing content-addressed identifiers for distributed systems）：基于內(nèi)容尋址的自我描述標(biāo)識(shí)
• IPLD tree：基于 JSON、Protobuf和路徑導(dǎo)航的跨協(xié)議的數(shù)據(jù)模型
• IPLD Resolvers: IPLD轉(zhuǎn)換器，可以添加新的協(xié)議到IPLD里面

當(dāng)前已實(shí)現(xiàn)的IPLD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• Git
• Bitcoin
• Ethereum
• IPFS

未來(lái)會(huì)有更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)添加進(jìn)來(lái)，第三方的開(kāi)發(fā)也可以把自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提交到IPLD里面。截止到目前，IPLD在github上的關(guān)注度并不像是IPFS那么引人注目。不過(guò)相信隨著IPFS應(yīng)用推進(jìn)，IPLD項(xiàng)目也會(huì)也來(lái)越多的收到關(guān)注。至少它幾乎可以統(tǒng)一目前區(qū)塊鏈項(xiàng)目的絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)。作為一個(gè)中間層可以很方便的進(jìn)行鏈之間的數(shù)據(jù)交換，IPFS團(tuán)隊(duì)已經(jīng)幫大家造好了輪子。

Multiformats

該項(xiàng)目的是一系列協(xié)議的集合，它在現(xiàn)有協(xié)議基礎(chǔ)上對(duì)值（值：通常是具有某一項(xiàng)表達(dá)意義的）進(jìn)行自我描述改造，即從值上就可以知道該值是如何產(chǎn)生的。聽(tīng)起來(lái)是不是有點(diǎn)難以理解，別著急，下面咱們使用具體的例子來(lái)說(shuō)明這是一個(gè)什么東西。
當(dāng)前multiformats協(xié)議里面包含以下協(xié)議。

• multihash - self-describing hashes
• multiaddr - self-describing network addresses
• multibase - self-describing base encodings
• multicodec - self-describing serialization
• multistream - self-describing stream network protocols
• multigram (WIP) - self-describing packet network protocols

我們以第一個(gè)multihash為例子來(lái)說(shuō)明什么是multiformats。通常情況下我們使用的哈希計(jì)算方法都是某一種實(shí)現(xiàn)方式，比如sha1，sha2-256等。哈希計(jì)算在我們的軟件工程里面幾乎隨處可見(jiàn)，特別是區(qū)塊鏈項(xiàng)目。multiformats將所有的哈希值計(jì)算統(tǒng)一成同樣的格式，這會(huì)為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者帶來(lái)很多好處，比如加密函數(shù)升級(jí)等。

multihash:

升級(jí)后的哈希值的結(jié)構(gòu)為：

<hash-func-type><digest-length><digest-value>
<哈希函數(shù)類(lèi)型><摘要長(zhǎng)度><摘要值>

我們有一個(gè)使用sha2-256函數(shù)生成的哈希值（如下），其長(zhǎng)度為32（16進(jìn)制0x20）：

41dd7b6443542e75701aa98a0c235951a28a0d851b11564d20022ab11d2589a8

規(guī)定sha2-256的代表數(shù)字為12(16進(jìn)制)

于是我們得出來(lái)新的哈希值：

122041dd7b6443542e75701aa98a0c235951a28a0d851b11564d20022ab11d2589a8

新的哈希值具有自我描述性質(zhì)，它說(shuō)明了自己是怎么來(lái)的。怎么樣，是不是一下子變得開(kāi)朗起來(lái)。

小編把python版本的multihash實(shí)現(xiàn)擼了一遍，目前multihash總共實(shí)現(xiàn)了以下6種哈希函數(shù)，建議以后的開(kāi)發(fā)者使用這個(gè)升級(jí)版的哈希加密算法，好處多多：

• sha1
• sha2-256
• sha2-512
• sha3
• blake2b
• blake2s

其它幾個(gè)multi協(xié)議就不在一一介紹，感興趣的讀者可以到以下頁(yè)面學(xué)習(xí)

• https://multiformats.io/
• https://github.com/multiformats/multiformats

未完待續(xù)。。。。。。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IPFS家族(一)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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