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【Filecoin源码仓库全解析】第六章:单机部署多节点集群与矿池设计思路

IPFS星鉴网  · 公众号  ·  · 2019-03-29 16:49

正文


欢迎大家来到第六章,经过前章 《【Filecoin源码仓库全解析】第五章:检索市场及检索矿工》 的介绍,无论从定位职能,还是从设计原理,还是从工程操作角度,我们应该对目前的Filecoin检索市场有了更加深入的了解。



我们将在本章介绍如何在 一台机器上构建多节点 的方案和 未来矿池产品设计 的一些思路。


如果自己学习进度ok,实践效果符合预期,应该很快也会给大家分享多机(不同配置,不同规格,不同区域)多节点部署的方案。


一、多节点的部署需求


1.单机即可使用不同的角色职能


我们在第三章、第四章和第五章中,分别模拟了三个角色:存储提供方(存储矿工),存储需求方(存储用户)以及检索用户,小编用了两台不同的机器来实验。其实,也可以通过单机完成所有测试。


2.对于配置比较高的机器,可增加资源利用率


虽然节点客户端对机器性能、配置要求目前比较苛刻,但是对于一些不经常处于满负荷状态,具有更高性能的机器和服务器,还是可以通过部署单机多节点方案,来增加整机资源利用率。


3.复用公网IP


相比于国外,公网IP是真的稀缺资源,目前看不到IPV6短时间内普及的希望...libp2p所需的mutiaddress可通过配置端口,多路复用...


4.研发复合型产品


未来,随着Filecoin项目的不断成熟,和市场需求的不断演化,将诞生除了矿机之外的一系列复合型产品和工具型产品,为了把服务能力和边界扩大,需要统一的节点管理、控制方案,以及专门针对检索市场而设计的类CDN方案,存储市场的矿池方案等。

这些,都或多或少离不开多节点的部署运维工作。本文将介绍一种直接在单机上部署和管理多节点的方案。


二、创建新节点仓库


假设已编译安装了最新版的go-filecoin客户端,可参考: 【Filecoin源码仓库全解析】第一章:搭建Filecoin测试节点

之后,通过指定不同的仓库路径 --repodir ,来创建新节点2:


export FCRD=$HOME/.filecoin2

go-filecoin init --genesisfile=http://user.kittyhawk.wtf:8020/genesis.car --repodir=$FCRD


成功后,将生成与之前默认初始化文件夹.filecoin一样结构的的.filecoin2,如图所示:


三、修改新节点配置


vim .filecoin2/config.json


修改默认值,重新设置新节点2的api.address和swarm.address的监听端口:


{
"api": {
"address": "/ip4/127.0.0.1/tcp/3455"
...
},
...
"swarm": {
"address": "/ip4/0.0.0.0/tcp/6011"
}
}


四、节点互联


在本机上,分别启动原节点1和新节点2:

go-filecoin daemon

go-filecoin daemon --repodir=$FCRD

启动daemon后,我们也可以对比单机节点1和节点2的配置信息,如下所示,MultiAddress与PeerID一一对应,且按照不同端口配置已生成。

我们将原节点的multiaddress记录至临时变量NODE1_ADDR中:


export NODE1_ADDR=$your_node1_multiaddress

通过 go-filecoin swarm connect $NODE1_ADDR --repodir=$FCRD ,将新节点2与原节点1建立P2P连接。


成功后并通过 go-filecoin swarm peers --repodir=$FCRD 复查连接状态:

如图所示,我们在新节点2的Peer集群中,查询到了原节点1的multiaddress。

这样,一个初步的单机双节点集群就部署完毕了,以此类推,可以继续批量部署下去,直至机器资源满负荷运行。

之后,我们可以在单机上分别操作多节点,并设置不同角色进行前面几章所描述的测试过程了,有条件的朋友,也可以将这几章所描述的配置逻辑编写成Shell脚本或者加入程序控制来实现自动化。


五、Filecoin矿池设计思路


5.1 矿池的概念


矿池从一定意义上来说,是伴随时间和市场需求演化而来,更倾向于产品的一个定义。最初起源于比特币。

在比特币的体制下,全网平均每10分钟产出一个区块,每个区块包含50(现在是12.5,每四年左右奖励减半一次)个比特币,而一个区块只可能被某一个幸运儿挖走,直接拥有所有奖励,其他人则颗粒无收,挖到的概率与矿工投入的设备算力大小成正比。

这就注定了如果比特币挖矿参与人数庞大且分散到一定程度后,挖到比特币的概率将无限接近于零,跟中彩票差不多。

这时候,如果散户要参与,资源有限,只能投入一台矿机挖矿,按照概率,要5~10年才能开采到一个区块,这使比特币挖矿陷入尴尬境地,让普通人几乎没有参与的可能,并不利于比特币的发展。

因此,解决的方案是 集众人之力,收益平摊 的方式,这也是矿池产品的核心,举个例子:

假设100万人参与比特币挖矿,全网400P算力,其中90%的矿工为1P(1000T)以下的算力,如果投入一台1T矿机,将占全网算力的40万分之1,理论上平均每40万个10分钟能挖到一个区块,也就是7.6年才能挖到一个区块然后一次性拿到50(现在是12.5)个比特币。

那么,假如我再找9个拥有1T算力矿机的矿工,达成协定,我们总共10个人,其中任何一个人挖到区块,都按照每人的算力占比来进行平分,那么我们就是一个整体,总共10T算力,那么平均0.76年即可挖到一个区块,然后算下来到我们手上的就是0.76年开采到5个比特币,如果组织100人、1000人、1万人甚至10万人呢?如果是10万人,那么平均40分钟就能挖到1个区块,作为团队的一份子,我的收入将会趋于稳定,且参与度显著提高。


5.2 矿池的意义


  • 降低了比特币等虚拟数字货币开采的难度,降低了开采门槛,真正实现了人人皆可参与的比特币挖矿理念。

  • 提高了产业化程度,促进了更稳定的区块链服务。

  • 更合理的商业模式,完善了虚拟数字货币行业的产品形态。


5.3 Filecoin可能存在矿池产品吗?


首先,在DevNetworkState监控面板上有三个关键参数我们需要了解:


  • ProvenStorage:存储矿工已提交PoSt并得到系统验证的存储量。



  • StoragePower:表示存储有效率,即赢得挖掘下一个区块的可能性。



  • %of BlocksMined 已被挖掘出的区块全网占比



其次,是竞选算法的设计与实现完整度:


  • 竞选算法:使用选票参与竞选,获得选举的条件。


从Filecoin的白皮书的设计可知,一个好的竞选算法,应当满足至少如下的几个特点:


公平: 每个参与者每次选举只有一次试验,签名是确定的,而且t和rand(t)是固定的。随机值rand(t)在时刻t之前是未知的。因此,每个Ticket的计算值域相对公平。

保密: 即攻击者没有Mi(目前已经在网络有抵押的担保品信息),因此无法生成有效的Ticket和被签名的密钥。

公开可验证: 可以通过给出计算值域,时刻t和Mi来说服验证者自身有效性。

其实白皮书的设计思想可以归结于下面这个公式:



已被签名的ticket值域,同时被签名的ticket需要被哈希成一串较长位数编码,以防被暴力破解 (类似比特币中所使用的Hashcash,不断尝试要满足前缀N个比特位都是0这样的条件) ,而 红框中的表示节点的存储有效率Ratio ,有效率是一个相对大的十进制值,需要换算成二进制的编码,才能与Hashcash之后的签名Ticket匹配做精准判断, L与全网难度强相关 ,要求的前导0的个数越多,代表L难度越大。

同时,小编也查阅了一下测试网目前这块的竞选算法代码实现:







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