IPFS節(jié)點之間如何進(jìn)行數(shù)據(jù)交換？

區(qū)塊鏈中最早的數(shù)據(jù)交換協(xié)議當(dāng)屬BitTorrent，這也是大多數(shù)區(qū)塊鏈節(jié)點之間實現(xiàn)交流的基礎(chǔ)協(xié)議，當(dāng)然IPFS也必須需要能實現(xiàn)p2p的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，IPFS在BitTorrent的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了自己BitSwap協(xié)議，該協(xié)議具體在IPFS節(jié)點之間如何運用呢？本文將詳細(xì)介紹。

何為BitSwap協(xié)議？

BitSwap協(xié)議的定義是IPFS網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)塊交換方式的基礎(chǔ)協(xié)議，它是一個基于統(tǒng)一格式的消息對等協(xié)議，有別于request/response方式。簡單點來說就是在IPFS節(jié)點中交換信息，其請求和響應(yīng)的消息都使用同一類型的消息包。也就是在IPFS網(wǎng)絡(luò)中所有的Peers（節(jié)點身份）都是對等節(jié)點，不存在BitTorrent中那樣的Tracker服務(wù)器，所以通信方式更加簡單。

不僅如此BitSwap協(xié)議清晰的定義了如何請求數(shù)據(jù)、如何發(fā)送數(shù)據(jù)、向誰發(fā)送數(shù)據(jù)等策略，并且每個節(jié)點都允許擁有自己的策略，將其作為數(shù)據(jù)交換的核心模塊，BitSwap協(xié)議還使用一些預(yù)期設(shè)定好的激勵機制來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的流動，通過一個點對點之間的傳輸記錄交易賬本來達(dá)到互惠的目的，讓參與的節(jié)點有收益。

Bitswap 的工作原理？

大家都知道IPFS將文件分成稱為塊的塊，并且由內(nèi)容標(biāo)識符（CID （打開新窗口））。當(dāng)節(jié)點想要運行Bitswap協(xié)議想要獲取文件，他們會向其他對等方發(fā)送“想要的列表”?！跋胍斜怼笔菍Φ确较胍邮盏膲K的CID列表。每個節(jié)點都會記住它的對等方想要哪些塊，并且每次節(jié)點收到一個塊時，它都會檢查是否有任何對等方想要該塊并將其發(fā)送給他們。簡單點就是摸清楚每個節(jié)點的需求是什么，再就是其節(jié)點有哪些文件。

而為了找出哪些對等點擁有構(gòu)成文件的塊，Bitswap節(jié)點首先向它所連接的所有對等點發(fā)送對根塊 CID 的需求。如果節(jié)點沒有區(qū)塊，節(jié)點將會查詢分布式哈希表（DHT）詢問誰擁有根塊。任何以根塊響應(yīng)的對等點都被添加到會話中。之后Bitswap只向會話中的對等方發(fā)送請求，以免請求淹沒網(wǎng)絡(luò)。簡單來說就是起到一個尋找的功能，大家可以看成內(nèi)容尋址，就是文件如果沒有切分成塊給多個節(jié)點存儲，那就只有最初存儲文件的節(jié)點有，其節(jié)點就是根塊存儲所在。

這就是Bitswap協(xié)議的主要功能，其功能還有幾個重要的策略體系：

BitSwap信用體系：上面說了BitSwap協(xié)議會有激勵獎勵，這正是為了節(jié)點去樂于分享或交換數(shù)據(jù)。其信用體系可以用“有借有還，再借不難”八個字概括，定義來說就是發(fā)送給其他節(jié)點數(shù)據(jù)可以增加信用值，從其他節(jié)點接受數(shù)據(jù)降低信用值，說白了就是要分享出去，不要只接受。一個節(jié)點如果只接收數(shù)據(jù)而不分享數(shù)據(jù)，信用值就會降得很低而被其他節(jié)點忽略掉。

BitSwap策略：根據(jù)信用體系，BitSwap可以采取不同的策略來實現(xiàn)，每一種策略（大家可以詳細(xì)去官網(wǎng)查閱）都會對系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生不同的影響。不過其目的都是為了：節(jié)點數(shù)據(jù)交換的整體性能和效率最高，阻止“吃白食”的現(xiàn)象；就是不能夠只下載數(shù)據(jù)不上傳數(shù)據(jù)；可以有效的防止一些攻擊行為(比如：女巫攻擊)；對信任節(jié)點建立寬松機制節(jié)點等等。

BitSwap賬單：BitSwap節(jié)點會記錄下來和其他節(jié)點通信的賬單（數(shù)據(jù)收發(fā)），可以保持節(jié)點間數(shù)據(jù)交換的歷史和防止篡改。當(dāng)兩個節(jié)點之間建立連接的時候，BitSwap會相互交換賬單信息，如果賬單不匹配，則清除重新記賬。惡意節(jié)點可能會故意“丟失”賬單，以希望清除掉自己的債務(wù)。其它交互節(jié)點會把這些都記下來，如果總是發(fā)生，節(jié)點就會被拒絕。

總體來說Bitswap協(xié)議強調(diào)的是節(jié)點之間的交換，并制定了一些信用或規(guī)則來讓每一個節(jié)點去分享文件，去分享數(shù)據(jù)，而不是只接受文件，如果有這樣的節(jié)點存儲，最終會被系統(tǒng)給孤立。而且相比較BitTorrent協(xié)議在IPFS網(wǎng)絡(luò)中使用 Bitswap 協(xié)議獲取數(shù)據(jù)塊一個最大的特點是，請求的數(shù)據(jù)塊是跨文件的，任何類型的數(shù)據(jù)塊，只要其哈希值一樣，都可以拿為己用，一個Peer Swarm對應(yīng)的是整個IPFS網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，因此所有的數(shù)據(jù)塊都可以被用來使用，實現(xiàn)真正的跨文件數(shù)據(jù)交換，這也是Bitswap協(xié)議的特點。