Hello IPFS：大白话 IPFS（二）

作者 | 星际云盒

来源 | IPFS白皮书

在大白话IPFS（一）里面，我们讲了HTTP存在的弊端，以及IPFS是如何克服这些弊端的。了解完那两方面，我们就不禁会问，那IPFS是怎样工作的呢？

这篇文章我们就来讲讲IPFS协议是如何工作的。

基于内容寻址

众所周知，HTTP协议是基于域名寻址，即我们需要输入搜索内容所在的服务器对应的IP地址，然后服务器响应我们的请求，返回我们想要访问的网页内容。因为我们搜索的是某个IP地址，而且并不知道那个IP地址是否仍保存着我们想要的内容，所以会经常遇到返回一个404页面（即搜索内容已被删除），上一篇文章有说到的这点。

而IPFS协议的寻址方式是——基于内容寻址，意思是，我们是直接搜索我们想要获取的内容本身，而不是它所在的服务器IP地址。

基于内容寻址——是指搜索内容本身，IPFS网络中的每一个内容都对应着唯一的哈希值（HASH），我们通过搜索内容对应的哈希值，即可搜索到我们的想要的内容本身。

每一个被上传到IPFS网络上的文件，系统都会用哈希算法对该文件进行加密，然后得到一个数值，叫哈希值（HASH）。哈希值是这样的（一串64位、由数字和字母构成的数值）：

00740f40257a13bf03b40f54a99398c79a664bb21cfa2870ab07888b21eeba8

每个文件的哈希值都是唯一的，即使是两个文件内容只有1bit的不同, 其哈希值也是完全不一样的。文件加密完毕后，系统会将文件进行分割与复制，最后分布式存放到若干个IPFS存储节点当中。

当我们搜索/下载内容时，IPFS网络系统就会从离我们最近的距离（这里不是物理距离，是数学距离）的若干存储节点，传输数据或者文件的碎片（不是整个文件）给我们，它是若干节点同时下载传输到我们的设备上（类似于P2P、BT技术），速度非常快。当然，从这些节点下载出来的文件碎片，最终会整合成一个完整的文件呈现给我们。

IPFS网络是一个细粒度的、不可靠的、分布式的、易联合的内容分发网络（Content Delivery Network , CDN）。这就是IPFS与HTTP的区别，传统HTTP协议是从单个中心服务器将整个文件下载传输到设备上的，下载的速度相对慢很多。

容错机制，版本控制，永久保存

上传到IPFS网络的文件会被分割成若干块，那如果其中的一块意外被损坏了，怎么办呢？不用担心，IPFS系统有一个容错机制，容错机制的意思就是，假设一份文件被分割成10份，其中4份损坏了，那么还是可以根据剩下的6份还原出原文件来。所以说，你的文件是可以被永久保存在IPFS网络里面的。

假如我上传了两份一样的文件，那岂不是存在两份一样的文件了？不会的，IPFS会在整个网络范围内删掉冗余重复的文件, 并为相同文件建立版本管理, 也就是说，每一个文件的变更历史都将被记录（类似版本控制工具Git，SVN等），用户可以很容易回到文件的历史版本去查看数据。并且，每个节点除了存储了数据以外，还存储了一张哈希表，用来记录文件存储所在的位置，便于进行文件的查询下载。

IPNS命名系统

如果我们要在IPFS网络上查询想要的文件或信息，只要输入对应的哈希值，就可以检索到这个文件。由于这个哈希值是全网唯一的，查询起来的速度非常快。

但是，如果使用哈希值来区分文件的话，我难道要记住那么多的一串串的哈希值？一个哈希值可是有64位的数字加字母啊，记起来多麻烦啊。假如我在IPFS网络上搭建了一个网站，生成一个这么复杂的哈希值，这不利于宣传啊，也会造成传播困难。

事实上，当然不会这样。因为哈希值不容易记忆，就像IP地址一样不容易记忆。所以Protocol Labs协议实验室弄出了IPNS（InterPlanetary Name System），IPFS的域名命名系统，这样，IPFS就可以利用IPNS将哈希值映射为容易记的名字了。

用一个例子演说IPFS的工作流程

比如我想观看一部叫ABC的视频：

1. 加入IPFS网络，在网络中搜索叫ABC的文件（ABC是通过IPNS映射得来的名字）。

2. IPFS网络迅速索引区块链上的哈希值，反馈出搜索结果。

3. 你支付一点Filecoin代币，获取ABC文件缓存到本地，ABC文件不是从云或者服务器上面下载下来的，而是由IPFS网络的参与者贡献的，它可能是离你最近的一个网络节点。这样的好处是，不仅不需要中间服务器，而且网络传输效率最快。

4. 如果ABC文件恰巧你周边好几个人都有，那IPFS网络会把这个文件拆成一小片一小片，节省了这些节点的储存成本，也让你用最具效率的方式下载到该视频。

5. 这个ABC视频文件缓存在你自己电脑里，不仅自己可以观看，同时也为其他需要ABC这部视频的人提供资源。

6. 另外，你也可以自己发布新内容到这个网络上，并且有机会获得Filecoin代币，因为你也为网络做了贡献。

通过这样的方式，实现了整个网络的文件利用达到最优效率。

下一篇将继续普及IPFS干货

欲知后事如何，且听下回分解。

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