Filecoin技術分析：深入理解存儲管理_TOR:Gym Network

來源：金色財經Filecoin的存儲單元稱為扇區。對傳統硬盤結構理解的小伙伴，對這個術語應該比較親切，傳統硬盤的最小存儲單元就叫Sector。為了證明Sector的存儲，Filecoin進行了一系列的處理，傳說中的P1/P2/C1/C2。在處理過程中，一個Sector的計算會生成若干文件，最終會生成replica。相關文件是如何組織的？Cache都是由哪些文件組成，分別是多大？本文就從存儲的角度看看這些過程和邏輯。

Filecoin的存儲管理的邏輯主要實現在sector-storage項目中。在深入理解Sector存儲邏輯之前，先講講Worker和Manager。

01相關術語

Worker-處理P1/P2/C1/C2的服務，Worker又分為兩種：localworker和remoteworker。localworker處理本地服務處理，remoteworker支持遠程服務處理

Filecoin獨立協議Lotus發布v1.11.0版，包括錯誤修復、改進和新功能等內容:官方社群消息，Filecoin獨立協議Lotus發布v1.11.0版，包括許多錯誤修復、改進和新功能，官方強烈建議升級。[2021/7/25 1:13:49]

Manager-管理多個Worker

Scheduler-調度器，調度多個Worker，一個Manager通常有一個Scheduler

Store-Sector存儲系統

02Sector存儲

Sector處理相關的文件存儲在Store中。Store通過sectorstore.json進行配置：

CanSeal表明Store可以用來Seal，CanStore表面Store可以持久存儲Seal的結果(replica)。Weight是權重，在多個Store選擇時使用。ID是Store的UUID編號。

比升資本合伙人Vito：Filecoin礦工和算力要提供可靠存儲能力應對監管:金色財經現場報道，4月23日，數御未來——2021數據與存儲產業峰會在成都舉辦。在主題為《區塊鏈視角看分布式存儲的市場價值》的圓桌中，比升資本合伙人Vito指出，Filecoin賽道崛起的原因在于，從其自身發展來看，在FIL主網上線之前，已經有很多機構進場布局這個賽道；從散戶的角度來看，存儲和計算、通訊相比，認知門檻會更低，從社會現實來講，海量數據時代需要分布式存儲。

對于分布式存儲的監管問題，當海量數據進入后，一定會有專業合規的服務商來做這個事情。對于現在投資算力和礦工，所要做的是提供可靠的存儲能力。[2021/4/23 20:52:01]

一個Store中存在三種存儲，分別對應三種目錄：unsealed(未封存的文件)，cache，sealed。

03Worker&Store

基于HECO的跨鏈借貸項目FilDA DAO Pool首次HT分紅即將開啟:2月5日20:00，FilDA DAO Pool進行首輪HT分紅，在周五晚20:00快照DAO池鎖幣數量，按照鎖幣數量分發HT分紅。DAO Pool參與者將在每周享平臺收益回購HT分紅。

據了解，FilDA作為首個基于HECO的跨鏈借貸DeFi項目，于2021年1月5日晚20:00開啟創世挖礦Fair launch，首發HUSD、HBTC、HT、ELA-HECO、USDT-HECO、HDOT、HLTC、HBCH、ETH、HPT、HBSV、HXTZ等13種資產的借貸功能，同時也是HECO首個公開平臺各項APY數據，存借雙向實時透明數據的借貸項目。

目前，FilDA 平臺存借款總額高峰值突破3.7億美元，FilDA LP超過585萬美金，位居HECO項目前三甲。FilDA項目無募資，無預挖，致力于HECO首選的用戶友好型的DeFi借貸平臺。[2021/2/5 19:00:49]

sector-storage項目的README中的這張圖很好的解釋了sectorstorage的各個模塊以及相互的關系：

Filecoin已發布Lotus v1.1.2版本 未升級礦工或會失去部分獎勵:Filecoin官方成員Molly表示，已發布Lotus v1.1.2版本，以修復v1.1.1中worker密鑰更改的另一個關鍵方面。請所有礦工和節點運行者盡快更新到lotus v1.1.2，以確保區塊被網絡成功傳播和接受。在升級到v1.1.2版本之前，礦工們可能會被拒絕一些區塊(和失去獎勵)，所以越快越好。[2020/10/25]

整幅圖分為上下兩個部分：上部分是Manager，下部分是RemoteWorker。Manager中包括一個LocalWorker。stores.Index是所有Sector存儲的索引。Scheduler，上部分的中間，管理所有的Worker，并且調度Sector相關的存儲。

workermanagementAPIs通過/rpc/v0的jsonRPC接口實現remoteworker的管理。通過/remote的HTTPAPI實現存儲的Fetch操作，簡單的說，傳輸文件。specs-storage.Prover/Sealer/Storage是Manager暴露出來的接口，實現Sector的證明，封存和存儲。

聚幣Jubi首期“余幣寶”支持項目FIL 定存年化收益升級:據官方消息，聚幣Jubi已于2020年10月21日升級首期“余幣寶” 支持項目FIL的定存年化收益，聚幣將陸續上線支持更多優質幣種上線“余幣寶”，及時滿足廣大用戶對數字資產的理財需求。具體規則以官網為準。

聚幣Jubi作為領先的數字資產及衍生品交易平臺，創辦于2013年。2020年2月聚幣網被新加坡Uniweb集團全資收購，在新加坡申請牌照并獲得多項豁免經營權。聚幣始終為用戶甄選更具潛力的數字資產，并力求在數字資產金融模式上的不斷創新。[2020/10/21]

每個連接到Manager的Worker會和Manager同步它的內存/CPU以及顯存的信息。Scheduler在接受到新的請求時，會針對請求(Task)的類型以及資源的需求，從當前Worker中挑選最合適的Worker進行請求的處理。如何選擇Worker，感興趣的小伙伴，可以查看selector的相關邏輯。

從存儲的角度，重新整理一下，這些關系：

以一個Manager連接兩個Worker為例。Worker只能Seal，但是不能Store。為了更清楚展示Worker之間的數據傳輸，第一個Worker只做Precommit1，第二個Worker做Precommit2和Commit。

04SealTask

理解SealTask，最好對照了Sector的狀態管理一起看。對Sector狀態管理還不熟悉的小伙伴，可以查看之前的文章：

Filecoin-Sector狀態管理邏輯

接下來，看看每個SealTask對應的存儲數據的變化。

AddPiece

如果其中左邊的Worker接收到任務，AddPiece任務會在unsealed目錄中創建原始數據。

PreCommit1

PreCommit1階段，簡稱P1，針對SDR算法，計算若干層數據。如果Sector是32G，需要計算11層。對SDR算法不熟悉的小伙伴，可以看看之前的文章：

經過PreCommit1，生成的數據存儲在Cache中：

PreCommit2

PreCommit2的階段，簡稱P2，生成Replica，計算ColumnHash，并生成Merkle樹(tree_d,tree_c,tree_r_last)。因為P2，不在同一個Worker處理，在進行處理之前，需要先傳輸給合適的Worker，處理的結果同樣存儲在Cache中：

Commit和Finalize

在Commit生成證明后，進入Finalize狀態，Finalize可以理解成“歸檔”。因為在Worker上沒有Store能力，刪除不需要持久化的數據，需要持久化存儲的數據，將傳輸回Manager。

05數據存儲量

以32G的Sector為例，在處理過程中需要存儲的數據如下：

原始數據-32G

原始數據Merkle-32G

P1layer-32*11G

P2-ColumnHash&tree_c-32*2G

P2-Replica&tree_r_last-32G+9.2M*8

總共：512G多一點。

06持久化數據

Sector經過P1/P2/C1/C2處理后，也就是說，經過PoREP處理后，需要持久化存儲Replica的數據和tree_r_last的數據。tree_r_last的數據需要存儲的原因是PoSt要用到。特別注意的是，tree_r_last的數據并不是完整的Merkle樹數據，刪除了其中一些層的數據。

32G的Sector，對應的tree_r_last分成了8棵子樹，每棵子樹是8叉樹，默認存儲的時候，忽略了最低的兩層。也就是，去除最低兩層的存儲量為：

所以每棵子樹的存儲數據為4G*0.00223=9.13M。

也就是說，Sector持久化存儲比例在1.0022左右。

總結：

Filecoin存儲管理的邏輯主要在sector-storage中。Sector的處理任務，可以通過多個Worker完成。每個Worker的存儲目錄結構一致，Sector數據可以在多個Worker之間通過Http服務傳輸。Sector處理過程中，最大的存儲需求量在512G左右。持久化存儲比例為1.0022。

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