IPFS是什么?

IPFS是InterPlanetary File System的缩写，译为星际文件系统，由Juan Benet于2014年创立。

IPFS是一种分布式文件系统，区别于现在最常使用的HTTP。分布式系统能够通过改变网络的工作方式，把一对一、多对一，变成多对多，极大提高网络的处理速度和工作效率。

使用HTTP寻找内容时，每一个网页都有一个地址，用户在浏览器中输入地址、或者点击可以跳转的超链接时，浏览器通过HTTP，会将WEB服务器上站点的网页代码提取出来并呈现，形成一次请求对应一次WEB元素。如果网页中内容较多，需要较长的加载时间。

而在IPFS里，每一个内容都被分成多个部分，经过加密处理后存储在不同的电脑里，当有人提出调用申请时，就同时从多台电脑中调取出来碎片，拼接、恢复、呈现。在这个网络里的所有节点，都可以向其他节点提供内容和服务，可以允许多个节点请求多个WEB元素，大大提高处理效率。

举个例子来说，HTTP就像是图书馆，想要借书需要在图书管理员处登记、由管理员取书，如果第一个的人要借100本，那后面排队的人只能慢慢等。而IPFS就像图书角，每个人手里都有书，其中一个人发出100个借书请求，拥有这些书的人就会主动递过来，效率自然就提高。

除此之外，还能够避免中心化机构宕机问题带来的混乱。当大量的网络数据存储在中心化机构当中，一旦遭遇黑客攻击或者自然灾害，打击是致命的。一方面可能导致用户无法访问网络，一方面网络中数据会遭到损坏。

而且中心化机构自身、政府等可以随时要求，将网络当中的某些数据删除。这就是我们常见的404 Not Found情况。

IPFS上不是单个服务器场来存储和传递数据，如果一个节点受到攻击或关闭，仍然可以从网络上的其他节点检索数据。个别节点被攻击、数据受到损害，仍会有备份文件存在其他节点，可供调取。

且没有哪个权威可以决定删除IPFS当中的文件，例如为了回应西班牙政府的审查行为，加泰罗尼亚政府使用IPFS上传了以前被禁止的网站，并向公众开放。

IPFS以其优异的性能，从发布至今已平稳运行五年多。目前在IPFS协议上运行的应用已有数百个，全球已有数百万个节点。谷歌浏览器、火狐浏览器、D.Tube、IPWB、以太坊、Origin 等加入了IPFS网络。

IPFS的特点

1、IPFS为每一个文件分配一个独一无二的哈希值(文件指纹：根据文件的内容进行创建)。即使是两个文件内容只有1个比特的不相同，其哈希值也是不相同的。所以IPFS是基于文件内容进行寻址， 而不像传统的HTTP协议一样基于域名寻址。

2、IPFS在整个网络范围内去掉重复的文件，并且为文件建立版本管理。也就是说每一个文件的变更历史都将被记录(这一点类似版本控制工具git, svn等)，可以很容易个回到文件的历史版本查看数据。

3、当查询文件的时候，IPFS网络根据文件的哈希值(全网唯一)进行查找。由于每个文件的哈希值全网唯一, 查询将很容易进行。

4、如果仅仅使用哈希值来区分文件的话，会给传播造成困难。因为哈希值不容易记忆，就像ip地址一样不容易记忆。于是人类发明的域名，IPFS利用IPNS将哈希值映射为容易记的名字。

5、每个节点除了存储自己需要的数据，还存储了一张哈希表。用来记录文件存储所在的位置，用来进行文件的查询下载。

讲一个剧情

小明想要观看一部xxx.avi的视频小红和小刚以前看过该视频，于是他们将视频文件加入IPFS网络，得到相同的哈希指纹B。(现实中，若该视频在周边好几个节点都持有，IPFS会把文件分块去重，节省节点的存储成本)小明在本地通过哈希指纹B(形如 /ipfs/B 的路径名)，试图从IPFS网络拉取该视频。小明不关心最终的视频数据来自哪些节点。小明的节点索引DHT中的哈希值所对应的节点列表，并行地从这些节点下载部分数据块。(注意这里是部分，IPFS网络会自动从各节点下载部分数据块，再由本地的manager拼成完整的文件)小明的节点获得了这个视频，不仅自己可以观看，还可以为其他人提供资源。我们每天上网使用APP刷朋友圈、微博都在使用HTTP协议，它基于TCP/IP的计算机应用层面，从服务器传输超文本数据到本地浏览器，本地浏览器或APP渲染后呈现给用户。基于这样的网络环境构成了CS或BS架构，最后注入BAT这样大型网络提供商。

三种网络服务模式

互联网平台所提供的网络服务大致经过了三种模式的迭代历程：

第一个模式属于集中化，例如早期的12306因为没法分散去做，只有一个中心服务群，所有买票的流量直接搭载在这个服务群上，承载的压力非常大。

第二个模式属于分散集群，类似于O2O百团大战时各个网站需要建立不同区域下的服务群，它们背后的IDC机房，会让同样的服务在一个局域内分散，这就减轻了中心服务器的压力。前两种模式容易产生一些弊端：在第一种模式里，服务高度依赖中心网络。大公司或者创业公司无法承受宕机，运维有一个KPI指数叫SLA，稳定性没有到99.9%的话，基本不合格。SLA需要消耗特别大的成本，大公司需要雇一批运维专家或专业人士，去保障系统的稳定性。在第二种模式里，存储数据有丢失的风险。大家经常开玩笑的电缆被挖断，员工删库跑路，都是隐患。同时，这两种模式的带宽成本相对高很多，会造成一定带宽资源的浪费。比如《中国有嘻哈》第一期海选的视频播放量有10亿次，假设视频文件大小是1GB，播放整个视频需要消耗1000PB的带宽量。如果按照0.001美元1GB带宽成本，爱奇艺光一期节目需要支付一百万美金给ISP(互联网服务提供商)。IPFS有希望成为第三种模式。

IPFS想打造一个点对点的网络拓扑，相当于颠覆HTTP所代表的分布关系，它具有内容可寻址的特点，通过文件内容生成唯一的哈希标识，一定程度上节约了空间开销的成本。

为什么需要IPFS

根据官方网站的介绍，传统的HTTP协议具有以下不足之处：

1. HTTP的效率低下，并且服务器昂贵。使用HTTP协议从中心化的服务器集群中一次需要下载一个完整文件，而P2P的方式可以从许多peers(对等节点)中下载不同的数据块，经研究可以节省60%的带宽成本。

2. 历史文件被删除。网页的平均寿命是100天，部分网站数据不能得到永久保存。这也是受限于中心化服务器的高存储成本。

3. HTTP的中心化限制了发展机会。如下图，全球互联网的域名解析服务，根源上是由13个根服务器所提供。同时主要的云服务也由几家重要的云服务商所提供。政府和机构可以在这些中心化集群前截取HTTP消息包，窥探和监控网民的生活;黑客们也可以通过DDOS等手段攻击中心化的服务器集群，网络瘫痪的案例屡见不鲜。

4. 网络应用过于依赖主干网。当主干网因为不可抗力因素造成拥塞或宕机等，无法继续服务时，应用也会受到影响。