FILE:分布式與集群分久必合,淺析Filecoin集群架構優化方向_FIL

關于Filecoin集群的探索，由來已久、從未停歇。

如果把Filecoin挖礦比作建造高樓大廈，那么，集群就像打地基，地基的架構、材料質量、施工方案等都影響著這棟房子能蓋多高、多寬、最多可承載多少人，能否在臺風、暴雨、地震等自然以及人為因素侵擾之際依舊巋然不動、屹立不倒。

如果說Filecoin是區塊鏈的底層基礎設施，那么，集群架構就是Filecoin的底層基礎設施。接下來，我們從集群發展的三個階段來談談Filecoin集群的優化方向。

分布式與集群

什么是集群？?

集群是指在多臺不同的服務器中部署相同應用或服務模塊，簡單來說，集群指的是將幾臺服務器集中在一起，實現同一業務。

DWF Labs相關地址將15.1萬億枚LADYS存入MEXC、Huobi等交易平臺:5月16日消息，據Lookonchain監測，DWF Labs相關地址已將15.1萬億枚LADYS(約合210萬美元)轉移到交易平臺MEXC、Huobi、Bybit和Gate。這些LADYS持倉的購買成本是5.3枚ETH(約合9,903美元)，如果全部賣掉，利潤將超過200萬美元。[2023/5/16 15:05:14]

集群一般是指物理集中、統一管理的，從形態上來說，集群只是一個物理形態，但并不是一個工作方式，從工作方式來說，集群也分為單機結構集群、集群結構集群以及分布式結構集群。

?單機結構組成的集群

這里說的單機結構并不是單臺礦機，而是指由一臺一臺礦機組成的集群，之所以稱為單機結構，是因為這種集群沒有做具體的功能細分，一臺礦機幾乎包含了所有的功能。

Sygnum宣布將ATOM添加到數字資產銀行產品和服務組合中:金色財經報道，數字資產銀行Sygnum宣布將Cosmos代幣ATOM?添加到其受監管數字資產銀行的產品和服務組合中。Sygnum客戶現在可以方便地在其機構級平臺上購買和持有ATOM，并抵押他們的股份以獲得有吸引力的抵押獎勵。[2023/5/11 14:57:44]

以Filecoin挖礦為例，假設Filecoin挖礦有六大流程，單機結構組成的集群是指這六大流程都放在一臺礦機上，這一臺臺礦機同時也組成了一個集群，但是每一臺礦機都是獨立的個體，其中的系統交互性比較低。

單機結構組成的集群相對來說比較粗線條，所有的流程都呈現在一個礦機上，這將降低處理效率，降低各功能模塊之間的可組合性，就Filecoin挖礦而言，這可能會增加生成有效算力的時間周期。

NFT項目“哥布林”Goblintown第二季啟動:5月3日消息，NFT項目“哥布林”Goblintown母公司Truth Labs已宣布啟動Season 2，新一季故事將圍繞Gobintown內部的一家大公司“Big Inc”展開，同時還將鑄造15,000枚同名代幣，但目前尚未公布具體鑄造日期。值得一提的是，Goblintown第二季將允許交易者使用PEPE代幣支付鑄造費用時獲得50%折扣，從而賦予PEPE代幣更多實用性。另據OpenSea數據顯示，當前Goblintown NFT地板價約為0.33 ETH，截至目前的交易總額已超過1.16 億美元。[2023/5/3 14:39:51]

集群結構組成的集群

集群結構組成的集群也是由一臺臺礦機組成，和單機結構所組成的集群的主要區別在于，集群結構中的單臺礦機并非一次性承擔了所有的流程，而是專注于單個流程，?因此，集群結構組成的集群的細分度和顆粒度比單機結構所組成的集群更高?。

以Filecoin挖礦為例，P1、P2、C1、C2等每個流程都有多臺礦機共同提供，?因此，集群的處理能力和效率能夠得到成倍數的提升，能夠降低系統之間的耦合度，提升管理的效率和集群的效能。

2022世界5G大會將設立元宇宙論壇:8月9日消息，2022世界5G大會開幕在即，中國網科技獲悉。今年將設立元宇宙論壇，分享當前元宇宙創新技術成果和應用。討論議題覆蓋與元宇宙發展創新密切相關的多個領域，包括移動通信、軟硬件設備、內容生態、人工智能、計算平臺、區塊鏈、NFT等。

中國工程院院士譚建榮談及元宇宙發展趨勢及境況時則表示，元宇宙將推動網絡進入第三代互聯網從PC互聯網到移動互聯網，再到元宇宙互聯網。元宇宙將數字空間和真實空間融為一體，目前所有互聯網應用都需3D升級，也必然有全新的應用及業務模式。

譚建榮認為，元宇宙具備三大特點：虛擬化身、真實體驗、時空倒流。八大要素：身份、朋友、沉浸感、低延遲、多元化，隨時隨地、經濟系統和文明。

對于未來元宇宙產業應用，譚建榮指出，能源元宇宙、農業元宇宙、金融與投資元宇宙、地產元宇宙、職業教育元宇宙等都將是元宇宙發展的空間。不過，元宇宙從概念到落地，還需要加強元宇宙資源的來源與拓展，人才培養，硬件構建等全方面協同打造。[2022/8/9 12:12:32]

FEG項目再次遭受攻擊，此次攻擊損失約190萬美元:金色財經報道，據CertiK安全團隊監測，北京時間2022年5月17日凌晨5:24:15，FEG在BNB鏈和以太坊上經歷了另一次閃電貸攻擊。FEG首先在BNB鏈上經歷了閃電貸攻擊，價值約130萬美元的資產受到損失。隨后在以太坊上，價值約59萬美元的資產遭受損失，今日總計損失約190萬美元。而昨日凌晨4時，FEG已在以太坊和BNB鏈上遭遇了一次大規模閃電貸攻擊，導致了價值約130萬美元的資產損失。

此攻擊與昨日的攻擊類似，是由“swapToSwap()”函數中的一個漏洞造成的。該函數在未對傳入參數進行篩查驗證的情況下，直接將用戶輸入的 \"path \"作為受信任方。此外，該函數將允許未經驗證的 \"path \"參數（地址）來使用當前合約的資產。因此，通過調用 \"depositInternal() \"和 \"swapToSwap()\"，攻擊者可獲得使用當前合約資產的許可，從而盜取合約內的資產。[2022/5/17 3:20:42]

相比于單機結構，當公司業務規模擴大時，集群結構能夠更快、更加具有針對性的增加相對應的設備，以滿足業務需求。

分布式集群

集群架構組成的集群走的是“精致化”的路線，將功能全部分開，有助于在最大程度上提高效率，但是也存在一定程度上的資源浪費。

我們都知道，Filecoin挖礦并不是所有的流程都是完全獨立的，其中的許多流程甚至是互相交互的，例如P1和P2的工作和數據封裝有關，C1和C2?的工作和zkSNARK有關，那么，就可以將這些相關的流程放在一起，在保證最大效率化的同時，提高礦機利用率，提高服務的復用性，并且降低成本。

雖然說，每種集群都有各自的優點，都對應不同的場景。但總得來說，分布式集群相對于單機集群而言，有著降本增效的作用，相對于集群架構組成的集群而言，能夠減少資源浪費，提高服務的復用性。

事實上，時代日新月異，集群的架構也是在不斷地發展進步的，分布式與集群分久必合合久必分，一個真正優秀的集群管理者和構建者，必然能夠選取最符合公司現狀的集群模式，然后在根據業務情況進行個性化部署。

Filecoin集群架構優化方向

結合上文所說的知識，一起來思考下面的兩個問題，進而對Filecoin集群的優化方向有更深的理解。

Filecoin基于IPFS協議將云存儲構建了一個去中心化的存儲交易市場，主要包括‘’存儲”和“檢索”兩個市場，目前，礦工們獲得區塊獎勵主要是在存儲市場挖礦為主。

Filecoin挖礦的四個階段

Filecoin挖礦一般要經歷“P1、P2、C1、C2”這四個階段：

P1階段主要是將文件打碎、分片，并計算原始數據的merkle樹，這一階段主要耗費的是CPU，大概耗時4小時；

P2階段需要生成Replica，計算ColumnHash，?這一階段對gas的需求比較大，這一階段主要是GPU在工作，大概耗時二十分鐘；

C1階段是不上鏈的，并且大概只需要耗費幾秒鐘；

C2階段主要是零知識證明的電路處理以及生成零知識證明的過程，大概耗時四十分鐘。

P1要4個小時，這個是必不可少的，這就不難解釋為什么在Filecoin第一階段測試、第二階段測試以及太空競賽開跑時，礦工節點最快的出線時間也是在四個小時之后，即用戶一般中午才能看到數據。

問題一：“礦商如何才能在最短的時間內封裝最多的數據？”

例如，P1要4個小時，那是跑完了P1再跑P2、C1、C2，還是考慮進行1個P1和3個P2的組合進行跑，到底要怎么樣組合才能讓自己的有效算力封裝速度最快？

Filecoin礦機的組成

一個計算機集群，是指集成的硬件和軟件緊密連接、分層架構、彼此協調，共同完成某項任務。因此，我們不僅要思考關于軟件組合的問題，我們還要思考關于硬件搭配以及軟件和硬件如何搭配的問題。

我們都知道，Filecoin礦機的硬件部分主要是由Worker、Miner和Storage這三部分組成的。Worker負責寫入數據，需要的是高性能的AMD處理器;?Miner負責發送和接收數據，其主要工作是Post，也就是說需要用到顯卡和GPU;??Storage負責存儲數據，相當于給數據安家，這時候需要用到高品質的硬盤等。

問題二：?“我們該如何搭配各個組件，才能做到既可以獨立開發、獨立部署、獨立排查，又能做到互相搭配、降低耦合度、讓系統更利于擴展和靈活變通，從而讓集群性能發揮到最大”？

看到這里，相信聰明的你已經明白了，問題一主要是從Filecoin挖礦原理方面著手，進行的是軟件方面的優化，其主要目的是在最短時間內封裝最多的有效數據；問題二主要是從Filecoin硬件配置入手，其主要目的是合理搭配Filecoin礦機的各個組件，做到資源不浪費、流程不繁雜、提升硬件管理的“顆粒度”，從而提升效能。

一個真正優秀的集群管理者和架構者，不僅要做到單方面的最優解，還要能平衡軟件和硬件之間的矛盾，讓集群以最低的單位成本，最快的速度，封存最多的數據。

畢竟，在Filecoin網絡里，單位時間內封存的數據越多，有效存力的增長速度越快，有效算力就越多，進而拿到的區塊獎勵也就越多。

來源：金色財經

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