Filecoin技術分析：深入理解存儲管理_TOR

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

FIL跌破80美元關口 日內跌幅為1.91%:火幣全球站數據顯示，FIL短線下跌，跌破80美元關口，現報79.9999美元，日內跌幅達到1.91%，行情波動較大，請做好風險控制。[2021/3/22 19:05:51]

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。

七爺：火幣啟動FIL 狂歡月，已與大半個Filecoin 生態伙伴達成合作:10月15日晚，在 Filecoin 主網即將上線之際，火幣全球站CEO七爺在金色財經直播時表示，Filecoin生態有礦工、投資者和使用者等多種角色，他們在不同場景下需要購買或者出售FIL。火幣將從Filecoin各類用戶的需求出發，成為全球 FIL 流動性最好的交易所，同時也是提供工具最齊全的交易所，打造專業的Filecoin一站式服務平臺。

火幣將第一時間提供 FIL 的現貨交易，逐倉杠桿，ETP杠桿代幣，大宗交易，反向、正向永續合約等全流程交易工具；給礦工和投資者設計最佳的數字資產管理工具，幫助他們進行交易、抵押、借貸等，并將陸續推出面向礦工及礦池的專屬服務、套保工具。

據悉，火幣在今年9月就已上線了存儲板塊。10月15日火幣正式啟動FIL狂歡月。超過100+Filecoin 生態的礦機廠商、生態機構、投資人，已經宣布加入火幣FIL狂歡月，在Filecoin上線前，火幣已經與Filecoin社區大半個生態達成了合作。[2020/10/15]

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。

Filecoin官方：網絡將進行兩次重大升級:10月9日，Filecoin開發者Jennifer再Slack社區上發布信息表示，Filecoin網絡Lotus v0.9.0版本已上線，測試節點需在塊高度達到130800（預計為北京時間10月9日16點）前完成更新；當塊高度達到138720（預計為北京時間10月12日10點），網絡將再次進行一次重大升級，測試節點只需要安裝一次Lotus版本即可，兩次升級將會在預定的時間自動開始。[2020/10/9]

03Worker&Store

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：

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。

ZBG第二場FIL6Z申購活動已于8月4日11時開啟:據ZBG官方消息，ZBG首場“熱幣不用等”FIL6Z打折申購已于8月4日10:00結束，參與人數超千人，超募金額790%。第二場已于8月4日11:00開啟，申購額度10,000枚，申購價僅14USDT。約為市場價的7折。

據悉，FIL6Z（真Filecoin六月期貨）申購共計5場。第三場至第五場將于第二場結束后陸續公示額度及價格。Filecoin主網上線后，FIL6Z將分6個月映射為Filecoin，直到6期映射完畢。申購活動結束后，FIL6Z將在近日上線ZB、ZBG，并開通交易對，詳情請咨詢ZBG官網客服。[2020/8/4]

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。

Bitrefill手機充值平臺接受達世幣支付: 2月9日上午，達世幣官方發公告表示，基于比特幣的手機充值服務商Bitrefill已支持達世幣支付，用戶還可以通過達世幣購買禮品卡，目前使用達世幣支付可以享受10%的折扣。據悉，截至目前該平臺支持使用的加密貨幣包括比特幣、萊特幣和達世幣。[2018/2/9]

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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