解决了互联网的延迟问题的IPFS网络效果惊人

互联网是人类历史上最重要、最具影响力的发明,在互联网诞生之前,谁也不知道它能给世界带来如此巨大的改变。足不出户,我们可以接受来自全世界的讯息,即使是在移动行走的状态,也可以用我们的掌上“器官”随时与其他人通讯。

在2015年年初Internet Archive发布了对分布式Web方案的征集,新的Web将会变得速度更快,安全性更高,更可靠,并且更加持久。

通过和Protocol Labs合作,Neocities成为了在生产中使用IPFS的最主要力量。目前Neocities的所有网站都可以通过世界上任意一个IPFS结点浏览和归档,即使Neocities关闭或撤下了某个站点,该站点也仍然可以被有效访问。支撑Neocities网站的IPFS结点越多,这些网站的可靠性越强(冗余度越高),对我们的集中依赖也就越少。

IPFS让互联网不再需要一个中心化的处理设备,这也许是我们重新构建互联网的最佳机会。IPFS是一种新的对等超媒体协议,旨在补充、甚至可能取代现在统治网络的超文本传输协议HTTP。HTTP有一个问题:当你今天去一个网站时,你的浏览器必须直接连接到为那个网站服务的计算机,即使他们的服务器很远,而且传输过程会消耗很多带宽。

因为每个网络都有一个对等协议,所以数据提供商会收取费用,而每个网络跳转都会给数据提供商带来成本并占用带宽。更糟的是,HTTP每次只从一台计算机下载文件,而不是同时从多台计算机获取文件。

互联网连接了整个世界,在世界任何地方在线发布的信息都可以在其他地方访问到,您所需要的只是地球上任何地方的一台服务器。这是互联网最初的梦想,不过现实并没有那么想象的那么完美。事实证明,互联网是一种物质的东西,由服务器、路由器和电缆等硬件设备组成,而网络通过这些设备传输连接会产生延迟时间,因此,互联网信息的传递其实一直被延迟这个问题所困扰。

如果您想为全球受众提供信息服务,是无法从单个服务器甚至单个数据中心实现这一目标。数据流向世界各地需要耗费数百毫秒,有些时候甚至会出现传播延迟,信息传输速度远不如光速快。

作为一个普通的Web用户,我们可以清楚地感受到100毫秒的网络延迟。一般情况下,Web应用程序需要在浏览器和服务器之间进行多次往返,延迟可能会增加几秒钟。这足以让用户重新考虑他们是否真的想要自己刚才要求的信息。通常,他们会因等待太久而关闭浏览器标签,结束访问相关内容。如果一个运营全球在线业务的公司,仅仅在一个地方架设服务器提供内容,那么该在线业务在很多地方都会出现延迟卡顿的现象。

为了实现互联网早期的去中心化梦想,我们可以从最基础的事情做起:我们需要解决互联网的传播延迟问题,而这正式IPFS系统想要做的事情。

我们先来简单看一看现在web是如何为我们工作的:假如您打算向网络请求一张网页上的内容图片“母鸡”,您拥有了这个网页的网址,并通过浏览器寻找到了这张母鸡图片。这个过程其实十分简单,Web URL通常具有相应的域名,可以将其解析到相应的IP地址,在浏览器输入您所查找的内容文件名后,远程数据中心的服务器通过相应的地址对该内容提出响应。

IPFS的提出的工作方式与上面不同,系统将不使用位置和文件名查找识别内容,而是使用内容本身的加密哈希来识别查找内容。IPFS内部是使用DHT表来实现内容寻址的,通过一个执行的文件hash获取文件。这里用到的哈希是一种防篡改的数字指纹,它是一个256位数,可以实现唯一标识每一段的内容。当用户想要获取内容时,离用户较近的计算机会收到内容的副本,用户可以从邻居处下载该副本,并通过加密哈希确切地知道它是否与您请求的内容相同,IPFS系统这种近距离获取内容的方式,大大减少了网络传输过程中的延迟。(批注:理论上可能存在“哈希冲突”,两个完全不同的内容得到相同的散列哈希值。但是,对于散列值,会有2²⁵⁶的可能性(大约为10⁷⁷),哈希冲突至少可以说是罕见的。在我们发现256位哈希冲突之前,太阳都可能已经不存在了。)

如果人类未来在火星建设了殖民地,这种基于内容的寻址的好处就更加明显了。想象一下,一名殖民者打算连接到地球上的服务器获取内容,按现在火星与地球相对轨道的距离,单向延迟在4到24分钟之间,每次往返请求一共就需要8到48分钟,这样的延迟对网络将会是致命的。如果我们运用了IPFS系统,这样的延迟问题将会迎刃而解,假设火星上的一个殖民者连接缓存了地球上的一些内容,如果另一个殖民者想要获取相同的内容,他就可以不用再连接到地球,而是可以从就近的殖民者身上获取这个内容。这样就可以很好地解决传输过程中带来的延迟问题。实际上,这个用例启发了IPFS的名称 - 星间文件系统。

如果IPFS被广泛采用,那么互联网将能够以低延迟服务于全球 - 甚至太阳系。未经审查的内容可以在IPFS网络上访问,互联网早期的去领土化梦想也将成为现实。

网络改变了世界 - 只是现在没有我们最初希望的那么多。IPFS项目是加密文艺复兴时期的几个项目之一,这让我对未来互联网的走向充满期待!

如果项目长期地进展顺利,IPFS将支撑所有的网站,并且为每个站点制作IPNS哈希,用户可以独立的发布内容。假如做到了设想的情景,即意味着用户对中心服务器的依赖永远解除!

不过现在说这些有点为时过早也毫无意义,在IPFS能取代HTTP之前还有很多的实际工作要做。目前最紧迫的任务不是畅想未来,而是要脚踏实地去实现分布式Web。

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