Το πρωτόκολλο IPFS είναι ένα πολύ μεγάλο τεχνολογικό βήμα που θα αλλάξει τις αρχές λειτουργίας των διακομιστών και των δικτύων Διαδικτύου. Έχει κάποιες διαφορές από τις κεντρικές και αποκεντρωμένες αρχιτεκτονικές δικτύου που ήδη γνωρίζετε (ή αλληλεπιδράτε καθημερινά ακόμα κι αν δεν το γνωρίζετε). Είναι ένα έργο που έχει επιτύχει σπουδαία πράγματα όσον αφορά την ασφάλεια και τη λειτουργία χωρίς σφάλματα και συνεχίζει να εξελίσσεται. Τι είναι όμως ακριβώς;
Τι είναι το IPFS;
Το IPFS, ή το InterPlanetary File System, είναι ένα πρωτόκολλο και ένα δίκτυο peer-to-peer τόσο για την αποθήκευση όσο και για την κοινή χρήση δεδομένων σε ένα κατανεμημένο σύστημα αρχείων. Είναι σαν το HTTP, εκτός από το ότι έχει δημιουργηθεί περισσότερο σαν το BitTorrent. Το IPFS επιτρέπει τη διευθυνσιοδότηση περιεχομένου (ανάκτηση ενός αρχείου με βάση το περιεχόμενό του, αντί για το όνομά του ή τη θέση του) στο δίκτυο και την κοινή χρήση με επικοινωνία από άκρο σε άκρο. Ο αρχικός σχεδιασμός του έργου ανήκει στον Juan Benet. Το IPFS είναι ανοιχτού κώδικα και έχει μια ισχυρή κοινότητα.
Το Bitcoin είχε τεράστιο αντίκτυπο στην εμφάνιση του IPFS. Χαρακτηριστικά σχεδιασμού όπως η αρχιτεκτονική δικτύου στην αποθήκευση δεδομένων, η διαγραφή επαναλαμβανόμενων εγγραφών και η διευθυνσιοδότηση κόμβων που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο έχουν προκύψει από το πρωτόκολλο Blockchain του Bitcoin. Επιπλέον, GIT (Version Control System) και Τεχνολογίες torrent έχουν επίσης συγκεντρωθεί στην τεχνολογία IPFS.
Ποιος είναι ο σκοπός του IPFS;
Η αποστολή του IPFS είναι να δημιουργήσει έναν διαρκή ιστό και να το κάνει αντικαθιστώντας το HTTP. Το IPFS έχει εξελιχθεί ως λύση σε περιορισμούς στον φυσικό τρόπο σχεδιασμού του ιστού επί του παρόντος. Για να το κατανοήσετε καλύτερα, εξετάστε ορισμένα χαρακτηριστικά του σημερινού ιστού.
Η σημερινή υποδομή Ιστού
Εάν εξετάσετε το φυσικό τοπίο του σημερινού ιστού, την τοπολογία του, μπορείτε να δείτε καλύτερα τις διαφορές από το IPFS. Αρχικά, εξετάστε δύο προσεγγίσεις για το σχεδιασμό του Ιστού: ένα κεντρικό δίκτυο αρχιτεκτονικής και ένα αποκεντρωμένο αρχιτεκτονικό δίκτυο.
Στα κεντρικά δίκτυα αρχιτεκτονικής, υπάρχει μόνο ένας διακομιστής. Τέτοια δίκτυα έχουν διάφορα προβλήματα επεκτασιμότητας και υπάρχουν και άλλα προβλήματα, όπως η ύπαρξη ενός μόνο σημείου αστοχίας. Αυτό το πρόβλημα σημαίνει ότι όλες οι λειτουργίες χάνονται εάν ο διακομιστής πέσει. Τα κεντρικά αρχιτεκτονικά δίκτυα μπορούν επίσης να παρουσιάσουν κακή απόδοση εργασίας.
Αντίθετα, τα αποκεντρωμένα αρχιτεκτονικά δίκτυα χρησιμοποιούν ένα εντελώς διαφορετικό σύστημα που είναι επεκτάσιμο και λειτουργεί με πολλούς διακομιστές. Ξεπερνά τα κεντρικά σχέδια όσον αφορά την αποτελεσματικότητα και έχει πολύ καλύτερο μηχανισμό διαχείρισης σφαλμάτων σε περίπτωση σφαλμάτων και προβλημάτων συστήματος. Αλλά για να επιτευχθούν όλα αυτά μπορεί να απαιτηθεί υψηλό κόστος.
Διαφορετική προσέγγιση του IPFS
Εάν εξετάσετε την τοπολογία IPFS, θα συναντήσετε μια πλήρως κατανεμημένη αρχιτεκτονική. Έχουν κόμβους που μπορούν να χειριστούν λειτουργίες διακομιστή και πελάτη. Γι' αυτό λειτουργούν πολύ αποτελεσματικά. Για να το καταλάβετε πιο εύκολα, δείτε το παρακάτω διάγραμμα:
Με τη σημερινή τεχνολογία web HTTP, μπορείτε να δείτε ότι μια κεντρική δομή είναι λιγότερο αποτελεσματική. Μια κατανεμημένη αρχιτεκτονική είναι πιο αποτελεσματική, αλλά με την τεχνολογία web που βασίζεται σε HTTP, το κόστος αυξάνεται πολύ γρήγορα.
Το IPFS προσφέρει μια λύση. Με το HTTP μπορείτε να ρωτήσετε τι βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία (όπως μια διεύθυνση Ιστού), αλλά με το IPFS μπορείτε να ρωτήσετε πού βρίσκεται ένα συγκεκριμένο αρχείο (όπως σε έναν κοντινό υπολογιστή).
Ας το διευκρινίσουμε αυτό με ένα παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι παρακολουθείτε ένα μάθημα στο πανεπιστήμιο με 100 άτομα όταν ο δάσκαλός σας μοιράζεται έναν σύνδεσμο Ιστού μαζί σας. Όταν 100 μαθητές θέλουν να αποκτήσουν πρόσβαση σε αυτόν τον διακομιστή ιστού, 100 διαφορετικά αιτήματα πηγαίνουν στον διακομιστή. Σε απόκριση, 100 απαντήσεις προέρχονται από τον διακομιστή. Αυτή δεν είναι ιδανική μέθοδος όσον αφορά την αποτελεσματικότητα. Επιπλέον, αυτή η διαδικασία γίνεται πιο περίπλοκη για το HTTP όταν υπάρχει πρόβλημα από την πλευρά του διακομιστή (όπως διαγραφή δεδομένων, πρόβλημα επικοινωνίας από την πλευρά του ISP ή αποκλεισμός περιεχομένου βάσει χώρας).
Τώρα ας εξετάσουμε αυτό το παράδειγμα χρησιμοποιώντας το IPFS. Αλλά πρώτα, ας μπούμε στο ξεκάθαρο πώς λειτουργεί το IPFS. Ας υποθέσουμε ότι ο σύνδεσμος HTTP στο προηγούμενο παράδειγμα ήταν http://196.224.181.175/folder/data.txt. Ένας συγκρίσιμος σύνδεσμος IPFS θα ήταν σε μια δομή όπως /ipfs/WhsYEWbqs0R/folder/file.txt.
Εγκαθιστάτε ειδικό λογισμικό για πρόσβαση σε /ipfs αρχιτεκτονική. Μετά την εγκατάσταση, μπορείτε να επισκεφτείτε το σύστημα αρχείων σαν να υπήρχε ένας εικονικός δίσκος ή σαν να είχατε πρόσβαση σε μια διεύθυνση web HTTP.
Όταν ο δάσκαλος διανέμει το σύνδεσμο στους μαθητές, οι μαθητές που στέλνουν το αίτημα θα μπορούν να λαμβάνουν τα δεδομένα ανάλογα με την εγγύτητά τους με άλλα άτομα που το έχουν ζητήσει στο παρελθόν. Εάν ανησυχείτε για την ακεραιότητα των δεδομένων, υπάρχουν τεχνικές κρυπτολογίας (λαμβάνοντας το κατακερματισμός των δεδομένων) για να επαληθεύσετε ότι λαμβάνετε το σωστό αρχείο .
Με άλλα λόγια, είναι δυνατό να αποκτήσετε τα δεδομένα που θέλετε συνδέοντας κάποιον που τα έχει αποκτήσει προηγουμένως από τον κεντρικό διακομιστή, χωρίς να βλάψετε την ακεραιότητα των δεδομένων. Σε αυτό το σημείο, το IPFS χρησιμοποιεί τεχνολογία torrent.
IPFS και Blockchains
Το IPFS έχει δομικές ομοιότητες με τα blockchains. Για αυτόν τον λόγο, το IPFS και τα blockchains μπορούν να συνεργαστούν με επιτυχία. Ο Juan Benet, ο εφευρέτης του IPFS, αποκαλεί τη διαλειτουργικότητα του Blockchain και του IPFS τέλειο γάμο. Ιδρύθηκε από τον Juan Benet, το Protocol Labs φιλοξενεί επί του παρόντος την ανάπτυξη πολλών έργων εκτός από το IPFS.
Μία από τις πρωτοβουλίες των Protocol Labs είναι η IPLD (Διαπλανητικά συνδεδεμένα δεδομένα) έργο. Με αυτό το έργο, οι αλυσίδες Bitcoin και Ethereum μεταφέρονται στο κατανεμημένο δίκτυο IPFS. Είναι δυνατή η αποθήκευση πολλών περισσότερων αρχιτεκτονικών Blockchain στο δίκτυο IPFS με αυτό το πρωτόκολλο.
Ένας από τους στόχους εδώ είναι να διασφαλιστεί η ασφάλεια των blockchains. Ένας άλλος σκοπός είναι η προσέγγιση διαφορετικών χρηστών που θα διασφαλίσουν ότι αυτά τα δεδομένα θα συνεχίσουν να υπάρχουν στο δίκτυο. Το κάνουν αυτό ανταμείβοντας τους χρήστες που αποθηκεύουν δεδομένα στο δίκτυο με ένα εναλλακτικό κρυπτονόμισμα που ονομάζεται Filecoin.
Το μέλλον του IPFS
Το IPFS φαίνεται να επηρεάζει τη μελλοντική χρήση του Διαδικτύου με πολλούς τρόπους. Συνεχίζει να αναπτύσσεται με πολύ γρήγορους ρυθμούς και η χρήση του αυξάνεται μέρα με τη μέρα. Το IPFS γίνεται όλο και πιο κοινό σε εφαρμογές που απαιτούν αποθήκευση δεδομένων, κοινή χρήση αρχείων ή ασφάλεια υψηλού επιπέδου.
Το IPFS, χρησιμοποιεί πολλούς διακομιστές και κόμβους από όλο τον κόσμο για την αποθήκευση αρχείων και δεδομένων. Όταν οποιοσδήποτε από αυτούς τους διακομιστές ή κόμβους είναι κατεστραμμένος, οι άλλοι θα κλείσουν το κενό και θα μπορείτε να ανακτήσετε το σύστημα.
Σε αυτόν τον κόσμο όπου γεννιούνται εκατομμύρια δεδομένα κάθε λεπτό, η διατήρηση αυτών των δεδομένων και η διασφάλιση της ασφάλειάς τους εξελίσσεται με τεχνολογίες όπως το IPFS. Οι κατανεμημένες και αποκεντρωμένες αρχιτεκτονικές φαίνονται έτοιμες να καταλάβουν πολλούς τομείς στο μέλλον.