WOR:Filecoin技術分析：深入理解存儲管理

Filecoin的存儲單元稱為扇區（Sector）。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：local worker和remote worker。local worker處理本地服務處理，remote worker支持遠程服務處理

Manager - 管理多個Worker

FIL跌破150美元關口 日內跌幅為4.55%:火幣全球站數據顯示，FIL短線下跌，跌破150美元關口，現報149.97美元，日內跌幅達到4.55%，行情波動較大，請做好風險控制。[2021/5/7 21:32:49]

Scheduler - 調度器，調度多個Worker，一個Manager通常有一個Scheduler

Store - Sector存儲系統

02 Sector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（存儲Seal相關的臨時文件），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。

伍偉光先生加盟算力方舟&Hellofil:據算力方舟官方消息，伍偉光先生正式加盟算力方舟并出任算力方舟&Hellofil深圳中心總裁。

據悉，伍偉光先生為廣東云浮深圳商會副會長，同時還是中國伍氏愛心助學團榮譽會長。相信伍偉光先生的加盟會帶領算力方舟&Hellofil深圳中心更好更快地發展，走向專業化、全球化、數字化的道路。

算力方舟深圳中心立足于Hellofil在分布式存儲領域本身的品牌資源和技術優勢，對外整合全球站點的活動資源和合作伙伴資源，將深入推動行業數字化轉型。[2021/4/29 21:09:56]

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（緩存文件），sealed（封存后的文件）。

03 Worker & Store

sector-storage項目的README中的這張圖很好的解釋了sector storage的各個模塊以及相互的關系：

FIL突破36美元關口 日內漲幅為0.42%:歐易OKEx數據顯示，FIL短線上漲，突破36美元關口，現報36.01美元，日內漲幅達到0.42%，行情波動較大，請做好風險控制。[2021/2/28 18:00:57]

整幅圖分為上下兩個部分：上部分是Manager，下部分是Remote Worker。Manager中包括一個Local Worker。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。

worker management APIs通過/rpc/v0的jsonRPC接口實現remote worker的管理。通過/remote的HTTP API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。

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。

BiKi杠桿ETF專區FIL3S/USDT 24H最高漲幅26.64% ?:據BiKi平臺ETF專區行情顯示，截至今日20：30，ETF3S專區FIL3S/USDT 24H最高漲幅26.64%，現凈值0.0038USDT; ETF3L專區LINK3L/USDT 24H最高漲幅16.64%，現凈值14.333USDT; ETF5L專區ETH5L/USDT 24H最高漲幅20.93%, 現凈值0.2411USDT。

?杠桿ETF5L/5S和ETF3L/3S是一種錨定標的5倍做多、5倍做空和3倍做多、3倍做空某種數字資產的指數基金，相比合約有操作簡單、永不爆倉、無保證金等特點，BiKi杠桿ETF管理費為0.1%。[2020/10/22]

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。

中幣（ZB）平臺QFIL漲幅38.1%:根據中幣（ZB）平臺數據，QFIL目前報價460QC(72USDT)，24小時漲幅為38.1%。行情目前波動較大，請注意風險。據悉，QFIL為QuickCash推出的Filecoin期貨產品，在ZB首個上線。昨日中幣官方發布公告，公布QFIL兌付期限為Filecoin主網上線后15-30天。[2020/10/13]

04 Seal Task

理解Seal Task，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Seal Task對應的存儲數據的變化。

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Column Hash，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：

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

P1 layer - 32*11G

P2 - Column Hash  & tree_c - 32*2 G

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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