IPFS家族(二)

飞向未来(董天一)

我的知乎一定是单机版

本专栏的文章允许转载，必须注明：原文来自于知乎专栏：IPFS指南否则视为侵权

go-ipfs

IPFS协议的go语言实现，ipfs的核心协议，最新版是v0.4.13

下载地址：https://dist.ipfs.io/#go-ipfs
源代码地址：https://github.com/ipfs/go-ipfs

源码阅读

Go 主文件: https://github.com/ipfs/go-ipfs/blob/master/cmd/ipfs/main.go
命令行 : https://github.com/ipfs/go-ipfs/tree/master/core/commands
Bitswap协议：https://github.com/ipfs/go-ipfs/tree/master/exchange/bitswap
DHT(分布式哈希表): https://github.com/libp2p/go-libp2p-kad-dht
PubSub: https://github.com/libp2p/go-floodsub （该功能还没有纳入到IPFS协议的之功能里面，当前作为测试功能存在）
libp2p（网络层）: https://github.com/libp2p/go-libp2p

如何使用

之前的文章已经介绍过了go-ipfs的使用方式，这里不再介绍如何使用。

js-ipfs

IPFS协议js语言实现

Github主页：https://github.com/ipfs/js-ipfs

Js版的使用方式跟go版本大同小异，这里不再详细讨论，有兴趣的读者可以直接去Github主页上查看相关信息。

ipfs-cluster

从名称我们就可以判断这个工具的作用了，ipfs节点集群。该工具允许同时管理多个ipfs节点的数据。ipfs-cluster本身也是一个基于ipfs分布式管理软件。

今天主要来讲一下这个工具，对于管理多个ipfs节点这个，工具非常有用。比如，你启动N个ipfs节点，那么希望批量管理ipfs节点数据的时候ipfs-cluster就发挥很重要作用了。

ipfs-cluser工具分为两个

ipfs-cluster-service：ipfs-cluster的服务端
ipfs-cluster-ctl：ipfs-cluster的管理端，用来管理ipfs-cluster-service服务器的ipfs集群

安装

下载安装非常简单：建议从ipfs官网下载build好的版本，也可以从Github现在源码，自己build工程。如果是下载已经build好的二进制版，只需要简单解压缩就完成了安装。

Github地址：https://github.com/ipfs/ipfs-cluster

官网二进制版本的下载地址

Note: 由于官网 http://ipfs.io 被ipfs官方作为了一个ipfs网络的接入点网关，由于某些特殊的原因，国内可能访问不了。

小编帮大家下载放到了这里：https://pan.baidu.com/s/1eUjKZAi

下面来详细说明一下 ipfs-cluster的使用方法和原理

为了说明如何使用ipfs-cluster，小编在亚马逊aws上启动了三个ipfs节点，并且为三个节点启动了ipfs-cluster集群服务。不知道怎么安装ipfs节点的去这篇文章看一下《如何在IPFS里面上传一张照片》。

依赖关系

ipfs-cluster-service：要求ipfs节点已经启动(ipfs daemon)
ipfs-cluster-ctl：要求ipfs-cluster-service已经启动。

首先创建ipfs节点A，步骤如下

启动ipfs daemon
初始化 ipfs-cluster-service：ipfs-cluster-service init：初始化ipfs-cluster-service服务，初始化ipfs-cluster-service服务。如果没有启动过或者设置过 ipfs-cluster-service，ipfs-cluster-service默认会启动单一节点的ipfs集群管理。这个步骤跟ipfs节点启动是一样的。
启动ipfs-cluster-service服务：执行 ipfs-cluster-service daemon启动服务，这个也跟ipfs的启动命令是一样的。

当执行ipfs-cluster-service init后，会在你的home文件夹下生成一个文件夹 ./ipfs-cluster，ipfs-cluster-service的配置文件 service.json就在里面保存。稍后我们需要配置这个文件里面的一个字段 secret。

至此单节点的ipfs-cluster-service已经完成启动了。但是单节点启动ipfs-cluster-service是没有意义的，我们本来就是要管理多个ipfs节点的。

重复上面 1-4，再新建两个节点B和C。

我们在A节点上比B，C节点上额外多安装ipfs-cluster-ctl。这个是ipfs-cluster-service的命令行管理工具，于是我们有了三个ipfs节点，小编的节点运行在亚马逊日本服务器的东京区域。

节点A：亚马逊服务器（日本）
节点B：亚马逊服务器（日本）
节点C：亚马逊服务器（日本）

上面的准备工作完成后，我们来看一下三个ipfs节点的配置情况

A: 54.95.29.13

ipfs节点id：Qmf4p5G4Hd29Djzg9Cjjggpa2d4PSBMpFxFdPMbddhsZMm
服务节点ID：Qmc95KCJsiE3xm5JVndBTqVGU1UanpQMYpcigSLvZnyDVT
服务节点地址：/ip4/54.95.29.13/tcp/9096/ipfs/Qmc95KCJsiE3xm5JVndBTqVGU1UanpQMYpcigSLvZnyDVT

B: 18.182.8.13

ipfs节点id: QmRQH6TCCq1zpmjdPKg2m7BrbVvkJ4UwnNHWD6ANLqrdws
Ipfs-service:
服务节点ID：QmevDxdpGqiYbjxYhvDvH7Y9hJEPyZFqPttPhMXf1bWBYr
服务节点地址：/ip4/18.182.8.13/tcp/9096/ipfs/QmevDxdpGqiYbjxYhvDvH7Y9hJEPyZFqPttPhMXf1bWBYr

C: 13.230.8.172

ipfs节点id：QmVt1zSep5v8r8tzKBLZUicEu9NoeQX9sWxvVD6UXgcL4t
/home/ubuntu/.ipfs-cluster/service.json
服务节点ID: QmSjVWduwztX9Tj3rN1YtfuAwzMLV5PywNgLxvpCLbu3TK
服务节点地址：/ip4/13.230.8.172/tcp/9096/ipfs/QmSjVWduwztX9Tj3rN1YtfuAwzMLV5PywNgLxvpCLbu3TK

配置

首先把每一个节点上面执行 ipfs-cluster-service初始化的配置文件（../ipfs-cluster/service.json）里面的secret字段修改成一样的，每一个节点都必须保证一样，否则节点之间是无法形成集群的。secret是一个32位的随机字串。

组建IPFS节点集群

由于我们之前在A节点上安装了ipfs-cluster-ctl命令行管理端，我们的例子将使用A节点作为管理节点。

执行下面两个命令将节点B和C添加到集群里面

ipfs-cluster-ctl peers add /ip4/18.182.8.13/tcp/9096/ipfs/QmevDxdpGqiYbjxYhvDvH7Y9hJEPyZFqPttPhMXf1bWBYr
ipfs-cluster-ctl peers add /ip4/13.230.8.172/tcp/9096/ipfs/QmSjVWduwztX9Tj3rN1YtfuAwzMLV5PywNgLxvpCLbu3TK

使用命令：ipfs-cluster-ctl peers ls 查看集群详情

集群的运行如下，从截图上我们可以看到新添加的节点进入了集群的日志

至此，我们的ipfs-cluster集群就建好了，下面我们来看看如何管理集群。

pin一个文件，执行命令（节点A）

ipfs-cluster-ctl pin add QmdDTor6dWzknFJPJuhJgrUYqd56WkFXYAxyxpEY7kUrEb

QmdDTor6dWzknFJPJuhJgrUYqd56WkFXYAxyxpEY7kUrEb，如果你是公众号或者知乎专栏的深度读者，也许会对这个哈希值有印象，这就是小编在《如何在IPFS里面上传一张照片》上传的那张纪念性图片。

http://weixin.qq.com/r/tyoVDfPEJK5brbdu93_l (二维码自动识别)

执行结果如图所示

从其他节点的日志查询

可以看到pin操作在所有的节点被执行。我们可以通过ipfs-cluster对集群数据进行管理。

ipfs-cluster共识协议：Raft

细心的读者也许会从上面的日志截图看到如上面的日志记录：

consensus共识，是的，这是共识协议

ipfs-cluster是一个基于ipfs的分布式节点管理工具，要在多个节点之间执行同样的动作（比如：pin ，rm），ipfs是个分布式对等网络，那么逃不开的一个问题就是拜占庭共识问题（拜占庭问题对于分布式对等网络如影随形），ipfs-cluster在这里使用了Raft协议来达成作为节点之间的共识协议。

什么是Raft？

Raft分布式对等网络一致性的一种解决方案，即拜占庭问题的一种解决方案。

小编原先想把Raft协议完整的给大家讲一遍，发现篇幅比较长，所以小编就翻遍了网络，为大家找到两篇文章来解释什么Raft协议，感兴趣的读者可以认真参考一下，保证可以完全理解Raft协议，关键是动画版做的太好了，很直观的看到了Raft协议共识过程，甚至可以看到分叉合并的过程，生动的重现了Raft协议。