一文弄懂分散式儲存

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分散式儲存類專案,早年有Sia、storj,到2020年即將上線的Filecoin。以及因為分散式儲存使用硬碟挖礦,間接催生和促進了PoC機制硬碟挖礦的一些專案,尤其是在2019年,比如BHD。

備註:PoC和分散式儲存是兩個概念,不過,因為都使用硬碟,總是被人弄混淆。今天講的是分散式儲存

分散式儲存以及重要專案Filecoin風頭一時無兩,不過很多專案關注者、分散式儲存愛好者、準礦工更多的是關注這個專案本身的商業價值,就是有沒有很好的投資收益。其實對分散式儲存的現狀和未來缺乏一些初步的認知。

瞭解一個事物的簡單方法論是:What?Why?How?是什麼?為什麼?怎麼做?今天我們以很通俗易懂的語言來為大家講解下:

分散式儲存是什麼?

為什麼儲存要分散式?

用什麼樣的機制去實現?(下一篇文章講解)

分散式儲存的最終目的是什麼?(下一篇文章講解)

01 背景知識

計算機網際網路絡的上有三個重要的底層邏輯:儲存、計算、分發。我們簡單說一下這些概念,對後面的內容很有幫助。

  • 儲存就是儲存資料、資訊。涉及到硬碟、儲存伺服器等設施;

  • 計算就是對資料進行處理運算得到結果資訊。這個就是計算機的名字由來,就是用來做計算的,CPU,GPU等等硬體也是處理資料的核心單元;

  • 分發是將資訊分發出去。這一點比起上面的內容稍微需要多說一下,分發網路也叫CDN(Content Delivery Network)是指內容分發網路,硬體涉及交換機、路由器、內容管理系統等等。

如果上述內容不好記,大家記住一個事兒就好,華為公司創業初期的時候做的就是交換機領域的生意,也就是分發領域;然後到通訊基站、到手機,再到現在自主研發晶片,這就到了計算領域。

有了這個底層認知,我們可以看到,儲存、計算和分發,都很重要,但是相對來說計算更酷,儲存更保守,分發更沒存在感。技術實現難度有高低,對於網路的重要性是同等的。

02 中心化儲存與分散式儲存

家裡的膝上型電腦、桌上型電腦目前一般1T儲存空間基本夠用,成本也不大,買一塊硬碟或者一臺電腦,最多加個行動硬碟,夠用好幾年了。但是,對於儲存大量資料的機構來說,這已經是巨大的開銷。

最近常有人引用一句話,叫做“時代的一粒灰,落到一個人頭上就是一座山”,逆向思維,每個人的一點資料,匯聚起來對於機構來說就是一座山,有人說是新時代的資料就是石油和金礦——前提是你作為機構得能扛得住這個金山。

以美國航天局NASA為例,NASA到2025年將擁有247 PB的資料處理能力,遠遠高於目前的32PB。NASA計劃每月向AWS支付543.9萬美元,即每年6513萬美元的費用。到2025年,除6500萬美元的原有交易額外,NASA 每年還得額外向 AWS 支付約 3000萬美元的新增雲服務的費用。(此項資訊,百度、google搜尋“NASA資訊儲存量”就可以獲得相關公開資訊)

搞笑的事情是,聽說NASA這樣的機構居然也只算了儲存在亞馬遜雲AWS的費用,訪問和下載費用沒有算進去。這是後話。

所以,中心化的儲存,總有一個物理上限,NASA每天資料用卡車拉著硬碟去存,已經頂不住了。而亞馬遜雲、阿里雲等等公司的百萬臺級別的儲存伺服器還在不段增加,即使目前是可以的,未來也有物理極限,要麼刪除資料、要麼找更多的硬碟更大的場地去存東西。

資料越來越多,人類不能失去記憶,但是,你能想象未來美國在一百年後,劃出來一個州的面積去放儲存伺服器嗎?

怎麼辦?如果儲存可以分散式,也就是說,把中心化的儲存分出來(一部分)給每個擁有電腦的個人用不完的電腦、手機空間去儲存,這個問題就可以解決。這就是為什麼會有分散式儲存?以及什麼是分散式儲存。

簡單理解為:東西在一個地兒存不下了,所以要找別的人,多弄幾個地兒存。去中心化後,分散到每個參與者的電腦裡。

當然,網上可以看到很多資訊,說中心化拿了我們的資料,會作惡,不夠安全沒加密。很多身邊朋友的手機密碼、門禁卡、銀行卡密碼都是自己的生日或者手機號後六位,這些日常更加重要的東西,你也沒有想著來個加密演算法保護一下,本質原因是許多聲音改變了你的想法,讓你覺得中心化存資料就是不好,不安全,如果地震了怎麼辦?如果火災了怎麼辦?對於大多數人來說,這些事兒吧,不會發生,如果發生了,你擔心的不應該是自己的資料,而是自己的生命以及資料中心工作人員的人身安全。本質就是在一個地兒存成本太高了,來個共享經濟多好。

03 為什麼要用區塊鏈?

上文已經說了,現在中心化的儲存要分佈在每個人的電腦、手機等儲存裝置中,靈魂拷問來了,我為什麼要給你存東西?

答案是:幫我存東西,有錢賺。

區塊鏈或者叫做公鏈專案有一個東西非常重要,就是激勵機制,簡單的說就是你對網路有貢獻就會有激勵,就可以拿到幣,然後變成錢。可以思考如果比特幣網路沒有了激勵機制,誰還去做礦工,礦工是維護比特幣網路的重要組成部分,礦工不挖了,這個網路也就不安全了。

假設現在礦工都不挖了,世界上還有幾臺膝上型電腦在挖比特幣,我簡單呼叫一些雲伺服器就可以攻擊你比特幣的網路,分散式儲存是一個道理,讓別人幫你存東西,必須有償服務。不給錢了,立即中止合作,停止儲存。

所以區塊鏈是最適合做分散式儲存的底層架構。

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