我們今天,以及過去幾十年的網際網路發展,基本上是基於TCP/IP協議的。這個分層表可能圈內懂點技術的都不陌生。
而其中最為重要的一環,就是網路層的IP協議,這個協議裡,網際網路所構建的是一個與現實世界平行的機器世界,可以抽象理解為下面這樣:
你大概聽說過IP地址這個名詞,是的,每臺機器都需要IP地址,就像是人類世界的門牌號。有了地址,一臺機器才能和世界上另一臺機器相互交流,交流的方式,其實很像我們人類世界的郵遞——資訊資料透過地址來尋找和互相傳遞。
而網路世界沒有什麼本質不同,你要開啟一個網站,你的機器會透過DNS找到這個網站域名所對應的IP地址進而訪問其伺服器,在開啟這個網站時,你的一切操作(比如觀看一段影片)都是對該IP地址所在的伺服器發起請求。
TCP/IP是一個典型的將網際網路看成“資訊傳輸通道”的架構設計,這背後是當時的網際網路需求決定的——主機之間的通訊(比如郵件)等需求,而隨著網際網路、移動網際網路產業的發展,網際網路的主要需求已經從主機通訊轉變成為了對內容的需求,以影片為代表的內容逐漸佔據了流量的90%以上。原有的TCP/IP的定址方案,漸漸的暴露出弊端。
舉一個影片平臺的淺顯的例子:
在傳統架構下,一個影片如果火了, 則短時間內對於該平臺的IP訪問量會暴增。首先增大了該平臺的伺服器壓力,還有一個更深層次的問題是——這一段相同的內容將在不斷的請求下,不斷的被重複傳送給使用者。CDN技術的應用,透過將內容大量快取在分散的伺服器上,讓這一問題得到了緩解,但是仍然無法解決大量儲存資源被浪費的情況。
在這一背景下,以內容為中心的網路設計出現了,簡單的來說,我們將不再以尋找IP去訪問一段內容,而是直接透過內容的訪問來實現我們想要的操作。
2、IPFS
IPFS提供了一個全新的解決方案,在IPFS中,我們不再使用地址去訪問檔案,而是將每個檔案都命名成為一個獨一無二的雜湊值,在訪問一個檔案時,透過DHT,我們只需要在全網中尋找這個檔案的雜湊值即可。
其實,我們知道,IPFS除了解決傳統的HTTP存在的安全問題、以及資料儲存成本高昂的問題外,還有一個是面對未來數字世界不斷髮展過程中將越來越大規模的資料儲存的資料傳輸和維護的問題。既要保障安全,又要高效傳輸儲存和維護,必須要同時得以解決,這是一個重點也是一個超級難點,IPFS的確解決了這些問題,這是一個顛覆性的技術創新,因此直到FileCoin測試網上線前,許多人才瞭解到,原來IPFS還有一個礦工種類叫做“檢索礦工”,只有透過專門設立檢索礦工來為網路提供資料檢索服才能解決龐大資料的維護問題,但是關鍵的問題在於,DHT定址的資料檢索的速度依然很慢…….
3、以NDN為代表的內容中心網路
NDN是由美國國家科學基金會在2010年所發起的未來網路架構研究專案之一,主旨為開發全新的網路架構,以符合新興的通訊需求,並取代現有的TCP/IP協定。NDN聯盟的成員除了8家美國大學之外,還有來自日本、韓國、中國,與瑞士等不同國家學術單位的參與,並且取得了思科、華為、Panasonic 與 VeriSign等業者的支援。簡單的說,NDN這一優秀的解決方案將比傳統的TCP/IP更安全和高效。
NDN透過制定資料命名規範,來實現檔案資料的命名,不再是IPFS的內容雜湊命名方式,不再用DHT來檢索了,所以檢索快了。
2. NDN 與NDN Link
好了,終於說到了我們的專案NDN link,然而在說專案之前,先得介紹下NDN,畢竟NDN link,本質上就是NDN的區塊鏈版,正如filecoin是IPFS的經濟激勵層一樣。
NDN的模型是這樣子的,相對應於TCP/IP來說,是一個通訊正規化的改變,更多的關注資料本身,即 What,而不是Where。
其中最為核心的特點便是:
1、底層核心:完全捨棄了基於IP地址的通訊方式,採用基於內容本身的通訊方式,根據內容本身對網路中的所有內容資料進行命名,在轉發路由機制中透過對內容資料的名字匹配檢索獲取資訊,從而建立一個分散式網路。這樣的通訊方式不再關心內容資料的儲存位置,而直接提供面向內容的服務。
2、在TCP/IP薄弱的資料安全方面:由應用程序對內容資料直接進行加密及數字簽名以實現對資料安全的控制。
3、路由層面:由策略層負責管理轉發、路由選擇和儲存幾大功能,可以同時利用3G、藍芽、WiFI等多種連線方式,並能夠在動態環境中靈活切換至最優的連線方式。
NDN Link中的通訊由接收者(例如資料消費者)透過交換兩種型別的包驅動,興趣(Interest)包和資料(Data)包。兩種型別的包承載了標識資料片的名字,該資料片可以在包中傳輸。消費者把期望資料片的名字放進興趣包,並將其傳送到整個網路。路由器使用該名字向資料生產者轉發興趣包。一旦興趣包到達擁有請求資料的節點,節點將返回包含名字和內容的資料包,伴隨被生產者金鑰繫結了名字和內容的簽名。資料包沿著興趣包到達的相反路徑返回請求的消費者。
具體的實現技術細節,有興趣的朋友可以自行查詢NDN相關的技術文件與資料,NDK link的白皮書裡也有較為詳細的介紹,在這就不做具體的及技術展開了。當前NDN主攻的幾大方向,有影片流,實時會議,車輛網路等等。
說說NDN Link
一、作為區塊鏈專案獨立存在的意義
技術上,即可以作為Layer 0的獨立存在,加速底層公鏈的資料的傳輸速度,改善傳輸路徑。也可以作為獨立的公鏈存在,服務於有需求的實體社會。
作為代幣本身的經濟模型,總量50億的NDN代幣擁有以下用途:
1.透過 NDN,企業級使用者和普通使用者可以購買到資料傳輸服務。
2.礦工可以透過挖礦獲得相應獎勵 - NDN Link的節點,透過PoW策略,加入NDN網路,構建路由節點,提供基於Interest包Nonce以及Data包Hash的工作量證明。
3.協助產業生態從使用者,應用開發商,網路運營商到裝置廠商更好共同發展;也用於專案研發,產品工程,部署運維,業務開發。
二、作為IPFS加速器存在的意義
作為區塊鏈方向不同但又相關的兩個分支,NDN link可以說是IPFS完美補充。
透過使用NDN技術加快IPFS/FileCoin資料檢索問題,可以理論上提升IPFS/FileCoin十倍的檢索速度,給予IPFS有效的助攻。
有研究者建立了測試模型,得出了以下資料,並撰寫了名為《Towards Peer-to-Peer Content Retrieval Markets: Enhancing IPFS with ICN》的論文,發表在2019年的SIGCOMM上。
研究者用VOD點播系統和基於不同的ISP的客戶端建立了類似BT下載的P2P模型,使用使用IPFS來與傳統CDN進行比較,並測試NDN介入與非介入的情況:
經過試驗得出了以下的測試結果以及測試結論——IPFS的原始程式碼因為負載均衡與傳輸開銷的原因,無法獨立完成取代CDN的任務。然而將NDN作為一個網路層面的補充架構之後,這種替代則成為一種可能:
三、團隊,路線圖,代幣分配
NDN Link 的主要研發工作由NDN Labs負責,並且有來自美國國家科學基金會支援並參與專案。
NDN Labs 團隊則是由一批具有分散式網路技術和區塊鏈技術經驗的企業家和工程師與2019年1月正式成立,並有NDN核心成員擔任技術指導和顧問,其核心成員曾就職於諾基亞、思科、Amdocs等。
路線圖和代幣分配在官網清晰可見:
4. 結語
正如文章開篇所言,這是一個技術向很明顯的專案。
從好的一面來說,技術向專案對於整個區塊鏈技術的推動與發展都有著正面的,積極的作用。無論上市後幣價表現如何,至少在屬於自己技術領域的分支上,都是有著向前推進的效果。
而另一方面,技術向的專案,在市場方面通常來講會是薄弱環節,畢竟不是每個專案都是波卡或是IPFS,有著明星創始人或是龐大團隊的光環加成。尤其像IPFS,挑戰的是當今網際網路基石般的存在- HTTP協議。NDN也不例外,挑戰的是比HTTP更加底層的IP協議。雖說這些協議相對“老舊”,然而幾十年積累下來的龐大生態圈以及豐富的產業鏈,無疑形成一條深深的護城河。新的技術想要趟過去,除了技術本身,還需要好的推廣,足夠長的時間,甚至一點點運氣,方能成事。
但不管怎麼說,在Filecoin主網臨近之時,能夠看到可以與其相互促進或是加速的專案,還是很欣慰。也希望未來幾個月,這兩個專案上線之後,都能夠有好的表現,把區塊鏈服務實體社會的夢想,再次拉近一步。