【Filecoin源码仓库全解析】第六章：如何单机部署多节点集群及矿池设计思路》

欢迎你们来到第六章，通过前章《【Filecoin源码仓库全解析】第五章：检索市场及检索矿工》的介绍，不管从定位职能，仍是从设计原理，仍是从工程操做角度，咱们应该对目前的Filecoin检索市场有了更加深刻的了解。

咱们将在本章介绍如何在一台机器上构建多节点的方案和将来矿池产品设计的一些思路。

若是本身学习进度ok，实践效果符合预期，应该很快也会给你们分享多机（不一样配置，不一样规格，不一样区域）多节点部署的方案。

1、多节点的部署需求

1.单机便可使用不一样的角色职能

咱们在第三章、第四章和第五章中，分别模拟了三个角色：存储提供方（存储矿工），存储需求方（存储用户）以及检索用户，小编用了两台不一样的机器来实验。其实，也能够经过单机完成全部测试。

2.对于配置比较高的机器，可增长资源利用率

虽然节点客户端对机器性能、配置要求目前比较苛刻，可是对于一些不常常处于满负荷状态，具备更高性能的机器和服务器，仍是能够经过部署单机多节点方案，来增长整机资源利用率。

3.复用公网IP

相比于国外，公网IP是真的稀缺资源，目前看不到IPV6短期内普及的但愿...

libp2p所需的mutiaddress可经过配置端口，多路复用...

4.研发复合型产品

将来，随着Filecoin项目的不断成熟，和市场需求的不断演化，将诞生除了矿机以外的一系列复合型产品和工具型产品，为了把服务能力和边界扩大，须要统一的节点管理、控制方案，以及专门针对检索市场而设计的类CDN方案，存储市场的矿池方案等。

这些，都或多或少离不开多节点的部署运维工做。本文将介绍一种直接在单机上部署和管理多节点的方案。

2、建立新节点仓库

假设已编译安装了最新版的go-filecoin客户端，可参考：Filecoin源码仓库全解析】第一章：搭建Filecoin测试节点

以后，经过指定不一样的仓库路径--repodir，来建立新节点2：

export FCRD=$HOME/.filecoin2

go-filecoin init --genesisfile=http://user.kittyhawk.wtf:8020/genesis.car --repodir=$FCRD

成功后，将生成与以前默认初始化文件夹.filecoin同样结构的的.filecoin2，如图所示：

3、修改新节点配置

vim .filecoin2/config.json

修改默认值，从新设置新节点2的api.address和swarm.address的监听端口：

{
    "api": {
        "address": "/ip4/127.0.0.1/tcp/3455"
        ...
    },
    ...
    "swarm": {
        "address": "/ip4/0.0.0.0/tcp/6011"
    }
}

4、节点互联

在本机上，分别启动原节点1和新节点2：

go-filecoin daemon

go-filecoin daemon --repodir=$FCRD

启动daemon后，咱们也能够对比单机节点1和节点2的配置信息，以下所示，MultiAddress与PeerID一一对应，且按照不一样端口配置已生成。

咱们将原节点的multiaddress记录至临时变量NODE1_ADDR中，

export NODE1_ADDR=$your_node1_multiaddress

经过go-filecoin swarm connect $NODE1_ADDR --repodir=$FCRD，将新节点2与原节点1创建P2P链接。

成功后并经过go-filecoin swarm peers --repodir=$FCRD复查链接状态：

如图所示，咱们在新节点2的Peer集群中，查询到了原节点1的multiaddress。

这样，一个初步的单机双节点集群就部署完毕了，以此类推，能够继续批量部署下去，直至机器资源满负荷运行。

以后，咱们能够在单机上分别操做多节点，并设置不一样角色进行前面几章所描述的测试过程了，有条件的朋友，也能够将这几章所描述的配置逻辑编写成Shell脚本或者加入程序控制来实现自动化。

5、Filecoin矿池设计思路

5.1 矿池的概念

矿池从必定意义上来讲，是伴随时间和市场需求演化而来，更倾向于产品的一个定义。最初起源于比特币。

在比特币的体制下，全网平均每10分钟产出一个区块，每一个区块包含50(如今是12.5，每四年左右奖励减半一次)个比特币，而一个区块只可能被某一个幸运儿挖走，直接拥有全部奖励，其余人则颗粒无收，挖到的几率与矿工投入的设备算力大小成正比。

这就注定了若是比特币挖矿参与人数庞大且分散到必定程度后，挖到比特币的几率将无限接近于零，跟中彩票差很少。

这时候，若是散户要参与，资源有限，只能投入一台矿机挖矿，按照几率，要5~10年才能开采到一个区块，这使比特币挖矿陷入尴尬境地，让普通人几乎没有参与的可能，并不利于比特币的发展。

所以，解决的方案是集众人之力，收益平摊的方式，这也是矿池产品的核心，举个例子：

假设100万人参与比特币挖矿，全网400P算力，其中90%的矿工为1P(1000T)如下的算力，若是投入一台1T矿机，将占全网算力的40万分之1，理论上平均每40万个10分钟能挖到一个区块，也就是7.6年才能挖到一个区块而后一次性拿到50（如今是12.5）个比特币。那么，假如我再找9个拥有1T算力矿机的矿工，达成协定，咱们总共10我的，其中任何一我的挖到区块，都按照每人的算力占比来进行平分，那么咱们就是一个总体，总共10T算力，那么平均0.76年便可挖到一个区块，而后算下来到咱们手上的就是0.76年开采到5个比特币，若是组织100人、1000人、1万人甚至10万人呢？若是是10万人，那么平均40分钟就能挖到1个区块，做为团队的一份子，个人收入将会趋于稳定，且参与度显著提升。

5.2 矿池的意义

• 下降了比特币等虚拟数字货币开采的难度，下降了开采门槛，真正实现了人人皆可参与的比特币挖矿理念。
• 提升了产业化程度，促进了更稳定的区块链服务。
• 更合理的商业模式，完善了虚拟数字货币行业的产品形态。

5.3 Filecoin可能存在矿池产品吗？

首先，在DevNetworkState监控面板上有三个关键参数咱们须要了解：

• ProvenStorage：存储矿工已提交PoSt并获得系统验证的存储量。

• StoragePower：表示存储有效率，即赢得挖掘下一个区块的可能性。

• %of BlocksMined 已被挖掘出的区块全网占比

其次，是竞选算法的设计与实现完整度：

• 竞选算法：使用选票参与竞选，得到选举的条件。

从Filecoin的白皮书的设计可知，一个好的竞选算法，应当知足至少以下的几个特色：

公平：每一个参与者每次选举只有一次试验，签名是肯定的，并且t和rand(t)是固定的。随机值rand(t)在时刻t以前是未知的。所以，每一个Ticket的计算值域相对公平。

保密：即攻击者没有Mi（目前已经在网络有抵押的担保品信息），所以没法生成有效的Ticket和被签名的密钥。

公开可验证：能够经过给出计算值域，时刻t和Mi来讲服验证者自身有效性。

其实白皮书的设计思想能够归结于下面这个公式，已被签名的ticket值域，同时被签名的ticket须要被哈希成一串较长位数编码，以防被暴力破解 （相似比特币中所使用的Hashcash，不断尝试要知足前缀N个比特位都是0这样的条件） ，而红框中的表示节点的存储有效率Ratio，有效率是一个相对大的十进制值，须要换算成二进制的编码，才能与Hashcash以后的签名Ticket匹配作精准判断，L与全网难度强相关，要求的前导0的个数越多，表明L难度越大。

那么，小编查阅了一下测试网目前这块的竞选算法代码实现：

Leader的选举，目前仅比较了存储有效率与Ticket的值域，全网难度L的策略目前还未实现...

尽管如此，综合来看：存储效率是关键，Filecoin很大可能也将催生出矿池类产品。 理由以下：

• 在相同的时间内，只要某个矿工节点所提供的存储增量的速度大于全网存储增量的速度，那么该节点的StoragePower将显著提高。
• 存储订单的选择在测试网并未实现撮合，是由用户来主动选择，那么用户选择的倾向很大程度取决于矿工的QoS和报价。存储有效率更高的矿工提供QoS的信任感更强，同时得到的区块奖励更多，能够以更低的报价单提供服务，那么将致使更多的订单流向存储有效率更高的矿工节点。 雪球越滚越大...
• 越早参与，存储越久数据的矿工节将更有优点，当全网存储量达到一个很大的基数时，新矿工短期内将难以得到较大的出块可能，将随比特币系统同样，节点矿工将造成马太效应。

5.4 Filecoin矿池设计思路

如图，设计了一个粗略的Filecoin矿池产品架构，复杂的系统都是由基础的模块迭代而来，欢迎对此感兴趣的朋友作更深刻的交流和探讨。

咱们也将在下一章《【Filecoin源码仓库全解析】第七章：如何参与复制证实游戏测试》中，介绍Filecoin中的核心技术，EC共识，复制证实，时空证实，以及目前的证实测试游戏等内容。

参考文献：

• https://github.com/filecoin-p...
• https://baike.baidu.com/item/...

往期系列文章回顾：

【Filecoin源码仓库全解析】第一章：搭建Filecoin测试节点
【Filecoin源码仓库全解析】第二章：如何建立帐户钱包并获取FIL Mock代币
【Filecoin源码仓库全解析】第三章（上）：存储提供方（矿工）的配置操做

【Filecoin源码仓库全解析】第三章（下）：存储提供方（矿工）的配置操做

【Filecoin源码仓库全解析】第四章：存储需求方（用户）的配置操做

【Filecoin源码仓库全解析】第五章：检索市场及检索矿工

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