IPFS节点之间如何进行数据交换？

区块链中最早的数据交换协议当属BitTorrent，这也是大多数区块链节点之间实现交流的基础协议，当然IPFS也必须需要能实现p2p的数据交换协议，IPFS在BitTorrent的基础上实现了自己BitSwap协议，该协议具体在IPFS节点之间如何运用呢？本文将详细介绍。

 

何为BitSwap协议？

 

BitSwap协议的定义是IPFS网络中数据块交换方式的基础协议，它是一个基于统一格式的消息对等协议，有别于request/response方式。简单点来说就是在IPFS节点中交换信息，其请求和响应的消息都使用同一类型的消息包。也就是在IPFS网络中所有的Peers（节点身份）都是对等节点，不存在BitTorrent中那样的Tracker服务器，所以通信方式更加简单。
 

 

不仅如此BitSwap协议清晰的定义了如何请求数据、如何发送数据、向谁发送数据等策略，并且每个节点都允许拥有自己的策略，将其作为数据交换的核心模块，BitSwap协议还使用一些预期设定好的激励机制来促进网络中数据的流动，通过一个点对点之间的传输记录交易账本来达到互惠的目的，让参与的节点有收益。

 

Bitswap 的工作原理？

 

大家都知道IPFS将文件分成称为块的块，并且由内容标识符（CID （打开新窗口））。当节点想要运行Bitswap协议想要获取文件，他们会向其他对等方发送“想要的列表”。“想要列表”是对等方想要接收的块的CID列表。每个节点都会记住它的对等方想要哪些块，并且每次节点收到一个块时，它都会检查是否有任何对等方想要该块并将其发送给他们。简单点就是摸清楚每个节点的需求是什么，再就是其节点有哪些文件。
 

 

而为了找出哪些对等点拥有构成文件的块，Bitswap节点首先向它所连接的所有对等点发送对根块 CID 的需求。如果节点没有区块，节点将会查询分布式哈希表（DHT）询问谁拥有根块。任何以根块响应的对等点都被添加到会话中。之后Bitswap只向会话中的对等方发送请求，以免请求淹没网络。简单来说就是起到一个寻找的功能，大家可以看成内容寻址，就是文件如果没有切分成块给多个节点存储，那就只有最初存储文件的节点有，其节点就是根块存储所在。

 

这就是Bitswap协议的主要功能，其功能还有几个重要的策略体系：

 

BitSwap信用体系：上面说了BitSwap协议会有激励奖励，这正是为了节点去乐于分享或交换数据。其信用体系可以用“有借有还，再借不难”八个字概括，定义来说就是发送给其他节点数据可以增加信用值，从其他节点接受数据降低信用值，说白了就是要分享出去，不要只接受。一个节点如果只接收数据而不分享数据，信用值就会降得很低而被其他节点忽略掉。

 

BitSwap策略：根据信用体系，BitSwap可以采取不同的策略来实现，每一种策略（大家可以详细去官网查阅）都会对系统的整体性能产生不同的影响。不过其目的都是为了：节点数据交换的整体性能和效率最高，阻止“吃白食”的现象；就是不能够只下载数据不上传数据；可以有效的防止一些攻击行为(比如：女巫攻击)；对信任节点建立宽松机制节点等等。

 

BitSwap账单：BitSwap节点会记录下来和其他节点通信的账单（数据收发），可以保持节点间数据交换的历史和防止篡改。当两个节点之间建立连接的时候，BitSwap会相互交换账单信息，如果账单不匹配，则清除重新记账。恶意节点可能会故意“丢失”账单，以希望清除掉自己的债务。其它交互节点会把这些都记下来，如果总是发生，节点就会被拒绝。

 

总体来说Bitswap协议强调的是节点之间的交换，并制定了一些信用或规则来让每一个节点去分享文件，去分享数据，而不是只接受文件，如果有这样的节点存储，最终会被系统给孤立。而且相比较BitTorrent协议在IPFS网络中使用 Bitswap 协议获取数据块一个最大的特点是，请求的数据块是跨文件的，任何类型的数据块，只要其哈希值一样，都可以拿为己用，一个Peer Swarm对应的是整个IPFS网络中的数据，因此所有的数据块都可以被用来使用，实现真正的跨文件数据交换，这也是Bitswap协议的特点。