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一種基于網絡多路徑的IPFS數據傳輸優化方法

文檔序號:37128333發布日期:2024-02-22 21:52閱讀:3098來源:國知局
一種基于網絡多路徑的IPFS數據傳輸優化方法

本發明涉及ipfs數據傳輸,具體為一種基于網絡多路徑的ipfs數據傳輸優化方法。


背景技術:

1、ipfs(interplanetary?file?system,星際文件系統)是一種內容可尋址、點對點、分布式文件系統。ipfs采用內容-地址尋址技術,即通過文件內容進行檢索而不是通過文件的網絡地址。多個運行ipfs程序的節點構成ipfs存儲網絡,存儲在ipfs網絡中的數據被劃分成多個塊,存放在不同節點中。當節點請求網絡中的數據時,會在節點本地緩存該文件。即每個節點都保存其下載過的文件的緩存,用來保證即使某一個存有該資源的節點推出ipfs網絡,該資源仍然可以被其他節點訪問。

2、當用戶把文件上傳到ipfs節點存儲時,節點會將文件分塊后進行存儲,每個文件塊以merkle有向無環圖的形式組織,而merkle有向無環圖的根哈希則用來表示該文件。作為一個重要的點對點、去中心化文件系統,ipfs使用戶能夠以抗審查的方式在自己的設備上存儲和共享數據。由于社交數據(圖像、視頻等)的快速增長,它作為一種存儲解決方案越來越受到關注,這些數據經常被去中心化應用程序使用,例如區塊鏈在線社交媒體peepeth、akasha和dtube。

3、研究表明,即使網絡性能的微小改進也可以對客戶群產生重大積極的影響。因此,帶寬利用率的提高對于加快ipfs的數據傳輸速率起著重要作用。

4、現如今,越來越多的通信設備都配備了多個網絡接口,例如筆記本電腦具有lan接口和wifi接口。為了利用多個網絡接口上的資源,multipath?quic(mpquic)作為quic協議的多路徑擴展實現了多個網絡路徑上的并發多路徑傳輸。它繼承了quic的靈活性,預計將具有廣泛部署的巨大潛力。

5、但在文件傳輸的過程中,ipfs現有技術并未針對配備了多個網絡接口的設備采用任何的處理措施,無法滿足客戶對于多網絡接口設備的網絡帶寬充分利用的需求。為此,本發明提供一種基于網絡多路徑的ipfs數據傳輸的優化方法,以解決現有技術中無法充分利用多網絡接口設備網絡帶寬的問題。

6、因此需要對以上問題提出一種新的解決方案。


技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種基于網絡多路徑的ipfs數據傳輸優化方法,在數據傳輸時極大地利用了網絡帶寬資源,在上傳端,由于融合了多條網絡路徑的帶寬,上傳的時間縮短了;本發明還不會與其他版本的ipfs發生沖突,融合引入的mpquic協議與ipfs原生支持的quic協議保持兼容,來解決現有技術中無法充分利用多網絡接口設備網絡帶寬的需求。

2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種基于網絡多路徑的ipfs數據傳輸優化方法,至少包括以下步驟:

3、將mpquic協議作為一個擴展插件嵌入ipfs;

4、融合mpquic協議的ipfs的節點根據物理環境來選擇是否啟動mpquic協議的監聽;

5、ipfs根據mpquic協議關鍵字和節點身份信息與ipfs對等節點建立連接;

6、通過選取出用戶文件,并進行文件的傳輸操作。

7、進一步優選的,所述mpquic協議作為一個擴展插件嵌入ipfs,至少包括以下步驟:

8、為mpquic協議定義一個新的protocol結構變量,并將其注冊到ipfs的node組件中;

9、使用multiaddress結構來表示ipfs節點的新網絡地址,該節點用于mpquic連接;

10、擴展ipfs中swarm模塊中的listen方法以監聽mpquic請求;

11、在swarm中的dial方法也采用相似的方式擴展,以請求建立連接并在listen處理其請求后建立mpquic連接。

12、進一步優選的,所述擴展ipfs中swarm模塊中的listen方法以監聽mpquic請求,至少包括以下步驟:

13、配置mpquic協議并用于啟動連接時,每個數據包的標頭包含有關傳輸協議的一些必要信息,所述必要信息至少包括名稱和版本;

14、采用libp2p分析并從數據包中提取這些信息以識別mpquic請求;

15、采用ipfs的bitswap組件中的listen方法以調用基于mpquic的transport實現方法來啟動listen守護進程,從而保證正確監聽mpquic請求;

16、當傳入的請求被識別為mpquic請求后,根據mpquic協議的規范來處理這些請求。

17、進一步優選的,擴展ipfs中swarm模塊的dial方法,至少包括以下步驟:

18、向對端發起建立基于mpquic協議的連接請求,并在對端listen處理其請求后建立mpquic連接;

19、所有已建立的連接都將添加到swarm中的連接池中,用于傳入數據傳輸。

20、進一步優選的,所述基于mpquic的transport實現方法至少包括以下步驟:

21、定義一個reuseconn類型,主要由udp連接、互斥變量和引用計數組成,用于連接重用;

22、采用listen和dial作為transport接口中方法,所述listen由目標節點用于偵聽和接受傳入請求,所述dial由連接啟動器用于獲取連接;

23、在實現dial的過程中,優先監聽udp傳入的請求,然后通過net.listenudp建立相應的連接;

24、之后,建立的udp連接首先被封裝在變量reuseconn中,并用于創建具有多路徑配置的mpquic會話,達到mpquic連接;

25、為了與ipfs中的連接兼容,會話被封裝在conn類型的變量中,并由dial返回;

26、為了實現listen,首先使用net.listenudp來監聽并接受udp連接,該連接被封裝在reuseconn變量中;

27、再通過多路徑配置激活mpquic提供的listener來偵聽來自udp連接的數據包。

28、進一步優選的,所述ipfs節點默認啟動mpquic協議的監聽主要包括:

29、ipfs節點啟動時,會檢測ipfs節點運行的物理主機是否具有可用的多網絡接口,如果物理設備具有多網絡接口,那么ipfs的swarm模塊中的listen方法隨著節點的建立,監聽包含mpquic關鍵字的建立連接的請求。

30、與現有技術相比,本發明的有益效果是:

31、1、本發明在對ipfs節點的物理環境進行檢測,如具備可用的多網絡接口,則本發明會充分地利用多網絡接口的網絡帶寬資源進行文件的傳輸。在上傳端,文件通過多網絡接口進行傳輸,以至于上傳的時間大幅縮短了,同時網絡資源的利用率也大幅地提高。而且,對于ipfs網絡集群來說,帶寬利用率的增加對加快ipfs的數據傳輸速率有著更為高效的提升。

32、2、本發明還不會與其他版本的ipfs發生沖突,融合引入的mpquic協議與ipfs原生支持的quic協議保持兼容

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