TOR:Filecoin技术分析：深入理解存储管理

来源：金色财经Filecoin的存储单元称为扇区。对传统硬盘结构理解的小伙伴，对这个术语应该比较亲切，传统硬盘的最小存储单元就叫Sector。为了证明Sector的存储，Filecoin进行了一系列的处理，传说中的P1/P2/C1/C2。在处理过程中，一个Sector的计算会生成若干文件，最终会生成replica。相关文件是如何组织的？Cache都是由哪些文件组成，分别是多大？本文就从存储的角度看看这些过程和逻辑。

Filecoin的存储管理的逻辑主要实现在sector-storage项目中。在深入理解Sector存储逻辑之前，先讲讲Worker和Manager。

01相关术语

Worker-处理P1/P2/C1/C2的服务，Worker又分为两种：localworker和remoteworker。localworker处理本地服务处理，remoteworker支持远程服务处理

澳大利亚基金管理公司Holon推出未上市的零售BTC、ETH和FIL基金:7月28日消息，数字资产风险投资及基金管理公司Holon周四宣布推出未上市的零售BTC、ETH和FIL基金，Gemini将担任三只基金的托管人，澳大利亚证券与投资委员会负责基金监管。

该些基金将利用当地称为零售管理投资计划的传统投资工具，直接投资于BTC、ETH和FIL，并且只做多头，没有杠杆且不可交易。最低投资金额为5000美元（或每月200美元的储蓄计划为2000美元），将根据报表提供每日单位定价、每日赎回、当日现金结算和资产购买。Holon表示，Holon Filecoin基金是首个针对BTC和ETH以外数字资产的ASIC注册零售管理投资计划。（Blockworks）[2022/7/28 2:43:29]

Manager-管理多个Worker

Scheduler-调度器，调度多个Worker，一个Manager通常有一个Scheduler

FIL突破68美元关口 日内跌幅为6.2%:火币全球站数据显示，FIL短线上涨，突破68美元关口，现报68.0067美元，日内跌幅达到6.2%，行情波动较大，请做好风险控制。[2021/5/23 22:34:31]

Store-Sector存储系统

02Sector存储

Sector处理相关的文件存储在Store中。Store通过sectorstore.json进行配置：

CanSeal表明Store可以用来Seal，CanStore表面Store可以持久存储Seal的结果(replica)。Weight是权重，在多个Store选择时使用。ID是Store的UUID编号。

一个Store中存在三种存储，分别对应三种目录：unsealed(未封存的文件)，cache，sealed。

HECO借贷平台FilDA价格突破1.2美元，创历史新高:2月10日14点50分，HECO 借贷平台 FilDA价格在MDEX上超过1.2美元，突破历史新高，流动性深度高达1350万美金，同样突破历史新高。目前FilDA流通市值和整体估值在HECO借贷项目中排名第一。

据了解，FilDA作为首个基于Heco的跨链借贷DeFi项目，于2021年1月5日晚20:00开启创世挖矿Fair launch，首发HUSD、HBTC、HT、ELA-HECO、USDT-HECO、HDOT、HLTC、HBCH、ETH、HPT、HBSV、HXTZ等13种资产的借贷功能，同时也是Heco首个公开平台各项APY数据，存借双向实时透明数据的借贷项目。FilDA项目无募资，无预挖，致力成为Heco首选的用户友好型的DeFi借贷平台。[2021/2/10 19:25:36]

03Worker&Store

Gate.io 已完成11月6日FIL代币转化分发，总量约1.3万枚:据官方公告，Gate.io今日（11月6日）已经根据用户FIL6持仓情况完成FIL分发，总计约1.3万枚，用户可在账户账单明细中查看详情。目前Gate.io已经支持Filecoin（FIL）现货交易，充值提现，杠杠交易，币币理财，永续合约交易，三倍ETF交易等全线系列产品和服务。[2020/11/6 11:51:34]

sector-storage项目的README中的这张图很好的解释了sectorstorage的各个模块以及相互的关系：

整幅图分为上下两个部分：上部分是Manager，下部分是RemoteWorker。Manager中包括一个LocalWorker。stores.Index是所有Sector存储的索引。Scheduler，上部分的中间，管理所有的Worker，并且调度Sector相关的存储。

OKEx将于16:00上调FILUSDT合约资金费率上限:OKEx官方刚刚发布公告称，为保证永续合约更好的锚定现货指数价格，OKEx永续合约将于10月17日16:00上调FILUSDT合约的资金费率上限（调整后费率最早收取的结算时间点是10月18日8:00）。[2020/10/17]

workermanagementAPIs通过/rpc/v0的jsonRPC接口实现remoteworker的管理。通过/remote的HTTPAPI实现存储的Fetch操作，简单的说，传输文件。specs-storage.Prover/Sealer/Storage是Manager暴露出来的接口，实现Sector的证明，封存和存储。

每个连接到Manager的Worker会和Manager同步它的内存/CPU以及显存的信息。Scheduler在接受到新的请求时，会针对请求(Task)的类型以及资源的需求，从当前Worker中挑选最合适的Worker进行请求的处理。如何选择Worker，感兴趣的小伙伴，可以查看selector的相关逻辑。

从存储的角度，重新整理一下，这些关系：

以一个Manager连接两个Worker为例。Worker只能Seal，但是不能Store。为了更清楚展示Worker之间的数据传输，第一个Worker只做Precommit1，第二个Worker做Precommit2和Commit。

04SealTask

理解SealTask，最好对照了Sector的状态管理一起看。对Sector状态管理还不熟悉的小伙伴，可以查看之前的文章：

Filecoin-Sector状态管理逻辑

接下来，看看每个SealTask对应的存储数据的变化。

AddPiece

如果其中左边的Worker接收到任务，AddPiece任务会在unsealed目录中创建原始数据。

PreCommit1

PreCommit1阶段，简称P1，针对SDR算法，计算若干层数据。如果Sector是32G，需要计算11层。对SDR算法不熟悉的小伙伴，可以看看之前的文章：

经过PreCommit1，生成的数据存储在Cache中：

PreCommit2

PreCommit2的阶段，简称P2，生成Replica，计算ColumnHash，并生成Merkle树(tree_d,tree_c,tree_r_last)。因为P2，不在同一个Worker处理，在进行处理之前，需要先传输给合适的Worker，处理的结果同样存储在Cache中：

Commit和Finalize

在Commit生成证明后，进入Finalize状态，Finalize可以理解成“归档”。因为在Worker上没有Store能力，删除不需要持久化的数据，需要持久化存储的数据，将传输回Manager。

05数据存储量

以32G的Sector为例，在处理过程中需要存储的数据如下：

原始数据-32G

原始数据Merkle-32G

P1layer-32*11G

P2-ColumnHash&tree_c-32*2G

P2-Replica&tree_r_last-32G+9.2M*8

总共：512G多一点。

06持久化数据

Sector经过P1/P2/C1/C2处理后，也就是说，经过PoREP处理后，需要持久化存储Replica的数据和tree_r_last的数据。tree_r_last的数据需要存储的原因是PoSt要用到。特别注意的是，tree_r_last的数据并不是完整的Merkle树数据，删除了其中一些层的数据。

32G的Sector，对应的tree_r_last分成了8棵子树，每棵子树是8叉树，默认存储的时候，忽略了最低的两层。也就是，去除最低两层的存储量为：

所以每棵子树的存储数据为4G*0.00223=9.13M。

也就是说，Sector持久化存储比例在1.0022左右。

总结：

Filecoin存储管理的逻辑主要在sector-storage中。Sector的处理任务，可以通过多个Worker完成。每个Worker的存储目录结构一致，Sector数据可以在多个Worker之间通过Http服务传输。Sector处理过程中，最大的存储需求量在512G左右。持久化存储比例为1.0022。

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