至聯雲講解《IPFS之通向新的DHT》

在4月末，IPFS/Filecoin團隊釋出了最新版的IPFS 0.5.0，這個新版本在IPFS性能和可靠性上有了極大的提高，尤其在内容發掘和路由方面。

而這些性能之是以能有如此顯著的提高，主要原因是IPFS/Filecoin團隊對分布式哈希表（DHT）進行了較大的改進，而分布式哈希表正是IPFS網絡中處理内容發掘的根本。

在這篇文章中，我們将和大家分享IPFS/Filecoin團隊是如何重新改寫DHT的細節，包括團隊是如何發現其中的問題、如何對解決這些問題以及如何確定研發的方案實際可行。

團隊在這個過程中所取得的成果：不僅包括對系統性能的提升，還包括研發出的新産品Testground------一個可用于大規模網絡測試的工具。

我們先來回顧一下什麼是DHT，分布式哈希表。這個哈希表就像IPFS的目錄和引導系統，幫助網絡定位和搜尋資料。

通常這樣一個哈希表由一對對“鍵”-“值”組成，其中的“鍵”是某資料的内容辨別符（CID），“值”是IPFS網路中存儲這些資料的節點。

DHT表在系統中多處節點都存儲着這些“鍵”-“值”。DHT在IPFS系統中具體的實作方案是Kademlia，Kademlia負責定位這些“鍵”所對應的資料存儲在哪些節點上。

理論上講，DHT應該以高效，統一的方式定位并擷取使用者所需的資料。但在一個急速擴張的IPFS網絡中，實際情況往往比理論上複雜得多。

IPFS網絡的規模在去年經曆了顯著的增長，增長倍數達30倍，系統已經有了數十萬節點。

很多新的去中心化應用和軟體都部署在了IPFS系統中，這使得業界越來越希望IPFS網絡能具備産品級的可靠性和高性能。

很多應用将IPFS用作去中心化的内容分發網絡（CDN）在全網分享和搜尋内容。但不幸的是，很多新加入的節點卻無法有效地分發内容，這使得IPFS系統無法滿足某些使用者的需求。

早在2019年年初，IPFS/Filecoin團隊就聽到有使用者反映這方面的問題，而這些問題随着新節點的不斷加入而變得越來越突出。

盡管團隊一直在釋出這方面的解決方案，但卻無法準确了解這些解決方案是否真的有效。

為了改善這個狀況，IPFS/Filecoin團隊進行了詳細的調查和研究，并确定了要進行的一系列事項和這些事項的優先級，還規劃了團隊需要的工具以便實施這些方案。

經過調查，團隊發現是DHT的現行實作方式導緻了效率的低下。其後，團隊更深入研究發現下面這些領域存在一些問題。

節點可用性：當越來越多的節點加入IPFS網絡後，現行的系統是用平等、統一的方式對待這些新加入的節點。但實際上很多這些新加入的節點在網絡中是很難被連接配接的，無法像一些在系統中存在了很久的節點那樣進行通暢的通信，而原因是它們被防火牆屏蔽了。

查詢終止：DHT會向系統中的節點不斷發出查詢請求，當節點接收到DHT發出的查詢請求後，DHT仍然會持續發出這些查詢請求，實際上這并不必要。這浪費了大量的時間。

對路由表的維護：由于系統中存在一些有可能根本無法連接配接的節點，它們會影響DHT的路由性能，導緻系統對内容的搜尋時間變長、效率降低。

經過這樣的分析，團隊就有了清晰的思路----改進DHT的實作方式，改進路由方式，并開發一個新的測試平台：Testground。

接着團隊開發出了Testground平台，并借助這個工具測試各種方案和改進措施（包括對DHT的各種改進）。

這就是IPFS/Filecoin團隊改進DHT和推出Testground的過程。