CN112187912A - 一种基于分布式网络的数据漫游方法与装置 - Google Patents

一种基于分布式网络的数据漫游方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于分布式网络的数据漫游方法和装置。所述方法包括如下步骤：在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；客户端节点依据预设条件判断是否保存数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash；所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。本发明的技术方案解决了相关技术中，节点无法支持多个存储装置、存储装置无法灵活添加和删除、多个闲置的存储设备不能便捷的添加到分布式网络中的技术问题。

Description

一种基于分布式网络的数据漫游方法与装置
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于分布式网络的数据漫游方法与装置。
背景技术
1.P2P对等网络技术
P2P网络即对等网络/对等计算机网络：是一种在对等者(Peer)之间分配任务和工作负载的分布式应用架构。是对等计算模型在应用层形成的一种组网或网络形式。“Peer”在英语里有“对等者、伙伴、对端”的意义。因此，从字面上，P2P可以理解为对等计算或对等网络。国内一些媒体将P2P翻译成“点对点”或者“端对端”。
学术界则统一称为对等网络(Peer-to-peer networking)或对等计算(Peer-to-peer computing)，其可以定义为：网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源(处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等)，这些共享资源通过网络提供服务和内容，能被其它对等节点(Peer)直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参与者既是资源、服务和内容的提供者(Server)，又是资源、服务和内容的获取者(Client)。
2.分布式存储技术
星际文件系统(InterPlanetary File System，缩写ipfs)是一个旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议。该技术是一种内容可寻址的对等超媒体分发协议。在IPFS网络中的节点将构成一个分布式文件系统。它是一个开放源代码项目，自2014年开始由Protocol Labs在开源社区的帮助下发展。其最初由Juan Benet设计。
IPFS是一个对等的分布式文件系统，它尝试为所有计算设备连接同一个文件系统。在某些方面，IPFS类似于万维网，但它也可以被视作一个独立的BitTorrent群、在同一个Git仓库中交换对象。换种说法，IPFS提供了一个高吞吐量、按内容寻址的块存储模型，及与内容相关超链接。这形成了一个广义的Merkle有向无环图(DAG)。IPFS结合了分布式散列表、鼓励块交换和一个自我认证的命名空间。IPFS没有单点故障，并且节点不需要相互信任。分布式内容传递可以节约带宽，和防止HTTP方案可能遇到的DDoS攻击。
该文件系统可以通过多种方式访问，包括FUSE与HTTP。将本地文件添加到IPFS文件系统可使其面向全世界可用。文件表示基于其哈希，因此有利于缓存。文件的分发采用一个基于BitTorrent的协议。其他查看内容的用户也有助于将内容提供给网络上的其他人。IPFS有一个称为IPNS的名称服务，它是一个基于PKI的全局命名空间，用于构筑信任链，这与其他NS兼容，并可以映射DNS、.onion、.bit等到IPNS。
每个文件及其中的所有块都被赋予一个称为加密散列的唯一指纹。IPFS通过网络删除相同哈希值的文件，通过计算是可以判断哪些文件是冗余重复的。并跟踪每个文件的版本历史记录。查找文件时，你通过查找内容的哈希值就可以在网络查找到该文件，找到想要的文件。使用IPNS(去中心化命名系统)，每个文件都可以被协作命名为易读的名字，这样就能很容易地找到想要的文件。
DHT全称叫分布式哈希表(Distributed Hash Table)，是一种分布式存储方法。在不需要服务器的情况下，每个客户端负责一个小范围的路由，并负责存储一小部分数据，从而实现整个DHT网络的寻址和存储。
目前DHT网络中，节点无法支持多个存储装置和存储装置无法灵活添加、删除的问题。多个闲置的存储设备不能便捷和随时添加到分布式网络中，中小企业或个人很难获得更多、更廉价的存储空间。
因此，有必要提供一种新的基于分布式网络的数据漫游方法与装置，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于分布式网络的数据漫游方法，旨在解决相关技术中，DHT网络中，节点无法支持多个存储装置、存储装置无法灵活添加和删除、多个闲置的存储设备不能便捷的添加到分布式网络中的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的基于分布式网络的数据漫游方法，包括如下步骤：
在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；
所述客户端节点依据预设条件判断是否保存所述数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；
选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash；
所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。
优选地，还包括如下步骤：
在所述分布式网络中，查找文件hash值为A的文件，通过所述DHT路由表查找到所述客户端节点；
所述客户端节点再从本地所有数据存储装置中查找文件root hash；
所述客户端节点从所述数据存储装置中读取数据，发送文件内容。
优选地，还包括如下步骤：
把某一所述数据存储装置从一所述客户端节点移除，添加到另一所述客户端节点所在机器；
另一所述客户端节点自动识别所述数据存储装置；
另一所述客户端节点查询所述数据存储装置中所有文件root hash；
把所有的root hash全网广播，更新全网的所述DHT路由表。
优选地，还包括如下步骤：
添加新的所述数据存储装置到所述客户端节点所在机器；
所述客户端节点自动识别该数据存储装置，以实现将新添加的所述数据存储装置作为自身存储的一部分。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于分布式网络的数据漫游装置，包括数据分发模块，所述数据分发模块用于：
在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；
所述客户端节点依据预设条件判断是否保存所述数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；
选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash；
所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。
优选地，还包括数据查找模块，所述数据查找模块用于：
在所述分布式网络中，查找文件hash值为A的文件，通过所述DHT路由表查找到所述客户端节点；
所述客户端节点再从本地所有数据存储装置中查找文件root hash；
所述客户端节点从所述数据存储装置中读取数据，发送文件内容。
优选地，还包括数据迁移模块，所述数据迁移模块用于：
把某一所述数据存储装置从某一所述客户端节点移除，添加到另一所述客户端节点所在机器；
另一所述客户端节点自动识别所述数据存储装置；
另一所述客户端节点查询所述数据存储装置中所有文件root hash；
把所有的root hash全网广播，更新全网的所述DHT路由表。
优选地，还包括装置添加模块，所述装置添加模块用于：
添加新的所述数据存储装置到所述客户端节点所在机器；
所述客户端节点自动识别该数据存储装置，以实现将新添加的所述数据存储装置作为自身存储的一部分。
本发明通过改进DHT路由表，解决了目前DHT网络中，节点无法支持多个存储装置和存储装置无法灵活添加、删除的问题。
通过数据漫游方法，可以在节点中任意添加、删除多个存储装置，存储空间扩展性强。从技术上提升了用户对存储装置添加、删除的灵活性。从社会价值上解决了，用户可以把多个闲置的存储设备随时添加到分布式网络中，为中小企业或个人提供更多、更廉价的存储空间。
附图说明
图1为DHT网络结构图；
图2为本发明提供的基于分布式网络的数据漫游方法中数据分发的工作流程图；
图3为本发明提供的基于分布式网络的数据漫游方法中数据查找的工作流程图；
图4为本发明提供的基于分布式网络的数据漫游方法中数据迁移的工作流程图；
图5为本发明提供的基于分布式网络的数据漫游方法中存储装置添加的工作流程图；
图6为本发明提供的基于分布式网络的数据漫游装置的一较优实施例的架构图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为便于理解本发明的技术方案，对DHT网络结构，进行如下阐述：
请参阅图1，DHT网络(分布式网络)中，有客户端节点和数据存储装置。每个客户端节点有一个或多个数据存储装置。
基于上述DHT网络结构，本发明提供一种基于分布式网络的数据漫游方法。
请参阅图2，为实现上述目的，本发明的一实施例中，基于分布式网络的数据漫游方法，包括如下步骤：
S11，在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；
如前文所述，每个客户端节点有一个或多个数据存储装置。
S12，所述客户端节点依据预设条件判断是否保存所述数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；
例如，当所述数据存储装置的本地网络带宽使用率高于70％、数据存储装置的存储空间剩余20％、磁盘I/O访问频率高于80％时，所述客户端节点不保存所述数据；
或者，当所述数据存储装置的本地网络带宽使用率低于70％、数据存储装置的存储空间超过20％、磁盘I/O访问频率低于80％时，所述客户端节点保存所述数据；并选择将数据存储至存储空间最大的所述数据存储装置中。
可以理解，用户或管理者，可以根据实际情况调整本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率的限定条件。
S13，选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash。
S14，所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。
可以理解，本实施例中，数据分发是基于DHT路由广播给对等客户端节点，客户端节点再依据网络带宽使用率以及本节点下存储装置的空间、磁盘I/O访问频率等指标来判断把数据保存到哪个存储装置中。
请参阅图3，基于分布式网络的数据漫游方法，还包括如下步骤：
S21，在所述分布式网络中，查找文件hash值为A的文件，通过所述DHT路由表查找到所述客户端节点；
S22，所述客户端节点再从本地所有数据存储装置中查找文件root hash；
S23，所述客户端节点从所述数据存储装置中读取数据，发送文件内容。
可以理解，本实施例中，数据查找是基于所述DHT路由找到所属客户端节点，客户端节点再对数据存储装置进行查找。
请参阅图4，基于分布式网络的数据漫游方法，还包括如下步骤：
S31，把某一所述数据存储装置A从某一所述客户端节点1移除，添加到另一所述客户端节点2所在机器。
S32，另一所述客户端节点2自动识别所述数据存储装置A。
S33，另一所述客户端节点2查询所述数据存储装置A中所有文件root hash。
S34，把所有的root hash全网广播，更新全网的所述DHT路由表。
可以理解，本实施例中，数据迁移即存储装置的迁移，把存储装置从节点A迁移到节点B，节点B把存储装置中所包含的文件MerkleDag root hash广播到分布式网络中，更新DHT路由。
请参阅图5，基于分布式网络的数据漫游方法，还包括如下步骤：
S41，添加新的所述数据存储装置到所述客户端节点所在机器；
S42，所述客户端节点自动识别该数据存储装置，以实现将新添加的所述数据存储装置作为自身存储的一部分。
本发明提供的基于分布式的数据漫游方法，有如下创新点：
创新点一：在分布式网络中，基于目前DHT存储技术，在单节点上只支持单个存储装置。改进后，发明了一种数据分发、查找、迁移的数据漫游方法，使单节点能够支持多个存储装置。
创新点二：在分布式网络中，使用数据分发、查找、迁移的数据漫游方法和装置，能够让用户灵活的在单节点上添加、删除存储装置。
本发明通过改进DHT路由表，解决了目前DHT网络中，节点无法支持多个存储装置和存储装置无法灵活添加、删除的问题。
通过数据漫游方法，可以在节点中任意添加、删除多个存储装置，存储空间扩展性强。从技术上提升了用户对存储装置添加、删除的灵活性。从社会价值上解决了，用户可以把多个闲置的存储设备随时添加到分布式网络中，为中小企业或个人提供更多、更廉价的存储空间。
本发明提供一种基于分布式网络的数据漫游装置。
请参阅图6，为实现上述目的，本发明的一实施例中，基于分布式网络的数据漫游装置，包括，数据分发模块，所述数据分发模块用于：
在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；
如前文所述，每个客户端节点有一个或多个数据存储装置。
所述客户端节点依据预设条件判断是否保存所述数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；
例如，当所述数据存储装置的本地网络带宽使用率高于70％、数据存储装置的存储空间剩余20％、磁盘I/O访问频率高于80％时，所述客户端节点不保存所述数据；
或者，当所述数据存储装置的本地网络带宽使用率低于70％、数据存储装置的存储空间超过20％、磁盘I/O访问频率低于80％时，所述客户端节点保存所述数据；并选择将数据存储至存储空间最大的所述数据存储装置中。
可以理解，用户或管理者，可以根据实际情况调整本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率的限定条件。
选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash。
所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。
可以理解，本实施例中，数据分发是基于DHT路由广播给对等客户端节点，客户端节点再依据网络带宽使用率以及本节点下存储装置的空间、磁盘I/O访问频率等指标来判断把数据保存到哪个存储装置中。
基于分布式网络的数据漫游装置，还包括数据查找模块，所述数据查找模块用于：
在所述分布式网络中，查找文件hash值为A的文件，通过所述DHT路由表查找到所述客户端节点；
所述客户端节点再从本地所有数据存储装置中查找文件root hash；
所述客户端节点从所述数据存储装置中读取数据，发送文件内容。
可以理解，本实施例中，数据查找是基于所述DHT路由找到所属客户端节点，客户端节点再对数据存储装置进行查找。
基于分布式网络的数据漫游装置，还包括数据迁移模块，所述数据迁移模块用于：
把某一所述数据存储装置A从某一所述客户端节点1移除，添加到另一所述客户端节点2所在机器；
另一所述客户端节点2自动识别所述数据存储装置A；
另一所述客户端节点2查询所述数据存储装置A中所有文件root hash；
把所有的root hash全网广播，更新全网的所述DHT路由表。
可以理解，本实施例中，数据迁移即存储装置的迁移，把存储装置从节点A迁移到节点B，节点B把存储装置中所包含的文件MerkleDag root hash广播到分布式网络中，更新DHT路由。
基于分布式网络的数据漫游装置，还包括装置添加模块，所述装置添加模块用于：
添加新的所述数据存储装置到所述客户端节点所在机器；
所述客户端节点自动识别该数据存储装置，以实现将新添加的所述数据存储装置作为自身存储的一部分。
本发明提供的基于分布式网络的数据漫游装置，有如下创新点：
创新点一：在分布式网络中，基于目前DHT存储技术，在单节点上只支持单个存储装置。改进后，发明了一种数据分发、查找、迁移的数据漫游装置，使单节点能够支持多个存储装置。
创新点二：在分布式网络中，使用数据分发、查找、迁移的数据漫游方法和装置，能够让用户灵活的在单节点上添加、删除存储装置。
本发明通过改进DHT路由表，解决了目前DHT网络中，节点无法支持多个存储装置和存储装置无法灵活添加、删除的问题。
通过数据漫游方法，可以在节点中任意添加、删除多个存储装置，存储空间扩展性强。从技术上提升了用户对存储装置添加、删除的灵活性。从社会价值上解决了，用户可以把多个闲置的存储设备随时添加到分布式网络中，为中小企业或个人提供更多、更廉价的存储空间。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备进入本发明各个实施例所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第X实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、方法步骤或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于分布式网络的数据漫游方法，其特征在于，包括如下步骤：
在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；
所述客户端节点依据预设条件判断是否保存所述数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；
选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash；
所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。
2.如权利要求1所述的基于分布式网络的数据漫游方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述分布式网络中，查找文件hash值为A的文件，通过所述DHT路由表查找到所述客户端节点；
所述客户端节点再从本地所有数据存储装置中查找文件root hash；
所述客户端节点从所述数据存储装置中读取数据，发送文件内容。
3.如权利要求2所述的基于分布式网络的数据漫游方法，其特征在于，还包括如下步骤：
把某一所述数据存储装置从一所述客户端节点移除，添加到另一所述客户端节点所在机器；
另一所述客户端节点自动识别所述数据存储装置；
另一所述客户端节点查询所述数据存储装置中所有文件root hash；
把所有的root hash全网广播，更新全网的所述DHT路由表。
4.如权利要求3所述的基于分布式网络的数据漫游方法，其特征在于，还包括如下步骤：
添加新的所述数据存储装置到所述客户端节点所在机器；
所述客户端节点自动识别该数据存储装置，以实现将新添加的所述数据存储装置作为自身存储的一部分。
5.一种基于分布式网络的数据漫游装置，其特征在于，包括数据分发模块，所述数据分发模块用于：
在分布式网络中，通过DHT路由，往对等的客户端节点上分发数据；
所述客户端节点依据预设条件判断是否保存所述数据，或者，依据预设条件选择所述数据保存的数据存储装置；其中，所述预设条件包括本地网络带宽使用率、数据存储装置的存储空间与磁盘I/O访问频率；
选中所述数据存储装置后，保存数据，同时在所述数据存储装置中记录下已保存的所有文件root hash；
所述客户端节点向全网广播刚保存的所有文件root hash，更新所述DHT路由表。
6.如权利要求5中所述基于分布式网络的数据漫游装置，其特征在于，还包括数据查找模块，所述数据查找模块用于：
在所述分布式网络中，查找文件hash值为A的文件，通过所述DHT路由表查找到所述客户端节点；
所述客户端节点再从本地所有数据存储装置中查找文件root hash；
所述客户端节点从所述数据存储装置中读取数据，发送文件内容。
7.如权利要求6中所述基于分布式网络的数据漫游装置，其特征在于，还包括数据迁移模块，所述数据迁移模块用于：
把某一所述数据存储装置从某一所述客户端节点移除，添加到另一所述客户端节点所在机器；
另一所述客户端节点自动识别所述数据存储装置；
另一所述客户端节点查询所述数据存储装置中所有文件root hash；
把所有的root hash全网广播，更新全网的所述DHT路由表。
8.如权利要求7中所述基于分布式网络的数据漫游装置，其特征在于，还包括装置添加模块，所述装置添加模块用于：
添加新的所述数据存储装置到所述客户端节点所在机器；
所述客户端节点自动识别该数据存储装置，以实现将新添加的所述数据存储装置作为自身存储的一部分。
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