IPFS節點之間如何進行數據交換？

區塊鏈中最早的數據交換協議當屬BitTorrent，這也是大多數區塊鏈節點之間實現交流的基礎協議，當然IPFS也必須需要能實現p2p的數據交換協議，IPFS在BitTorrent的基礎上實現了自己BitSwap協議，該協議具體在IPFS節點之間如何運用呢？本文將詳細介紹。

何為BitSwap協議？

BitSwap協議的定義是IPFS網絡中數據塊交換方式的基礎協議，它是一個基于統一格式的消息對等協議，有別于request/response方式。簡單點來說就是在IPFS節點中交換信息，其請求和響應的消息都使用同一類型的消息包。也就是在IPFS網絡中所有的Peers（節點身份）都是對等節點，不存在BitTorrent中那樣的Tracker服務器，所以通信方式更加簡單。

不僅如此BitSwap協議清晰的定義了如何請求數據、如何發送數據、向誰發送數據等策略，并且每個節點都允許擁有自己的策略，將其作為數據交換的核心模塊，BitSwap協議還使用一些預期設定好的激勵機制來促進網絡中數據的流動，通過一個點對點之間的傳輸記錄交易賬本來達到互惠的目的，讓參與的節點有收益。

Bitswap 的工作原理？

大家都知道IPFS將文件分成稱為塊的塊，并且由內容標識符（CID （打開新窗口））。當節點想要運行Bitswap協議想要獲取文件，他們會向其他對等方發送“想要的列表”?！跋胍斜怼笔菍Φ确较胍邮盏膲K的CID列表。每個節點都會記住它的對等方想要哪些塊，并且每次節點收到一個塊時，它都會檢查是否有任何對等方想要該塊并將其發送給他們。簡單點就是摸清楚每個節點的需求是什么，再就是其節點有哪些文件。

而為了找出哪些對等點擁有構成文件的塊，Bitswap節點首先向它所連接的所有對等點發送對根塊 CID 的需求。如果節點沒有區塊，節點將會查詢分布式哈希表（DHT）詢問誰擁有根塊。任何以根塊響應的對等點都被添加到會話中。之后Bitswap只向會話中的對等方發送請求，以免請求淹沒網絡。簡單來說就是起到一個尋找的功能，大家可以看成內容尋址，就是文件如果沒有切分成塊給多個節點存儲，那就只有最初存儲文件的節點有，其節點就是根塊存儲所在。

這就是Bitswap協議的主要功能，其功能還有幾個重要的策略體系：

BitSwap信用體系：上面說了BitSwap協議會有激勵獎勵，這正是為了節點去樂于分享或交換數據。其信用體系可以用“有借有還，再借不難”八個字概括，定義來說就是發送給其他節點數據可以增加信用值，從其他節點接受數據降低信用值，說白了就是要分享出去，不要只接受。一個節點如果只接收數據而不分享數據，信用值就會降得很低而被其他節點忽略掉。

BitSwap策略：根據信用體系，BitSwap可以采取不同的策略來實現，每一種策略（大家可以詳細去官網查閱）都會對系統的整體性能產生不同的影響。不過其目的都是為了：節點數據交換的整體性能和效率最高，阻止“吃白食”的現象；就是不能夠只下載數據不上傳數據；可以有效的防止一些攻擊行為(比如：女巫攻擊)；對信任節點建立寬松機制節點等等。

BitSwap賬單：BitSwap節點會記錄下來和其他節點通信的賬單（數據收發），可以保持節點間數據交換的歷史和防止篡改。當兩個節點之間建立連接的時候，BitSwap會相互交換賬單信息，如果賬單不匹配，則清除重新記賬。惡意節點可能會故意“丟失”賬單，以希望清除掉自己的債務。其它交互節點會把這些都記下來，如果總是發生，節點就會被拒絕。

總體來說Bitswap協議強調的是節點之間的交換，并制定了一些信用或規則來讓每一個節點去分享文件，去分享數據，而不是只接受文件，如果有這樣的節點存儲，最終會被系統給孤立。而且相比較BitTorrent協議在IPFS網絡中使用 Bitswap 協議獲取數據塊一個最大的特點是，請求的數據塊是跨文件的，任何類型的數據塊，只要其哈希值一樣，都可以拿為己用，一個Peer Swarm對應的是整個IPFS網絡中的數據，因此所有的數據塊都可以被用來使用，實現真正的跨文件數據交換，這也是Bitswap協議的特點。