安全邊緣/物聯網計算用例的IPFS和EdgeFS比較

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資料安全性是Edge / Fog計算增長的主要挑戰。瞭解如何透過引入現代分散式資料層EdgeFS來克服問題。由於減少了頻寬消耗,提高了分析效率,改善了物理世界中事件的必要響應時間,不依賴於WAN(廣域網),最大限度地延長了正常執行時間,因此我們一直在明確表示Edge / Fog計算轉型。像有線電視那樣可靠性較差的蜂窩電話,以及更高的安全性。在安全性方面,好處來自於保護靠近資料來源的資產,這些資產從未打算連線到更廣泛的網路,更不用說網際網路了。然而,隨著應用程式、資料、計算服務被推離中心位置,資料片段必須在越來越多的分散式網路中複製。考慮到這一點,資料安全性仍然是Edge / Fog計算增長的主要挑戰。為了應對這些挑戰,我們需要概念上新的分散式資料分發和訪問設計時考慮到Edge / Fog安全性的層。讓我們來比較兩個可能適合從資料安全需求的開源分散式儲存層設計:EdgeFS(http://edgefs.io,Apache許可證)和IPFS(星際檔案系統  https://ipfs.io,MIT許可)。
當我們設計EdgeFS時,資料安全性是我們的首要任務。在EdgeFS中,一旦記錄,任何給定塊中的資料都不能追溯地改變,因為這會使類似區塊鏈的n-ary樹中先前塊中的所有SHA-3雜湊失效,並打破分散位置之間達成的共識。關於IPFS也是如此。EdgeFS建立在體系結構之上,具有不可變的自我驗證位置無關後設資料,引用自我驗證的與位置無關的有效負載。雖然兩個儲存解決方案對有效負載塊的處理非常相似,但是物件的命名和發現方式的差異幾乎不同。IPFS主要用於對等分類賬加密交易,而EdgeFS沒有做出這樣的設定,而是專注於許多本地或遠端內容可定址網路操作的extream高效能。不可變的有效負載塊將資料塊放置到IPFS的最終結果是使用強加密雜湊來識別和驗證它,並且可以使用加密雜湊來查詢要檢索的塊。這與EdgeFS非常相似,但存在一些差異:

IPFS接受塊,然後生成其加密雜湊。一個EdgeFS客戶端(透過CCOW“cloud copy>

EdgeFS FlexHash表是本地站點構造。它會自動發現並駐留在本地站點的伺服器記憶體中。FlexHash負責I / O路徑,並在動態負載平衡邏輯中發揮重要作用。基於發現的站點拓撲,它定義了所謂的協商目標組,這些目標組通常在8-24個分割槽儲存裝置之間形成,以確保正確的故障域分佈。

後設資料原理的差異

IPFS命名系統仍在開發中,示例表明IPFS使用了一種非常不同的方法來發布按名稱訪問的內容。

IPFS接受原子物件的加密雜湊,並將這些引用嵌入到其他命名物件中,這些物件的基本功能是作為目錄。

這些目錄物件中的每一個也是不可變的,引用特定的凍結時內容。目錄物件本身具有加密雜湊,可以在更高層目錄中引用。最後,釋出一個“根”目錄,然後透過一個可變名稱指向目錄物件對映。我懷疑這種設計受到為加密貨幣分類賬演算法提供高度安全的持久層的必要性的影響,其代價是通用儲存靈活性和效能。

EdgeFS採用不同的方法,其目標是為版本化內容啟用共享資料儲存庫,這些內容可由數千個租戶批准的使用者同時訪問和更新,並支援跨站點一致性組。

在EdgeFS中,支援按名稱或其他搜尋條件查詢儲存物件的資訊,總是作為獨立於有效負載的後設資料記錄。它將儲存的有效負載視為不透明的塊,磁碟上的組織不需要在塊本身內查詢引用,從而允許客戶端驅動的端對端加密。也就是說,它假定所有的有效負載都是加密的,並且從不嘗試分析它。可變後設資料資訊始終儲存在本地(本地站點群集),從而在不犧牲靈活性或效能的情況下啟用始終本地、立即一致的I/O策略。

不可變版本後設資料

根據定義,關於特定版本物件的大多數後設資料必須是不可變的。某些後設資料可以獨立於版本內容,例如控制物件版本保留的後設資料,本地站點複製覆蓋,ACL等。

IPFS的優點之一是,當可變命名引用更改為指向新版本時,它不會更改目錄物件的儲存。這與EdgeFS處理可變命名引用的方式非常相似,在我看來,這遠比建立顯式版本化名稱要好。在EdgeFS中,可變命名總是假定為本地的,並在遠端站點到站點傳輸時“re-hydrated”。這使得跨地域的傳輸始終是保持不變的,因此可以實現全域性複製,從而非常有效地避免不必要的網路傳輸,即透過WAN進行內聯重複資料刪除。

小結

現代後設資料儲存子系統還有許多其他功能,這些功能是IPFS似乎尚未解決的版本化內容儲存所必需的:

快速查詢屬於任何給定資料夾/ directoryPredictable目錄或bucket search timesTenant控制元件中的名稱,該控制元件控制租戶後設資料驅動的對引用負載的保留的訪問和修改。

雖然我承認IPFS的主要和最初目標不是為Edge / Fog計算用例提供服務,但其安全性和全域性可擴充套件性優勢確實符合要求。也許有一天它會滿足其他需求。但為什麼要等?EdgeFS現在已經可用,它滿足Edge/Fog計算的最重要需求——資料安全性、成本降低和效能。

EdgeFS利用本地站點資源,並將它們呈現為高度可用的群集段,該群集段是地理位置分散的資料層的一部分。由於其不可變的資料結構設計,透過基於UDP的低延遲協議進行動態資料放置,內建多協議儲存閘道器(S3,NoSQL DB,NFS,iSCSI等)以及高度可擴充套件的無共享架構,使本地站點的效能具有卓越的特點。支援為Edge / Fog計算時代設計的應用程式。

EdgeFS利用本地可用的站點資源,並將它們呈現為高度可用的群集段,該群集段是地理位置分散的資料層的一部分。由於其不可變的資料結構設計,透過基於UDP的低延遲協議進行動態資料放置,內建多協議儲存閘道器(S3,NoSQL DB,NFS,iSCSI等)以及高度可擴充套件性,因此實現了出色的本地站點效能特性無共享架構,可以成為專為Edge / Fog計算時代設計的應用程式的真正推動者。

原文作者:Dmitry Yusupov(Nexenta Systems的CTO和創始人)
本文由IPFS中國社羣編譯
原文連結:https://hackernoon.com/comparison-of-ipfs-and-edgefs-for-secure-edgeiot-computing-use-cases-0dgu30zk

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