5000W如何玩转Filecoin市场 部署最符合企业的集群模式

对 Filecoin集群的研究，其实一直以来都没有停止过。

如果我们将 Filecoin挖矿比作建高楼大厦。那么，集群就像打地基，地基的架构、材料质量、施工方案等等，这些都会影响到这座房子，最终能建多高、多宽，最多能承载多少人？是否能够在台风、暴雨、地震等自然和人为因素侵袭下依然岿然不动、屹立不倒？

比如说：Filecoin是区块链的基础结构，那么集群体系结构就是 Filecoin的基础结构。

那什么是集群呢？ 

事实上，集群(cluster)是指在多个不同的服务器上，部署同一个应用模块或服务！一般而言，集群就是将多个服务器聚集在一起实现同一个业务。集群通常指物理集中、统一管理，就形态而言，集群只是物理形态。根据集群的运行方式，可将其划分为单机结构集群、集群结构集群和分布式结构集群。

单机结构组成的集群

我们所说的单机结构，不要用字面意义来理解，它不是指单一的台矿机，而是指由一台一台矿机组成的集群。那为什么叫单机结构？这是由于这个群集没有进行特定的功能细分，所以一个矿机包含了几乎所有的功能。

以 Filecoin挖矿为例，假设 Filecoin挖矿有6个流程(P1 → P2 → C1 → C2 → Lotus → miner)，那么单机结构的群集意味着这6个流程都将在一台矿机上呈现，这一台矿机也构成一个群集，但是每一个矿机都是独立的个体，它们之间的系统交互比较低。

单机结构组成的集群相对来说比较粗线条，所有的流程都在一个矿机上。其实这将降低处理效率，降低各功能模块之间的可组合性，对于Filecoin挖矿而言，会增加生成有效算力的时间周期。

集群结构组成的集群

集群结构所组成的集群也是由一台台矿机组成的，与单机结构所组成的集群的主要区别在于：

集群结构中的单台矿机是专注于单个流程，而不会一次性处理所有流程。 因此，由群集结构构成的群集的细分度和粒度都要高于单机结构的群集。

还是拿 Filecoin挖矿来说：P1、P2、C1、C2等每个流程都是由多台矿机共同提供的。这样可以增强集群处理能力，提高集群效率，减少系统间的耦合度，提高管理效率和集群的有效性。

集群结构相对于单机结构的优点在于：随着公司业务规模的扩大，集群结构能够更快速、更有针对性地增加相应的设备，满足企业的业务需求。

分布式集群

集群架构组成的集群走的是一条“细化”路线，将所有功能分离开来，这有助于最大化效率，但也会有一定程度的资源浪费。

其实大家都知道， Filecoin挖矿并非所有流程都是完全独立的，其中许多流程是会相互影响的。就比如说：P1和P2的工作和数据封装相关，C1和C2的工作相关和ZKSNARK相关。可以将相关的流程结合起来，在保证效率最大化的同时，提高矿机利用率，增加服务的可重用性，以及降低成本。

尽管每个集群都有自己的优势，但它们都对应不同的场景。但是总体而言，相对于单机结构的集群，分布式集群具有降本增效的作用，相对于由集群架构构成的集群，可以减少资源浪费，提高服务的复用性。

实际上，时代在变化，集群的架构也在不断进步发展，分布式与集群的分久必合，一个真正优秀的集群管理人员和构建者，必然会选择最符合企业现状的集群模式，然后根据企业情况进行个性化部署。

Filecoin集群架构优化方向

基于 IPFS协议， Filecoin建立了一个去中心化存储交易市场，主要有“存储”和“检索”两个市场。目前，矿工们获得区块奖励主要是在存储市场挖矿为主。

Filecoin挖矿的四个阶段（软件方面）

Filecoin挖矿（矿工获得区块奖励）通常要经历“P1、P2、C1、C2”这四个阶段：

P1阶段→→这一阶段主要耗费的是CPU，大约需要4个小时！主要是将文件打碎、分片，然后计算原始数据的merkle树

P2阶段→→这个阶段需要更多的 Gas，主要由 GPU完成，大约要花20分钟！需要生成Replica，计算Column Hash

C1阶段→→它可能只需要花费几秒钟时间，是不上链的

C2阶段→→大约要花四十分钟，主要是零知识证明的电路处理以及生成零知识证明的过程

P1需要4小时，这一点非常重要，所以在 Filecoin第一阶段、第二阶段和太空竞赛开始时，矿工节点最快的出线时间也要4小时，也就是说，用户在中午之前都不会看到数据，大致都需要在中午才能看到数据。

问题一：“矿商怎样才能在最短的时间内封装最多的数据？”

我们需要考虑的问题还有很多，就比如说：

P1需要4个小时，那么制定的方案是跑完了P1再跑P2、C1、C2呢？

还是考虑1个P1和3个P2组合性来跑呢？

那到底要怎样组合才能让自己的有效算力封装速度最快呢？等等问题。

Filecoin矿机的组成（硬件搭配）

是否可以只考虑软件组合问题？

还要考虑硬件搭配吗？

还有软硬件如何搭配的问题呢？

一个计算机集群，是指集成的硬件和软件紧密连接、分层架构、彼此协调，共同完成的某项任务。

众所周知， Filecoin矿机的硬件部分主要由 Worker、 Miner和 Storage三部分组成。

一、Worker负责写入数据，需要的是高性能的AMD处理器

二、Miner负责发送和接收数据，其主要工作是Post ，也就是说需要用到显卡和GPU

三、Storage则负责存储数据，这相当于将数据安家，此时需要使用高质量的硬盘等等

问题二： “我们该如何搭配各个组件，才能做到既可以独立开发、独立部署、独立排查，又能做到互相搭配、降低耦合度、让系统更利于扩展和灵活变通，从而让集群性能发挥到最大”？

看完这么多的内容，我相信聪明的你已经明白了：

问题一：主要是从 Filecoin挖矿原理方面出发，进行软件优化，主要目的是在最短的时间内封装最多的有效数据

问题二：主要是从 Filecoin硬件配置方面出发，主要目的是合理搭配 Filecoin矿机的各个组件，做到资源不浪费，流程不繁杂，提高硬件管理的“粒度”，从而提高效率

说了这么多其实最终的方案还是需要根据企业需求来制定，那么也需要一位真正优秀的集群管理者和架构者。不仅要做到单方面的最优，还要平衡软硬件的矛盾，让集群以最小的单位成本、最快的速度、最大限度地保留数据。归根结底，在 Filecoin网络中，单位时间内封存的数据越多，有效存力的增长速度越快，有效算力就越多，进而得到的区块奖励也就越多。