Web3.0时代下，天翼云存储资源盘活系统如何赋能新基建？

刘恒泽

当前，互联网发展正处于Web2.0向Web3.0演进的重要节点，Web3.0为数字经济发展提供了全新的场景和机遇，但风险和挑战也随之而来。
Web3.0 的核心理念是将数据的所有权归还给用户，允许用户控制自己的数据，在保障数据安全的前提下，实现数据的互操作性。
Web3.0提出了一种去中心化的方案，可以应用于网络生态系统的任何部分，包括虚拟主机、存储、域名系统、应用程序和搜索功能。在这一过程中，区块链在改变传统的数据存储方法方面发挥着至关重要的作用。
区块链本质上是一个运行在分布式系统上的哈希链表。哈希链表，就是在一个区块的开头部分包含上一个区块的哈希值，以此起到类似链表指针的“定位”作用，基于哈希计算的不可逆性与防碰撞性，区块链上的数据极难被某一特定组织篡改。


近年来，区块链领域的技术不断发展，承载应用的基础设施也在不断更新迭代。在区块链基础设施建设方面，目前有六大问题亟待解决。
能源问题

区块链依靠加密技术提高安全性，就分布式网络达成共识。通常的共识协议是“计算量证明”，以比特币为例，“挖矿”要让显卡长时间满载，功耗相当高，电费开支也非常高。


国内外有不少专业矿场开在水电站等电费极其低廉的地区，而普通用户只能在家里或普通矿场挖矿，电力耗费相对较大。在一些极端案例中，甚至有居民疯狂挖矿导致小区大面积跳闸，变压器被烧毁。
硬件问题

挖矿算法本质上是很简单的散列运算，但需要庞大的工作量支撑。因此，业内普遍采用支持大规模并行运算的GPU（显卡）而非CPU来进行挖矿。
大量GPU组成的矿机成本很高，全球GPU产能有限，相当一部分被集中在矿机里，进一步推高了竞争成本。此外，还有为了挖矿而设计的芯片ASIC，专门针对比特币采用的SHA256算法而设计。

因此，就挖矿而言，ASIC矿机芯片在算力上有绝对的优势。但ASIC设计周期很长且仅能被用于挖矿，业界认为这种“恶性竞争”是对资源的浪费。
技术门槛问题

区块链是分布式、加密技术等一系列技术的集合。要理解区块链，就要理解其背后的加密和分布式原理。反之，就无法看到其收益点，也很难说服用户和投资者参与到区块链生态中来。
跨链问题

区块链是一个技术概念，而不是一个协议。不同共识下延伸出的不同区块链之间，以及同一区块链共识修改产生的硬分叉之间，理论上是无法交互的，要形成生态只能在一个链下进行，但这违背了去中心化的宗旨，因此业界需要跨链技术。


跨链技术可以帮助Web3.0的开发者和用户在区块链的可信保障下创造价值流通。而在区块链技术应用方面，多链并存的格局预计将一直存在。
不同区块链生态的Web3.0用户有进行交互的需求，跨链技术会在这个过程中发挥重要作用。对此，我们需要更加底层的协议。
安全性问题

去中心化身份（Decentralized Identification，DID）是互联网上的一个地址，DID 文件包含相关信息以实现用例，如签到、数据加密、通信等。加密证明，如数字签名，允许实体证明对这些标识符的控制。
DID 可被看做Web3.0中的身份中心。由于用户控制着 DID 的中枢，他们可以决定何时、与谁以及在什么条件下透露他们的数字身份要素。
围绕 DID 与区块链技术，已有许多项目建成 DID 生态系统，DID 作为Web3.0的基础设施之一，安全性至关重要。事实上，很多关于区块链的安全风险，都跟 DID 信息泄露有关。对此，我们需要更加安全的存储方式。


效率问题

尽管区块链有去中心化、隐私性强、共识可自然进化等优势，但效率却并不高。比特币规定每十分钟生成一个新区块，每个区块最多可打包四千多份交易。这导致一次比特币交易需要至少等待一个小时才能确认成功。以太坊规定每十五秒生成一个新区块，虽然效率有所提高，但仍远远低于主流互联网应用需求。
另外更多的新区块带来了更多的分叉与手续费，这是一个近乎无解的问题。如果为了提升区块链效率而不断提升新区块的产生速度，那么用户就要面对越来越多的分叉（同时出现的区块），并用更多的交易费用补偿这些分叉，这使用户面临更严峻的网络拥堵问题，而天翼云创新打造的存储资源盘活系统可全面应对Web3.0中的基础建设难题。
天翼云存储资源盘活系统是纯软件的存储控制器，能够安装在任意Linux服务器上，可以把各服务器中分散的磁盘整合成高性能的存储资源池，通过分布式双控制器架构保证了系统的低延迟、高可用、易拓展；通过完善的控制台、命令行与API来统一调度管理所有存储资源；基于强大的兼容性和独特的硬件异构特性充分利用全部存储资源。


在降低能耗方面

存储资源盘活系统充分响应双碳政策，在硬件适配与软件优化方面做了很多技术创新。
芯片适配：支持ARM和X86双架构并存，利用ARM处理器的低功耗优势，可充分节省能量消耗，甚至可以采用光伏等清洁能源供电。
存储介质适配：适配全磁盘存储、全闪存储、SSD/HDD混闪等多种存储节点，支持国产SSD，可以帮助产业逐步推进改造升级。SSD可以提供约10倍于HDD的性能，而功耗仅为机械盘存储的50%，有效做到低碳运转。
优化EC配置策略：适配任何规模的集群，提高磁盘空间利用率。允许用户在空间利用率、性能和可靠性之间灵活选择，用户甚至能够为不同的卷指定不同的EC策略，降低存储成本和网络开销。存储资源盘活系统还优化了EC编码效率，在提升性能的同时大幅降低CPU占用，节省集群整体能耗。
优化资源使用策略：软件运行在用户态，仅在高频率读写操作时才轮询到CPU计算周期，对整体CPU计算资源使用率能做到削峰填谷、平滑占用。系统拥有的用户态进程级的特性，也节省了必须单独部署管理的计算节点(BM、VM）资源。仅在需要读写时才对节点内特定磁盘发送指令，平时磁盘处于休眠状态以降低能耗。
在硬件方面

存储资源盘活系统作为一组用户态进程来运行，与其他系统级、软硬件集成或云服务级软件定义的存储解决方案相比，存储资源盘活系统不依赖于任何特定版本的Linux内核或Linux发行版，不依赖或修改操作系统环境，不垄断整个硬盘驱动器，不干扰任何其他进程的执行。
因此，它可以与其他应用程序同时运行在同一个Linux操作系统实例中，有效帮助用户提高现有硬件资源的利用率。
存储资源盘活系统集群中的每个Linux操作系统实例可配置不同的硬件，例如不同数量的CPU、不同大小的内存、不同容量的本地硬盘、不同类型的存储介质等。矿机频繁更新，淘汰的硬件可以继续被盘活为存储资源池来“发光发热”。


在跨链方面

软硬解耦、易于扩展、自动化、基于策略或者应用的驱动是跨链的必要条件。
就业务应用来说，天翼云存储资源盘活系统既不限制上层应用，也不绑定下层硬件，可实现非结构化数据的协议互通；同时应具备完善的监控能力，实现应用感知。存储资源盘活系统采用了全用户态架构，可与其他进程完全共存于同一操作系统中，支持部署全闪存或混合 SSD/HDD 存储节点，允许集群中每个实例具有不同的硬件配置，这种硬件异构特性适合区块链机房分布繁杂的场景。
此外，存储资源盘活系统通过标准ISCSI协议提供分布式块存储服务，可与多种虚拟化平台、数据库系统、应用系统整合，几乎实现了跨链的所有要求。
在安全方面

存储资源盘活系统从安装到运行，可使用非root权限，轻松部署到任何Linux操作系统中，让用户快速体验，如用户不喜欢，中断进程，删除目录即可，系统不留任何残渣。
存储资源盘活系统采用了容错架构设计，能兼容各种不可靠环境，确保在不可靠环境下数据不丢。用户不用担心DID信息残留造成的信息泄露风险。
存储资源盘活系统将文件打碎成若干数据块并进行分布式存储，具有良好的防篡改作用。整个存储网络中存在多个备份，也可以设置纠删码数据冗余策略进一步提高安全性，这样可以有效避免战争、自然灾害等外在因素造成的中心数据丢失，有助于提高长期数据保存的安全性。解压后只需几个命令行就可以完成配置，还搭配有直观的图形化界面，最大可能地避免了因配置错误而导致的安全问题。
在效率方面

存储资源盘活系统不要求节点配置NTP服务，可以容忍CPU、节点间网络以及磁盘忽然变慢等各种复杂局面。
相对于业内其他软件定义存储，软件可靠建立在硬件可靠的基础上，存储资源盘活系统具有纯软件层面的容错能力，适合区块链高并发，经常回滚的场景。


天翼云存储资源盘活系统作为纯软件的分布式块存储产品，增加存储节点即可实现动态扩容，天然适合区块链。其硬件异构、支持ISCSI、全用户态架构的特性支持跨链应用。其进程级、容错架构、冗余保护的特性降低了DID等敏感信息损坏或遭受攻击的风险，将加速Web2.0向Web3.0演进，促进中国数字产业的繁荣发展。
点击下方链接即刻申请免费试用天翼云存储资源盘活系统：
https://oos-bj2.ctyun.cn/oos/product/hblock/storage_activation.html

了解更多天翼云存储资源盘活系统相关内容：