一文读懂:XFS和分布式系统的理想目标

XFS是一种分布式的区块链技术应用。 不了解分布式系统的工作原理,就很难真正理解区块链的应用落地。了解分布式系统的工作原理对区块链世界至关重要,那我们先从计算机开始说起。

一文读懂:XFS和分布式系统的理想目标

计算机的作用是处理信息,我们输入条件A,它反馈我们结果B。如果处理信息的工作是由同一台计算机完成的,那么我们可以说这是一种中心化的结构;如果处理信息的工作是由多台相互独立的计算机通力合作完成的,那么我们可以广义地称其为一种分布式系统。

分布式系统有许多种不同的架构,用以实现不同的数据处理手段。举个例子,假设现在有十台计算机,我们可以将其用于两种架构:每台计算机独立处理各自的任务,最后汇总它们;每台计算机都处理同一个任务,如果它们的结果一样,就认定该结果可信。而XFS就更贴近于后一种描述中的分布式。

但很快就有了问题,将一份工作做十次,这有什么意义吗?
一文读懂:XFS和分布式系统的理想目标

答案是它可以让我们免除对中心化的那一台计算机的依赖,广泛来看,这也将避免对所有中心化公司和组织的依赖。 否则,一旦这台计算机发生故障或作恶,整个任务系统都无法长期运行下去,只能*中止。

XFS及区块链所属的分布式系统也被称为“复制状态机模型”,是指将系统内所有的节点计算机都以相同的初始状态开始任务,并在执行完一个事务后,所有的节点都会呈现相同的最终状态。

通常会出现这样一些问题:一是某个或某些节点出现故障,无法计算出结果,连接不上系统;二是如果不同计算机收到事件的顺序有所不同,那么对事件的处理顺序就会不同,从而导致输出结果也不同。比如(a+b)×c与a+(b×c)就是两种不同的计算顺序,这会导致不同的结果。

这些问题是常见且不可避免的,一旦出现问题,就无法实现全部的计算机都输出统一的结果。著名的分布式系统“FLP不可能原理”是这样描述的:在网络可靠、但允许节点失效的最小化异步模型系统中,不存在一个可以解决一致性问题的确定性共识算法。通俗来讲就是:只要系统中有一台计算机出现问题,该系统就无法在输出值上达成共识。

常见共识算法:PoW(工作量证明)

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常见共识算法:PoS(权益证明)

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尽管不存在一个通用的共识算法,但一些针对性的共识算法连在一起覆盖多种场景,也可以有效地解决问题。此刻我们已经清楚地知道:分布式系统的理想目标就是防止单一节点出现故障、防止中心化网络控制而创造出的一种系统,而多种多样的共识算法将这个目标更近一步,并且,共识算法也成为了分布式系统的重要组成部分。

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