分散型ファイルストレージとは?

初級編12/10/2023, 8:24:55 PM

分散型ファイルストレージ(DFS)の複雑さと、分散型デジタルエコシステムにおけるその極めて重要な役割をご覧ください。 DFSがデータのアクセシビリティ、信頼性、セキュリティをどのように強化するかをご覧ください。

集中型ストレージ構成では、すべてのデータが 1 つのサーバーまたは 1 つの場所に保存されます。これはシンプルで管理しやすいように見えますが、問題だらけです。複数のユーザーが同時にデータにアクセスしようとすると、データストレージの単一ポイントがボトルネックになる可能性があります。この中心点は単一障害点として機能し、サーバーのダウンタイムやデータの破損によりデータにアクセスできなくなる可能性があります。最悪の場合、データ損失につながる可能性があります。

分散型ファイルストレージは、集中型ストレージに内在する制約に対する強力な代替手段として登場します。 DFSは、多数のサーバーまたはノードにデータを分散し、それぞれが独立したエンティティとして機能し、まとまりのあるシステムの一部となることで、データの可用性を向上させます。ノードに障害が発生したり、使用できなくなったりした場合でも、他のノードからデータにアクセスできるため、自己修復プロセスが行われます。また、この分散により、データがエンドユーザーに近づくことで、レイテンシーが短縮され、迅速なデータアクセスエクスペリエンスが保証されます。

分散型ファイルストレージの理解

分散型ファイルストレージ(DFS)は、一元化されたデータリポジトリではなく、複数のサーバーまたは場所にデータを保存する方法です。このソリューションは、必要なときに必要な場所でデータを利用できるようにすることで、データへのアクセスと管理を改善することを目的としています。 DFSは、基本的に、サーバーベースのアプリケーション上でデータの読み取りと処理を可能にし、ユーザーは複製されたファイルで作業し、終了時にサーバーに同期することができます。

現代のデジタルエコシステムにおいてDFSが果たす極めて重要な役割

分散型ファイルストレージ(DFS)の利点は、単なる理論上のものではありません。それらは、Filecoin、Arweave、Storjなどのプラットフォームの機能を通じて鮮やかに実証されています。これらの各プロジェクトは、独自の方法でDFSの包括的なメリットに貢献しています。

データアクセシビリティの強化: 例えば、Filecoinは、ストレージプロバイダーの分散型ネットワークを構築することで、データのアクセシビリティを向上させ、世界中の複数のポイントからデータを取得できるようにします。これにより、ユーザーは中央の制御ポイントに頼ることなく、いつでもどこからでもデータにアクセスできます。
データの信頼性と冗長性の向上: Arweave のデータ信頼性に対するアプローチは、データが分散したコンピューターネットワーク全体に永続的に保存されるパーマウェブ構造を通じて行われます。これにより、データが複製されるだけでなく、無期限に維持されるため、冗長性が確保され、従来のストレージシステムで発生する可能性のある損失から保護されます。
データのプライバシーとセキュリティの促進: Storjは、ファイルを分割してネットワーク全体に配布する前に暗号化することで、プライバシーとセキュリティを重視しています。この方法では、1 つのノードに完全なファイルがなく、秘密キーを持つ所有者のみが暗号化されていないファイル全体にアクセスできます。この断片化され暗号化されたアプローチは、不正なデータ侵害に対する堅牢な防御を提供します。

これらの機能を統合することで、DFSプロジェクトは、より回復力があり、効率的で安全なデータストレージエコシステムを提供します。これらは、ユーザーに力を与え、データ主権を強化する分散型インフラストラクチャを構築する上でのブロックチェーン技術の変革の可能性を例示しています。

分散型ファイルストレージの基本

DFSのソフトウェア定義の性質は、構造化された体系的なデータ伝送の基盤を提供します。以下のハードウェアをカバーするソフトウェアレイヤーがあり、データが物理的に保存されている場所に関係なく、データにアクセスして管理するための一貫した方法を提供します。この抽象化は、今日の急速に変化するデジタル環境に必要な柔軟性とスケーラビリティを提供するため、非常に重要です。

データの断片化、暗号化、分散

データの断片化は、DFS内のデータジャーニーの最初のステップです。データは、チャンクまたはブロックと呼ばれる小さなビットに分割されます。この断片化により、データの管理、配布、取得が容易になります。断片化の後、各データブロックは暗号化され、DFS ノード内での転送中および保存中のセキュリティが保護されます。

その後、暗号化された各ブロックは、事前設定されたアルゴリズムとポリシーに従って、DFS内のさまざまなノードに割り当てられます。この分布はランダムではなく、データの冗長性、信頼性、アクセス性を保証する標準に従っています。 DFSは、この入念に制御された分散を通じて、分散型データストレージシステムの基礎となるレベルのデータの回復力とアクセス性を提供します。

検索プロセスとアクセス制御メカニズム

DFSからのデータ取得は、協調的な作業です。データ・アクセス要求が行われると、DFSはインデックスを参照して、データ・ブロックがどこにあるかを判断します。データブロックが見つかると、復号化され、再コンパイルされ、要求エンティティに提供されます。この手順は洗練されていますが、ユーザーから分離されているため、シームレスなデータアクセスエクスペリエンスが保証されます。

アクセス制御はDFSに不可欠なコンポーネントであり、許可されたエンティティのみがデータにアクセスできるようにします。これは、多くの場合、誰がどのデータにアクセスできるかを指定する暗号化キーとアクセス許可によって有効になります。慎重なアクセス制御と簡単な検索プロセスの組み合わせは、DFSシステムの堅牢でユーザー中心の性質を反映しています。

DFSの仕組みをよりよく理解するために、公共図書館システムのアナロジーを考えてみましょう。古典的な図書館は、すべての巻を 1 つの構造に収めています。一方、本は、分散型図書館システム(DFSに類似)で都市内の多数の図書館に散らばっています。各ライブラリ(またはノード)には個別のブック(またはデータブロック)がありますが、すべてのライブラリはカタログシステム(DFSインデックス)によってリンクされているため、物理的な場所に関係なくブックの検出と貸出が可能です。

分散型ファイルストレージのユースケースの発見

多くの分散型アプリケーション(dApps)は、分散型ファイルストレージに依存しています。 DFSは、データの保存とアクセスのための分散型インフラストラクチャを提供することで、dAppsを中央集権的な機関から独立して運用できるようにします。この自律性により、dAppsの堅牢性と回復力が向上し、検閲、データの改ざん、単一障害点に対する脆弱性が軽減されます。さらに、DFSの分散型の性質は、よりオープンで透明性が高く、平等なデジタルエコシステムを促進するdAppsの主要なアイデアと一致しています。

NFT、デジタル資産、DFS

NFT(Non-Fungible Token)の増加により、長期的なデータストレージの重要性が浮き彫りになっています。 DFSは、デジタル資産の安全で不変のホームを提供し、所有権と来歴データ全体を保存します。 DFSは、分散型ストレージソリューションを提供することで、クリエイターとコレクターがデジタル資産をより詳細に制御できるようにします。これにより、より透明で信頼できるデジタルアートと収集品の市場が育まれます。

データプライバシーの保護

データ侵害やプライバシーが一般的に行われている世界では、DFSはデータのプライバシーとセキュリティを向上させるための実行可能な代替手段を提供します。 DFSは、多数のノードにデータを分散し、暗号化し、きめ細かなアクセス制御を可能にすることで、集中型データストレージアーキテクチャに関連する危険を軽減します。また、ブロックチェーンベースのDFSプラットフォームは当然オープンであるため、誰がデータにアクセスして変更したかの記録があります。これにより、ユーザーデータの主権と信頼性が促進されます。

独自のノードのセットアップ

DFSノードは、Hadoop、GlusterFS、Cephなどのさまざまなシステムを使用して構築できます。プラットフォームによっては、セットアップ手順が若干異なる場合があります。選択したプラットフォームが提供するインストール手順に従います。たとえば、Hadoopクラスタを設定するには、単一または多数のノードを構成する必要がありますが、GlusterFSを使用して分散型ファイルストレージを構築するには、ストレージクラスタトポロジを定義する必要があります。望ましくないアクセスを防ぐには、DFS 内のすべてのノードで信頼性の高いネットワーク接続を確保し、適切なファイアウォールとセキュリティパラメーターを確保します。

分散型ファイルストレージの未来を探る

デジタル写真、ドキュメント、ビデオの保存が、お気に入りのクラウドサービスに保存するのと同じくらい簡単で、さらに制御とセキュリティが強化される未来を想像してみてください。これは、テクノロジーの世界で大きな問題になりつつあるオブジェクトストレージと呼ばれる方法のおかげで、ファイルストレージの世界が向かっているところです。

オブジェクトストレージは、すべてのデジタルコンテンツを「オブジェクト」と呼ばれる断片に分解して整理し、追跡する優れた方法です。各オブジェクトは、データ(写真やドキュメントなど)とそれに関する追加の詳細(メタデータ)を含むボックスのようなものです。この方法は、デジタルライフに無限のクローゼットがあるようなものであるため、人気が高まっています。費用もかからず、どこからでも手に入れることができます。

現在、AWS S3 APIと呼ばれる、インターネット上で技術サービスが相互に通信する一般的な方法があります。これは、多くのストレージサービスがデータの管理とアクセスに使用する共通言語のようなものです。この言語は、オブジェクトストレージと非常にうまく連携し、サービスがデジタルオブジェクトの保存と検索を容易にするため、頼りになる選択肢になりつつあります。

たとえば、Cloudianという会社は、企業がこの共通言語を話す独自のオブジェクトストレージを自社の建物内にセットアップできるサービスを提供しています。つまり、遠く離れたクラウドに送信することなく大量のデータを保存でき、より安全にデータを実行できるため、ランサムウェア攻撃などのリスクが軽減されます。さらに、長期的には、他のデータ保存方法と比較して安価になる可能性があります。

AmazonにはS3 on Outpostsというサービスもあり、企業がすばやくアクセスしたり、データの保存場所に関するルールのために近くに置いておく必要のあるデータを処理するのに役立ちます。これは、Amazonが提供するすべてのツールとセキュリティ機能を完備した、自宅の裏庭にミニAmazonクラウドを持っているようなものです。

要するに、デジタルファイルを安全かつ健全に保つ未来は明るく、コストを抑えながら、大小、近くと遠方の両方でデータを保存、保護、管理するためのオプションが増えています。

今後の課題:スケーラビリティ、パフォーマンス、消費者への採用

ブロックチェーンとWeb 3.0テクノロジーの進歩は、分散型ファイルストレージの未来と相互に関連しています。分散化、プライバシー、ユーザーのエンパワーメントに重点を置いたこれらのテクノロジーは、分散型ファイルストレージの原則を補完します。さらに、分散型ファイルストレージ(DFS)をブロックチェーンやその他のWeb 3.0テクノロジーとともに使用することで、新しいオプションやユースケースが開かれる可能性があります。

拡張性

スケーラビリティは、作成されるデータの量が増えるにつれて、ますます大きな問題になります。分散型ファイルストレージとオブジェクトストレージの市場は拡大しており、スケーラブルなストレージソリューションの需要も高まっています。

パフォーマンス

もう一つの難しさは、特にスピードと信頼性の面でのパフォーマンスです。分散型ファイルストレージに移行する企業が増えるにつれて、顧客と企業の両方の要求を満たすために、優れたパフォーマンスを保証することがますます重要になります。

消費者の採用

消費者の採用は、分散型ファイルストレージの複雑さの認識や、データのセキュリティとプライバシーに関する懸念によって妨げられる可能性があります。分散型ファイルストレージオプションに対する認識と信頼が高まるにつれて、消費者の利用は拡大すると予想されます。

結論

データの保存、アクセス、処理の方法は、デジタル時代が深まるにつれて変化しています。 DFSは、一元化されたストレージ・システムがもたらす問題に対する強力な解決策として登場し、データのアクセス性、信頼性、セキュリティを向上させる道筋を提供します。このコースでは、DFSの仕組み、最新のデジタルエコシステムにおけるDFSのアプリケーション、そしてこの革新的なストレージパラダイムに現実的に取り組む方法を学ぶ旅に出ます。今こそ、新しいテクノロジーを試し、そのメリットを享受する時です。

著者： Piero

翻訳者： Cedar

レビュアー： Matheus、Piccolo、Ashley He

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初級編12/10/2023, 8:24:55 PM

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分散型ファイルストレージの理解

現代のデジタルエコシステムにおいてDFSが果たす極めて重要な役割

データアクセシビリティの強化: 例えば、Filecoinは、ストレージプロバイダーの分散型ネットワークを構築することで、データのアクセシビリティを向上させ、世界中の複数のポイントからデータを取得できるようにします。これにより、ユーザーは中央の制御ポイントに頼ることなく、いつでもどこからでもデータにアクセスできます。
データの信頼性と冗長性の向上: Arweave のデータ信頼性に対するアプローチは、データが分散したコンピューターネットワーク全体に永続的に保存されるパーマウェブ構造を通じて行われます。これにより、データが複製されるだけでなく、無期限に維持されるため、冗長性が確保され、従来のストレージシステムで発生する可能性のある損失から保護されます。
データのプライバシーとセキュリティの促進: Storjは、ファイルを分割してネットワーク全体に配布する前に暗号化することで、プライバシーとセキュリティを重視しています。この方法では、1 つのノードに完全なファイルがなく、秘密キーを持つ所有者のみが暗号化されていないファイル全体にアクセスできます。この断片化され暗号化されたアプローチは、不正なデータ侵害に対する堅牢な防御を提供します。