[Filecoin] 存储提供商的福利：你可能很快就可以为集群设置一个维护窗口期
Filecoin 的存储服务商，经常可能头疼一件事情，那就是如果需要机房或者网络调整，掉算力怎么办？如果Filecoin网络能够设置一个维护窗口就好了。好消息是，由 Venus 团队牵头，这个功能很可能在下一个版本里实现。
FIP-0070: Allow SPs to move partitions between deadlines 目前处于 Last Call，也就是最后的公示阶段，如果没有反对，就会成为Accept（接受）状态，并将把实现在下一个版本中合并进主网代码。
本提案是有Venus 团队主导，与核心开发者Alex，Nicola共同讨论并提出的。本提案的实现由 Venus 团队的开发者 Alan（也是Filecoin 的核心开发者）实现。
FIP-0070 的目标是允许 Filecoin 的存储提供商在 Deadline 之间移动 Partitions（分区），也就是说，存储提供商可以调整扇区的时空证明（PoSt）时间了。这样一来，这样一来，SP们就有了调节证明时间的灵活性，从而能够最大限度地避免惩罚。当然还有不少其他好处。下面比较详细地分析一下。
注：提案的具体内容可以点击此文左下的“阅读原文”获得。
为什么需要这个提案
当Filecoin网络的存储提供者（SP）维护网络存储时，他们经常会面临各种挑战，如系统性能下降、网络问题、设施维护，甚至数据中心位置的更改。在处理这些挑战的同时，SP需要更大的灵活性来控制证明数据完整性的时间段，同时仍然遵守每24小时对每个扇区证明一次的规则。
这个提案通过允许移动Partition的证明时间，来达成如下好处：
创建用户定义的维护窗口：SP可以创建指定的维护活动时间段，即把所有Partitions移除这个时间段，则无需担心此维护窗口断电断网导致的掉算力的风险。
为SP基础设施维护人员设置运营时间：SP可以把所有WindowPoSts（窗口证明）安排在运营时间内，以优化维护操作资源/值班时间表。
大型SP在WindowPoSt硬件上节省成本：通过平衡分布在各个deadline（截止日期）的分区数量，大型SP可以优化其硬件使用，并降低WindowPoSt硬件成本。
减轻存储节点的访问压力：在分布式存储系统中，存在大量分区需要在短时间内完成WindowedPoSt，而这些分区位于特定存储节点上。这一时期的大量读取请求可能会使节点超载并降低其性能。将一些分区移到其他deadline有助于实现工作负载的更均衡分配。
增加分区压缩的可能性：通过将不同deadline的分区合并到单个deadline中，可以实现本来分散在多个截止日期的分区的压缩，从而长期节省Gas费用。
总的来说，这一提案旨在使Filecoin网络对SP更加灵活和包容，使他们能够更好地应对运营挑战。
移动的规则和约束
Filecoin 是一个具有严格证明的分布式存储系统。Partitions（分区）的移动不能破坏原有的规则。其中最重要的一条就是，每一个扇区必须每24小时证明一次，否则其对应的算力就会丢失。在当前的设计中，每个扇区会每24小时循环证明一次，移动的方法就是把一个Partition的所有扇区的下一次证明提前，从而做到不破坏这个规则。
除了上述规则，要成功移动 Sectors，还要满足如下条件：
包含有故障或未经证明的扇区的 Partitions 不能被移动。
Partition只能作为一个整体被移动。
在移动之后，源截止日期会留下一个空的分区。这确保了分区索引不会发生变化。
实现的挑战
在最初提出此提案时，感觉提案本身和实现上都不复杂，同时能够为SP提供灵活性，是一个比较不错的简单的提案，工作量不大。但是，真的讨论起来和开始代码实现，发现问题远比想象中复杂。
首先第一个问题就是，一个Partition到底能够移动到哪些 deadline 的问题，前面已经提到了，必须保证其下一次证明不能够拖延，这必须检查其下一次证明的时间以及移动到目的 deadline 的下一次证明时间来进行计算。这个由于deadline对每个矿工deadline序号对应的时间点都不同，处理起来比较繁琐。在实际实现中采用了一个简单的方案，直接比较当前deadline 的序号和源与目的deadline的序号来实现。
另一个问题是哪些 Partition 是可以移动的，这个就非常复杂了。因为 Filecoin WindowedPoSt是采用乐观验证，并允许挑战惩罚的方式来保证证明的正确性的。那就是处于挑战期的 Partitions 要接受挑战。但是如果处于挑战期的 Partitions不允许移动的话，能够移动的Partitions所占的 deadline就只有1/3了，范围非常有限。实现中采用的办法是：如果原deadline在其乐观的WindowPoSt挑战窗口期内，那么在执行MovePartitions方法时，之前提交的WindowPoSt数据要被验证一遍，确认证明无误。这样的好处是，移动不再受挑战期的限制了，如果移动成功，说用他们的证明本身就是正确的，后续的挑战本身就会失败，因此移走也没有关系。
还有一个问题就是关于扇区过期时间的计算，由于原系统计算扇区过期的机制，这种移动可能导致扇区过期时间延长。这也是一个必须解决的问题，一些方案被提了出来，尽管找到一个优雅的方案并非易事，但问题总是能够解决的。
这些问题也带给我们一些思考，由于Filecoin设计的复杂性，在没有虚拟机实现之前，许多模块的依赖性交织在一起，使得一些改动非常困难。试想，如果deal 的处理与Sector 完全是分开的，如果 Sector 没有过期之说，而Deal是独立处理的，那么问题会少很多。所以整体架构设计是一个非常重要的问题，Filecoin的核心协议的简化以及设计的分层也是非常必要的。这个部分我在简化 Filecoin 的核心协议势在必行已经有所阐述。
其他考虑和担心
关于此提案的顾虑主要体现在两个方面：
如果大家都能够移动 Partitions，自己定义证明时间，是否会让证明消息分布不均衡，从而导致网络承接应用的资源能力出现波动，或者由每一区可能导致太拥挤从而证明消息不能按时上链；
当前的设计实际上是一种强制让SP 的sector证明分布在一天中比较均匀，从而促进SP一天中始终在线。而这个提案导致SP可以有一个维护窗口，那么是否和降低SP的在线率，从而影响数据服务？
针对第一个问题，这个提案有利有弊。首先WindowedPoSt 占用网络总资源并不高，大致10%，在去中心化的情况下，比较难出现集中的情况。但即使出现WindowedPoSt扎堆的情况，无论是什么原因，这个提案恰恰给了网络一个解决方案，因为SP 为了降低Gas 成本，会主动移动 Partitions 来实现网络均衡。
第二个问题有一定道理，但是我们考虑以下因素：
WinningPoSt要求数据在线：SP维护网络的收入来自区块奖励，而出块需要WinningPoSt，也需要数据在线，因此SP没有故意不在线的动机，除非是必须要维护的情况。
数据服务并不在链上进行：在大多数情况下，SPs提供的服务，尤其是检索服务，并不是来自于密封数据，而是来自于与 Filecoin证明没有直接关系的原数据。这些数据存储在快速检索服务器、IPFS、Saturn、Webe.Storage或其他Web服务系统中；因此不参与证明并不一定影响数据服务。
数据存储的冗余性：在Filecoin网络中，真实数据通常存在于不同SP的存储中的多个副本中。这种冗余性确保了数据的可用性，即使一个SP暂时不可用，其他SP同样可以提供服务。
基于此，此提案认为，这些担忧有一定道理，但并不真正影响Filecoin的安全和服务，给SP提供更大的灵活性更有必要。这会为SP提供更多保障，从而提升SP的积极性，这更为重要。