Meson network白皮書簡介－冰弦的部落格

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介子網絡-下一代加速網絡

概述
隨著互聯網的演進，視頻、直播、短視頻等流媒體進入主流並呈指數級增長。越來越多的人將越來越多的時間花在使用流媒體的娛樂上。 2020年，受COVID-19的影響，大眾對在線娛樂的需求上升到前所未有的高度。抖音等短視頻平台2020年8月日活躍用戶超6億，Netflix全球訂閱用戶2020年3月突破1.8億，淘寶頭部流媒體銷售渠道創造直播觀眾數記錄超過 1 億。在對流媒體如此可觀的需求背後，是同樣可觀的帶寬成本。
為了保證全球用戶的觀看體驗，傳統互聯網公司傾向於使用內容分發網絡來加速內容分發。亞馬遜成立初期，曾報告其網站每增加1秒的訪問時間，就需要增加16億美元的銷售收入。在流媒體時代。用戶對內容消費體驗的敏感度越來越高，數據傳輸量成百倍增長，對視頻質量的要求也越來越高。根據快手的招股說明書，其短視頻平台已撥出 25.2 億元人民幣（3.88 億美元）用於支付帶寬和服務器成本。得益於流媒體的爆發，新時代的加速市場也在以驚人的速度增長。
同時，全球有大量服務器帶寬閒置。與計算資源的複雜性相比，帶寬相對容易標準化，市場對利用帶寬的加速服務有著巨大的需求。基於此，我們提出“介子網絡”，使礦工能夠使用基於區塊鏈技術的通用服務器參與。 Meson通過讓用戶可以使用一般閒置的服務器來消除挖礦障礙，同時降低企業使用加速服務的成本。

一、背景
TikTok、Youtube、Instagram、Twitch 和 Netflix 等視頻流媒體平台大大提高了在線娛樂生活的多樣性和質量。例如，增長最快的短視頻平台Tik Tok實現了超過Facebook、Instagram的應用程序下載量。 Snapchat 和 Youtube。根據Prior Data，截至2019年11月，TikTok應用總下載量已超過4100萬。 2020年，隨著COVID-19的突如其來，在線娛樂類應用訪問量爆發式增長，2020年1月，Tik Tok在美國實現了770萬的月下載量，成為下載量最大的非遊戲類應用，同比增長28.3%； 2月，TikTok下載量突破640萬，依然是美國非遊戲應用市場第一； 3月，抖音總使用時長超過6億小時。同一季度，Tik Tok在IOS和Google Play的總下載量超過3.15億次，成為有史以來單季下載量最高的應用。
2020年8月，抖音公佈的數據顯示，其日活躍用戶數已突破6億。根據抖音競爭對手快手2020年11月的招股書：快手在中國的日活躍用戶數已突破3億，同比增長110%。除了短視頻，直播平台也經歷了非凡的增長。淘寶是電子商務銷售平台的典型例子。在其11月11日活動的最高用戶活躍期，有超過1億用戶同時在線。 Twitch、鬥魚等其他平台都支付了巨額的帶寬費用，以保證高質量的用戶體驗。因此，流媒體應用等帶寬密集型應用正在席捲全球，為保證用戶體驗，不得不向全球加速提供商支付巨額資金。

2. 內容分發網絡介紹
2.1 什麼是內容分發網絡
對於內容交付和分發呈指數級爆炸式增長帶來的用戶體驗和訪問問題，它是一種經濟高效且可靠的解決方案。它是一種新的網絡基礎設施，由地理分佈的加速器節點組成。這些服務節點將根據智能緩存策略存儲您的業務內容。當用戶對您的業務服務發起請求時，該請求會被路由到距離用戶最近的服務節點，以最快的速度響應，最大限度地減少延遲，有效提升用戶體驗和服務可用性。
2.2
為什麼選擇內容分發網絡
2.2.1 提高訪問速度
傳統上，大多數企業只在少數幾個地區部署他們的服務器。由於區域網絡的複雜性，它無法滿足為全球甚至國家觀眾服務的需要，更不用說全球網絡的複雜性了。擁有有限數量的拓撲集中的節點根本無法保證整個網絡的訪問質量。由於現代互聯網公司提供的服務自然會迎合國內甚至國際受眾，因此這種可訪問性問題對企業來說變得越來越重要。隨著用戶離機房越來越遠，信息傳輸的時間越來越長，網絡的不確定性越來越大。這是一個非常有效的解決方案，因為節點可以部署在世界各地，數據可以緩存在這些節點中。這顯著提高了訪問速度和在線服務的可訪問性，即使在龐大且高度複雜的網絡中也是如此。
2.2.2 降低網絡使用成本
使用該方案可以大大降低研發成本和網絡費用。
2.2.3 防攻擊安全
當企業將自有服務器的源IP地址暴露給終端用戶時，極易受到DDoS等攻擊，損害其在線服務的穩定性和安全性。使用網絡可以隱藏源 IP 地址並保護服務器免受 DDOS 攻擊。
2.3 市場發展現狀
市場規模為 $23B USD，同時還在快速增長速度。
隨著5G時代的到來，網絡邊緣計算能力的不斷部署和提升，網絡運營商越來越多地部署MEC，以最大化計算資源的回報，並利用邊緣計算與內容分發網絡的相似性以及類似的適用性。部署地點。
據相關研究數據顯示，到2022年，超過72%的互聯網總流量將通過內容分發網絡，比2017年增長28%。這表明該市場將保持高速增長，並逐漸成為解決日益增長的需求的主導方案關於 5G 和 Web 3.0 時代更高速的內容交付。
隨著5G、物聯網、Web 3.0等新型網絡基礎設施的加速發展，邊緣分發網絡（edge delivery network，EDN）也將通過提供高度穩定的內容交付和網絡，不斷提昇在線服務和網絡的訪問量、速度和質量。邊緣計算產品。因此，更好的產品將能夠在當前的市場擴張和大規模採用階段快速獲得市場份額。

3. 介子正在解決的問題
3.1 打破壟斷
如今，許多公司都在使用內容加速服務，AWS、Cloudflare 等頂級解決方案提供商的市值已超過數百億美元。隨著流媒體的爆發，未來對內容加速的需求只會越來越大。然而，許多公司在解決方案提供商方面沒有太多選擇。市場價格已經基本固定，市場利潤被幾家巨頭瓜分。從供給端看，有大量閒置帶寬可以提供媲美巨頭的網絡資源和硬件，因此存在大量未優化變現的已投入帶寬資源。介子提供了一個打破巨頭壟斷的機會，一方面，我們提供了一個帶寬資源接入的網絡提供標準，另一方面，我們釋放了迄今為止被巨頭鎖在門外的額外價值。
3.2 節省沉沒成本
在所有計算機資源中，通用服務器是最常見的資源。世界各地的開發者/學校/機構/企業都擁有大量的通用服務器。這類通用服務器區別於傳統加密貨幣礦機（ETH、BTC）在應用層面的局限性，大量的服務器已經部署在各地使用。但放眼全球，這些資源很多都得不到充分利用，也很難找到合理的變現渠道。 Meson可以廣泛部署在現有的通用服務上，讓大家一鍵部署挖礦。 Meson通過挖礦，集約化利用現有的大量通用服務器，降低消費者成本的同時，也讓挖礦參與者獲得收益。
3.3
許多最終用戶和商家在中央機房擁有或租用服務器。雖然相關配置符合要求，但由於規模和渠道問題，巨頭們不願投入銷售人力成本與其合作。而如果把這樣的用戶聚集起來，對巨頭們來說是有吸引力的。鑑於此。 Meson通過代幣激勵獲取此類用戶，並沒有投入巨大的人力銷售成本。相反，它使用自發激勵模型讓長尾市場加入網絡。
3.4
缺乏封閉的區塊鏈業務循環
在目前區塊鏈世界的狀態下，很多項目可以在短時間內大肆炒作，但大多數很快就銷聲匿跡或沉寂了。出現這種現象的原因是他們的大多數商業模式都不是閉環的，這意味著他們需要依靠刺激不斷的投機和價格上漲來獲得越來越多的代幣買家。這不可避免地導致代幣價格崩潰，以及需要代幣價格升值才能保持相關性的項目崩潰。
Meson 有一個明顯可行的商業閉環商業模式。隨著其服務器資源網絡變得更大，它產生更多的利潤。將其與有效的基於區塊鏈的代幣經濟設計相結合，將使我們能夠將閒置的服務器資源連接到那些需要廉價且可靠的服務器資源的人。我們相信這個閉環生態系統能夠成為一個領先的解決方案，為 Meson 的提供者和用戶創造非凡的價值。我們尋求利用代幣作為基本的激勵樂高積木，推動服務器資源對網絡的貢獻，以及產品的不斷開發和優化，最終幫助 Meson 發展成為可持續增長的經濟體。

4. 介子
4.1 設計理念
我們在設計介子時遵循以下原則：
簡單性：體系結構和通信組件應盡可能簡單，以便普通工程師可以輕鬆有效地實現定義的規範，並通過他們的應用程序和工作引入協議。除非絕對必要，否則我們不會添加過於復雜的優化方案。
開放：協議不做任何限制，任何符合協議規範和要求的終端都可以加入網絡。網絡行為不受限制。用戶只要支付協議規定的必要費用，就可以使用網絡內的資源。
模塊化：介子設計是模塊化的。每個模塊應該是
盡可能相互獨立和解耦，以便一個模塊不會對另一方產生重大影響。
易於使用：最終用戶只需雙擊 Windows 中的程序或複制粘貼 Linux 中的命令行即可加入網絡。生成的回報應該與服務器資源的貢獻和提取一起直觀地顯示。用戶友好性一直是 Meson 的重要宗旨。
4.2
網絡角色
我們在此定義網絡中的幾個角色和功能
- 終端：加入介子網絡以存儲數據和響應服務請求以獲得收益的終端節點。 - 路由器：負責分配和調度網絡請求。
- Hunter：負責通過向終端發送請求來發現終端中的錯誤和漏洞，以評估其可靠性和完整性。將有問題或存在風險的終端信息提交給理事會，經核實後可獲得高額賞金。
- 理事會：負責治理和監督。
- 客戶：普通互聯網用戶
- 企業用戶：對加速網絡有需求的客戶。
4.3 協議和信息
終端的核心功能是進行數據緩存、刪除和響應服務，並提供心跳包和本地配置信息，確保Core能夠感知到終端的存在。另外，如果終端宕機了，flies的完整性需要在終端重啟的時候進行自檢和更新。由於終端代碼在設計上是開源的，存在被惡意操作的可能，因此需要對數據和傳輸進行抽查和驗證。
針對以上功能，終端需要包含以下基本操作
- 保存/緩存文件（originURL、驗證哈希、TTL）
- 刪除文件（文件哈希） - 獲取文件（文件哈希）
- 心跳
- 硬件配置
- 本地緩存文件的索引 - 分片抽查
4.4
傳輸驗證
網絡加速的關鍵是數據傳輸加速。在一定的系統總資源水平下，終端盡可能多地存儲緩存文件，同時將頻繁請求的文件移動到靠近請求者的位置進行緩存是理想的。終端啟動後，它會開始緩存文件。當達到一定閾值時，終端將刪除請求頻率較低的文件。刪除操作由終端發起，調度員驗證，或者也可以直接在控制端進行刪除操作。在分配緩存任務時，控件需要知道終端的剩餘存儲空間以及是否有能力繼續緩存文件，以優化網絡效率。
由於終端代碼是開源的，用戶可能會進行惡意操作。因此，網絡需要傳輸驗證以確保安全。介子用途抽查和賞金獵人作為驗證和檢查的手段潛在的攻擊者。用戶的惡意行為可以分為兩類。修改數據或拒絕存儲相應數據。在處理惡意修改數據時，調度模塊對數據源進行哈希校驗，隨機存儲部分碎片數據。系統會按照一定的比例和權重，對終端存儲的數據進行隨機抽取。如果發現數據
用戶返回的數據與存儲的數據不同，則用戶將
處以罰款。對於涉及不存儲數據的攻擊，我們建議一方面防禦系統隨機檢查，另一方面引入賞金獵人。獵人請求終端服務時，如果數據丟失或損壞，獵人可以直接向理事會提交信息，經驗證後獲得獎勵。如果發現終端是惡意的，他們的代幣將被沒收並分配給受騙方，以消除網絡中的不穩定因素。
4.5 可靠性和冗餘
加速網絡的一個關鍵特性是即使面臨硬件故障和網絡擁塞等常見網絡問題，它也能保持內容在線。通過對互聯網流量進行負載均衡、使用智能故障轉移以及跨多個數據中心和位置維護服務器，可以避免網絡擁塞並抵抗服務中斷。
數據中心可以使用負載平衡將傳入請求分配到可用的服務器池，以確保以最有效的方式處理流量高峰。負載平衡可以提高數據處理速度並優化服務器容量使用。適當平衡傳入流量的負載是在非典型互聯網活動期間（例如當網站遇到異常大量的訪問者或發生分佈式拒絕服務攻擊時）緩解峰值流量的關鍵組成部分。當服務器資源供應大幅上下波動時，使用負載平衡還可以幫助做出快速有效的更改。如果服務器發生故障並發生故障轉移，負載均衡器會將分配給故障服務器的流量重定向，並按比例將其重新分配給其餘服務器。這將降低硬件故障中斷流量的可能性，從而為整個網絡提供靈活性和可靠性。當新服務器上線時，負載均衡器將按比例卸載其他服務器並提高新硬件的利用率。利用基於軟件的負載均衡服務，它可以快速擴展負載均衡容量——在使用物理負載平衡硬件時遇到瓶頸。利用Anycast路由方式將互聯網流量傳輸到特定終端，有助於Meson減少響應時間，防止任何終端在DDoS攻擊等異常需求情況下不堪重負。多虧了 Anycast，多台計算機可以共享同一個 IP 地址。當請求發送到 Anycast IP 地址時，路由器會將其定向到網絡中最近的計算機。如果整個網絡發生故障或由於其他原因無法應對大量通信，Anycast 網絡可以響應服務中斷，類似於負載均衡器跨多個服務器傳輸通信的方式：數據從故障位置傳輸並路由到另一個正常運行的終端。
4.6
經濟和治理模式
4.6.1 代幣激勵
Meson 使用區塊鏈代幣作為提供和改變激勵的手段。在 BitTorrent 網絡中，用戶會貢獻他們的上傳帶寬以獲得更好的下載速度，但在很多情況下，他們會在下載完成後退出網絡（關閉軟件）。此時網絡是空閒的，但由於沒有下載需求，也沒有其他激勵，用戶下載後不會繼續在網絡上。原始 BitTorrent 網絡的主要問題是只有類似資源的可能交換，如果用戶想要更多的下載帶寬，他們必須提供上傳帶寬作為交換。然而，一旦他們滿足了下載需求，交換就會停止，這會降低 BitTorrent 的整體網絡效應。現在，如果交換可以是多種多樣的，不僅是帶寬交換，還包括代幣和其他價值存儲，用戶將更傾向於使用網絡，即使不需要下載。
代幣分發給網絡終端作為提供服務器資源的獎勵。用戶可以根據自己的硬件情況評估貢獻資源的預期回報。獵人的作用是不斷尋找網絡中的作弊和惡意行為。獵人若發現此類行為，可向理事會提交相關信息，並質押一定數量的代幣。如果委員會證實了這一說法，相關終端將受到處罰。否則將扣除獵人質押的代幣作為懲罰。如果 Meson 採用 DAO 治理模式，那麼持有代幣可以發起提案並參與在投票中，包括加入理事會和從中獲得股息協議收入。
Meson 的主要利潤來源是為企業提供加速服務。由於運行終端節點的成本大部分是沉沒成本，節點運營者可以安全地貢獻資源以獲得利潤，只要注意力成本最小並且不會產生額外成本。由於協議層面的標準化，用戶可以隨意加入和退出，沒有太多麻煩，更容易從超大規模的分佈式加速網絡中脫離出來。網絡的效果與節點數量的平方成正比，因此介子網絡具有非常快速增長的潛力。由於代幣激勵，終端節點會自願加入網絡。節點越多，網絡效應容量和價值就越高，從而導致對我們加速服務的需求和價格更高。控制者通過回購和銷毀代幣，將用戶支付的費用轉移給服務器資源貢獻者，使投資者、用戶和協議的利益保持一致。
4.6.2
治理模式
為了確保網絡的不斷演進和發展，Meson 允許其代幣持有者投票修改協議的各種參數。任何人都可以提交發起代幣投票的提案，而不僅僅是代幣持有者。
協議變量的更改不太可能在通過投票後立即生效。如果社區決定立即採用治理結果，那麼這些變化最遲可能會在 24 小時內發生。這個時期給了代幣持有者行動的機會，如果有必要，觸發關閉機制來反對惡意的治理提議（例如，對收入分配的比例做出重大改變，這可能會損害某些代幣的利益持有人）。
Council扮演著維護網絡秩序和穩定的角色。理事會成員在可信執行環境 (TEE) 中運行驗證碼。理事會還檢查獵人提交的惡意行為報告，以確定和執行處罰。成員通過投票程序進入理事會，他們還需要質押/拿取代幣才能獲得席位。所有提案和行動的執行都由理事會監督，例如執行懲罰和發放獎勵。
4.7 我們的客戶和業務目標
商業服務客戶包括所有大中小型尺寸
互聯網公司任何互聯網公司或平台都需要加速以確保最佳用戶體驗。亞馬遜的一秒鐘服務中斷將導致其銷售額損失 16 億美元的示例證明了在線服務的穩定性和易用性已變得多麼重要。即使是非常小的服務訪問中斷也可能給服務提供商帶來重大損失。 Meson 在這個消費者細分市場的商業目標是
(1)極其穩定的全局加速
(2)極快的全局加速
(3)加速服務成本大幅降低
(4)點擊訪問，無需安裝任何SDK或客戶端。
4.8 與 Filecoin 的比較
Filecoin提出了一種存儲數據的方案，但由於官方的設計路線過於強調加密算法而忽略了商業盈利的本質，這種設計導致實際使用的存儲成本遠高於第三方的存儲價格比如AWS。本質上無法形成商業競爭力和盈利能力的閉環，無法大規模用於商業用途。
另一方面，介子不用於文件存儲，而是用於文件加速。與存儲相比，加速服務具有更大的商業價值。設計 Meson 的最初目標是創建一個商業上可行的閉環業務模型，利用比傳統提供商低得多的服務價格。經濟模型和分佈式傳輸方法都從根本上服務於真正的商業利益。
4.9 與 BitTorrent 的比較
BitTorrent 是一種基於傳統 P2P 客戶端的傳輸方式。它是為家庭用戶設計的。本次傳輸需要用戶安裝客戶端或SDK。但是，由於所有網絡節點都是基於家庭客戶端，所以網絡中的加速會相對不穩定。由於集成 SDK 的非通用性和對性能參差不齊的保留，商業用戶往往不會使用此服務。
綜上所述，BitTorrent 本質上是一個提供存儲和加速服務的家庭 P2P 網絡。
此外，原生 BitTorrent 網絡在激勵層也存在問題。由於交換的資源是相同的（貢獻上傳帶寬獲得下載帶寬），很多用戶在完成自己的下載任務後沒有足夠的動力為網絡提供服務，導致整體不確定性較大。
Meson 借鑒了 BitTorrent 的優點，同時尋求解決與 BitTorrent 相關的問題。 Meson旨在吸引閒置的IDC資源，打造下一代流加速分佈式協議，利用更合理的激勵模型，開發廉價、高穩定、快速的分佈式協議。
5.應用
5.1 大規模商業加速服務
早期的數據中心用戶受代幣激勵加入網絡的激勵。他們尋求從閒置的服務器資源中獲取收益，或者至少節省一部分沉沒成本，因此他們的貢獻實現了低成本但優質的服務。此外，出於成本和其他考慮，購買者將開始付費測試網絡。手續費收入將用於代幣回購，強化激勵效果，吸引更多用戶加入網絡。幾何增長的效果將使網絡的能力呈指數級增長，從而進一步吸引企業使用 Meson 網絡，並為節點提供正反饋。
5.2 邊緣節點接入
隨著5G等具有低時延、大帶寬特性的基礎設施的採用，大量的邊緣節點可以作為提供加速服務的終端。物聯網服務，甚至是智能手機，都可以加入網絡獲得收益，形成一個大規模的分佈式加速網絡。
5.3 空閒資源訪問
提供一種將空閒帶寬貨幣化的方法。
六，結論
我們正處在一個科技不斷進步進步的偉大時代。隨著越來越多的事物獲得信息和數據的一面，對更好的網速和容量的需求也越來越高。最終用戶體驗已成為許多公司投資的關鍵領域，流媒體加速處於最前沿。但是，同時我也注意到，很多中心化廠商的解決方案不僅成本高，而且還存在性能不穩定的問題。隨著現有終端節點數據處理能力、網絡和存儲能力的提升，建立新一代流加速網絡的基礎條件逐漸成熟。由於每種類型的終端節點具有不同的功能，例如應對高峰流量、創建冗餘、測試和閒置，因此它們的維護成本存在很多差異。因此，希望可以製定一套協議，讓用戶可以選擇加入網絡，使用token來激勵用戶。由於網絡是分佈式的，成本由終端節點決定，因此可以提供價格相對合理、架構可靠的加速服務網絡。市場的快速增長可以為網絡帶來顯著的正向激勵，從而創造可靠的商業模式，最終為終端用戶創造更好的體驗。