BT协议集合

都忘记从哪里找的了

 

BitTorrent 协议规范（BT协议集合）一
BitTorrent 是一种分发文件的协议。它通过URL来识别内容，并且可以无缝的和web进行交互。它基于HTTP协议，它的优势是：如果有多个下载者并发的下载同一个文件，那么，每个下载者也同时为其它下载者上传文件，这样，文件源可以支持大量的用户进行下载，而只带来适当的负载的增长。（译注：因为大量的负载被均衡到整个系统中，所以提供源文件的机器的负载只有少量增长）

一个BT文件分布系统由下列实体组成：
一个普通的web服务器
一个静态的“元信息”文件
一个跟踪（tracker）服务器
终端用户的web浏览器
终端下载者

理想的情况是多个终端用户在下载同一个文件。
要提供文件共享，那么一台主机需要执行以下步骤：
?运行一个 tracker服务器（或者，已经有一个tracker服务器在运行了也可以）
?运行一个web服务器，例如apache，或者已经有一个web服务器在运行了。
?在web服务器上，将文件扩展名.torrent 和MIME类型 application/x-bittorrent关联起来（或者已经关联了）
?根据 tracker服务器的 URL 和要共享的文件来创建一个“元信息”文件（.torrent）。
?将“元信息”文件发布到web服务器上
?在某个web页面上，添加一个到“元信息”文件的链接。
?运行一个已经拥有完整文件的下载者（被成为’origin’，或者’seed’，种子）

要开始下载文件，那么终端用户执行以下步骤：
?安装 BT（或者已经安装）
?访问提供 .torrent 文件的web服务器
?点击到 .torrent 文件的链接（译注：这时候，bt会弹出一个对话框）
?选择要把下载的文件保存到哪里？或者是一次断点续传
?等待下载的完成。
?结束bt程序的运行（如果不主动结束，那么bt会一直为其它人提供文件上传）

各个部分之间的连通性如下：
网站负责提供一个静态的文件，而把BT辅助程序（客户端）放在客户端机器上。
Trackers从所有下载者处接收信息，并返回给它们一个随机的peers的列表。这种交互是通过HTTP或HTTPS协议来完成的。
下载者周期性的向tracker登记，使得tracker能了解它们的进度；下载者之间通过直接连接进行数据的上传和下载。这种连接使用的是 BitTorrent 对等协议，它基于TCP。
Origin只负责上传，从不下载，因为它已经拥有了完整的文件。Origin是必须的。

元文件和tracker的响应都采用的是一种简单、有效、可扩展的格式，被称为bencoding，它可以包含字符串和整数。由于对不需要的字典关键字可以忽略，所以这种格式具有可扩展性，其它选项以后可以方便的加进来。

Bencoding格式如下：
对于字符串，首先是一个字符串的长度，然后是冒号，后面跟着实际的字符串，例如：4:spam，就是“ spam”
整数编码如下，以 ‘i’ 开始，然后10进制的整数值，最后以’e’结尾。例如，i3e表示3，I-3e表示-3。整数没有大小限制。I-0e是无效的。除了 i0e外，所以以0起始的整数都无效。I0e当然表示0。
列表编码如下，以’l’开始，接下来是列表值的编码（也采用bencoded编码），最后以’e’结束。例如：l4:spam4:eggse 表示 [‘spam’, ‘eggs’]。
字典编码如下，以’d’开始，接下来是可选的keys和它对应的值，最户以’e’结束。例如：d3:cow3:moo4:spam4:eggse，表示{‘cow’:’moo’,’spam’:’eggs’}，而d4:spaml1:al:bee 表示 {‘spam’:[‘a’,’b’]}。键值必须是字符串，而且已经排序（并非是按照字母顺序排序，而是根据原始的字符串进行排序）。

元文件是采用bencoded编码的字典，包括以下关键字：

announce tracker的服务器

info 它实际上是一个字典，包括以下关键字：

Name：
一个字符串，在保存文件的时候，作为一个建议值。仅仅是个建议而已，你可以用别的名字保存文件。
Piece length：
为了更好的传输，文件被分隔成等长的片断，除了最后一个片断以外，这个值就是片断的大小。片断大小几乎一直都是2的幂，最常用的是 256k（BT的前一个版本3.2，用的是1M作为默认大小）
Pieces：
一个长度为20的整数倍的字符串。它将再被分隔为20字节长的字符串，每个子串都是相应片断的hash值。

此外，还有一个length或files的关键字，这两个关键字只能出现一个。如果是length，那么表示要下载的仅仅是单个文件，如果是files那么要下载的是一个目录中的多个文件。
如果是单个文件，那么length是该文件的长度。

为了能支持其它关键字，对于多个文件的情况，也把它当作一个文件来看，也就是按照文件出现的顺序，把每个文件的信息连接起来，形成一个字符串。每个文件的信息实际上也是一个字典，包括以下关键字：
Length：文件长度
Path：子目录名称的列表，列表最后一项是文件的实际名称。（不允许出现列表为空的情况）。
Name：在单文件情况下，name是文件的名称，而在多文件情况下，name是目录的名称。

Tracker查询。Trakcer通过HTTP的GET命令的参数来接收信息，而响应给对方（也就是下载者）的是经过bencoded编码的消息。注意，尽管当前的tracker的实现需要一个web服务器，它实际上可以运行的更轻便一些，例如，作为apache的一个模块。 

Tracker GET requests have the following keys:

发送给Tracker的GET请求，包含以下关键字：

Info_hash：
元文件中info部分的sha hash，20字节长。这个字符创几乎肯定需要被转义（译注：在URL中，有些字符不能出现，必须通过unicode进行编码）

Peer_id：
下载者的id，一个20字节长的字符串。每个下载者在开始一次新的下载之前，需要随机创建这个id。这个字符串通常也需要被转义。

Ip：
一个可选的参数，给出了peer的ip地址（或者dns名称？）。通常用在origin身上，如果它和tracker在同一个机器上。

Port：
peer所监听的端口。下载者通常在在 6881 端口上监听，如果该端口被占用，那么会一直尝试到 6889，如果都被占用，那么就放弃监听。

Uploaded：
已经上载的数据大小，十进制表示。

Downloaded：
已经下载的数据大小，十进制表示

Left：
该peer还有多少数据没有下载完，十进制表示。注意，这个值不能根据文件长度和已下载数据大小计算出来，因为很可能是断点续传，如果因为检查文件完整性失败而必须重新下载的时候，这也提供了一个机会。

Event：
一个可选的关键字，值是started、compted或者stopped之一（也可以为空，不做处理）。如果不出现该关键字，。在一次下载刚开始的时候，该值被设置为started，在下载完成之后，设置为completed。如果下载者停止了下载，那么该值设置为stopped。

Tracker的响应是用bencoded编码的字典。如果tracker的响应中有一个关键字failure reason，那么它对应的是一个字符串，用来解释查询失败的原因，其它关键字都不再需要了。否则，它必须有两个关键字：Interval：下载者在两次发送请求之间的时间间隔。Peers:一个字典的列表，每个字典包括以下关键字：Peer id，Ip，Port，分别对应peer所选择的id、ip地址或者dns名称、端口号。注意，如果某些事件发生，或者需要更多的peers，那么下载者可能不定期的发送请求，

（downloader 通过 HTTP 的GET 命令来向 tracker 发送查询请求，tracker 响应一个peers 的列表）

如果你想对元信息文件或者tracker查询进行扩展，那么需要同Bram Cohen协调，以确保所有的扩展都是兼容的。

BT对等协议基于TCP，它很有效率，并不需要设置任何socket选项。（译注：BT对等协议指的是peer与peer之间交换信息的协议）
对等的两个连接是对称的，消息在两个方向上同样的传递，数据也可以在任何一个方向上流动。
一旦某个peer下载完了一个片断，并且也检查了它的完整性，那么它就向它所有的peers宣布它拥有了这个片断。
连接的任何一端都包含两比特的状态信息：是否choked（阻塞），是否感兴趣。Choking是通知对方，没有数据可以发送，除非unchoking发生。Choking的原因以及技术后文解释。

一旦一端状态变为interested，而另一端变为非choking，那么数据传输就开始了。（也就是说，一个peer，如果想从它的某个peer那里得到数据，那么，它首先必须将它两之间的连接设置为 interested，其实就是发一个消息过去，而另一个peer，要检查它是否应该给这个家伙发送数据，如果它对这个家伙是 unchoke，那么就可以给它发数据，否则还是不能给它数据）Interested状态必须一直被设置――任何时候。要用点技巧才能比较好的实现这个目的，但它使得下载者能够立刻知道哪些peers将开始下载。

对等协议由一个握手开始，后面是循环的消息流，每个消息的前面，都有一个数字来表示消息的长度。握手的过程首先是先发送19，然后发送“BitTorrent protocol”。19就是“BitTorrent protocol”的长度。
后续的所有的整数，都采用big-endian 来编码为4个字节
在协议名称之后，是8个保留的字节，这些字节当前都设置为0。
接下来对元文件中的 info 信息，通过 sha1 计算后得到的 hash值，20个字节长。接收消息方，也会对 info 进行一个 hash 运算，如果这两个结果不一样，那么说明对方要的文件，并不是自己所要提供的，所以切断连接。

接下来是20个字节的 peer id。
这就是握手过程

接下来就是以消息长度开始的消息流，这是可选的。长度为0 的消息，用于保持连接的活动状态，被忽略。通常每隔2分钟发送一个这样的消息。

其它类型的消息，都有一个字节长的消息类型，可能的值如下：

‘choke’, ‘unchoe’, ‘interested’, not interested’类型的消息不再含有其它数据了。

‘bitfield’永远也仅仅是第一个被发送的消息。它的数据实际是一个位图，如果downloader已经发送了某个片断，那么对应的位置1，否则置0。Downloaders如果一个片断也没有，可以忽略这个消息。（通过这个消息，能知道什么了？）

‘have’类型的消息，后面的数据是一个简单的数字，它是下载者刚刚下载完并检查过完整性的片断的索引。（由此，可以看到，peer通过这种消息，很快就相互了解了谁都有什么片断）

‘request’类型的消息，后面包含索引、开始位置和长度)长度是2的幂。当前的实现都用的是215 ，而关闭连接的时候，请求一个超过2 17的长度。(这种类型的消息，就是当一个peer希望另一个peer给它提供片断的时候，发出的请求)

‘cancel’类型的消息，它的数据和’request’消息一样。它们通常只在下载趋向完成的时候发送，也就是在‘结束模式“阶段发送。在一次下载接近完成的时候，最后的几个片断需要很长时间才能下载完。为了确保最后几个片断尽快下载完，它向所有的peers发送下载请求。为了保证这不带来可怕的低效，一旦某个片断下载完成，它就其它peers发送’cancel’消息。（意思就是说，我不要这个片断了，你要是准备好了，也不用给我发了，可以想象，如果对方还是把数据发送过来了，那么这边必须忽略这些重复的数据）。
‘piece’类型的消息，后面保护索引号、开始位置和实际的数据。注意，这种类型的消息和 ‘request’消息之间有潜在的联系（译注：因为通常有了request消息之后，才会响应‘piece’消息）。如果choke和unchoke消息发送的过于迅速，或者，传输速度变的很慢，那么可能会读到一些并不是所期望的片断。（ 也就是说，有时候读到了一些片断，但这些片断并不是所想要的）

BitTorrent 协议规范（BT协议集合）二

BitTorrent peer协议通过TCP协议进行操作。它不用调节任何socket选项就可以流畅运行。

peer之间的连接是对称的。两个方向送出的信息要协调一致，数据可以流入任一方。

peer协议指一个peer从零开始下载，每得到元信息文件索引中所描述的一个块且验证码一致，就向所有peer声明已得到此块。

连接的两个终端有2个状态指标，被阻塞与否，被关注与否，被阻塞（choking）是表明在恢复通畅之前数据不再发出的通知。发生阻塞的原因和技术问题稍后会提到。

数据传输发生在一方关注对方且对方没有阻塞的情况下。关注状态必须一致保持-如果一个没阻塞的peer没有别人需要的数据，别人对他就会失去关注，转而关注那些正在阻塞的peer。完全执行这种条件需要非常慎重，但这样的确可以让下载者知道哪些peer在阻塞消失后可以马上开始下载。

连接会逐渐断开不感兴趣和阻塞的peer。
peer连线协议包括一次握手跟着不断的大小一致且确定的信息流。握手的开始是字符十九（十进制），跟着是字符串'BitTorrentprotocol'。开头的字符是长度固定的，希望其它新协议也能这样以便区分。

此后所有送入协议的整数都编码为4字节大中止端。

在现有的应用中头部数据之后是8个全部预留为0的字节，若果你想通过改变这8个预留字节以扩展协议，请与Bram Cohen协调以保证所有扩展兼容。

然后是来自元信息文件中B编码的info值中长20字节的SHA1验证码（和info_hash向Tracker声明的值相同，但这里是原始值那里是引用）。如果双方的值不同，连接断开。一个例外是下载者想只用一个端口进行多个连接下载，它们会先从接入连接得到一个验证码，然后和列表里面的对照，有相同的就答复。

验证码之后是20字节的peer id，它包含在Tracker回应的peer列表中，在向Tracker的请求中被报告。如果接受方peer id不符合发送方希望，连接断开。

握手完毕。之后是长度固定的交互信息流。零长度信息用来保持连接，被忽略。这种信息一般2分钟发出一次，但是在等待数据期间很容易超时。

所有非保持连接用信息开头的字节给出类型，可能值如下：

·0-阻塞
·1-通畅
·2-关注
·3-不关注
·4-有
·5-比特组
·6-请求
·7-块
·8-取消

“阻塞”、“通畅”、“关注”和“不关注”类信息没有荷载。

“比特组”类信息仅作为首信息发出。它负载一个比特组，下载者有索引的设为1，其它为0。开始下载时没有任何数据的下载者跳过“比特组”信息。首字节高位到低位对应索引0-7，依次类推，第二字节对应8-15，等等。尾部的剩余的比特位设为0。

“已有”类信息负载一个数，即刚下载并核对完验证码的索引数。

“请求”类信息包括包含一个索引，开始和长度。后两者是字节偏移。长度一般是2的权值除非被文件尾截断。现行一般是2的15次幂，并且关闭大于2的17次幂长度的连接。

“取消”类信息负载和“请求”类信息有一样的负载。它通常在下载接近完成即“最后阶段”发出。当下载快要完成时，剩下几个块有都从同一个线程下载的趋向，这样会很慢。为了确保剩余块下载迅速，一旦还没有决定剩余块的下载请求向谁发出，先向所有他正在从对方下载数据的连接者发送要求所有剩余块的请求。为避免低效，每当一个块开始下载就向其他peer发出取消信息。

“块”类信息包含一个索引，开始和块。记住它和“请求”类信息是相关的。当传输速度很慢或“阻塞”“通畅”类信息高频率交替发出或两者同时发生，可能会载到一个不需要的块。

下载者下载块的顺序是随机的，这样适当防止下载者与其他Peers仅有相同的块子集或超集。
当数据传输时，下载者要备好多份请求排成队列，以获得较高的TCP传输效率（这叫“管运请求”）。另一方面，不能被写入TCP缓冲区的请求要被立即排入内存，而不是一个应用程序级的网络缓冲，一旦阻塞出现，这些请求全部丢弃。
阻塞的发生有很多原因。TCP协议的信息拥挤控制在即时向多连接发送信息的过程中表现极差。同时，阻塞的存在使下载者们能够用以牙还牙式的算法来确保稳定的下载速率。

下面描述的阻塞算法是目前基础的配置。重要的是所有新算法不光要在包含全部扩展算法的网络中运行良好，也要在主要包含这个基础算法的网络中运行良好。

一个优秀的阻塞算法有许多标准。它必须封锁一定同时上传的数量以获得良好的TCP表现，还要避免频繁的堵塞和通畅交替，即所谓“纤维化”。它应该用数据交换报答给自己数据的peer。最后，它还应该偶尔尝试一下与未使用过的peer端连接，找出比现有连接好的连接，这叫做尝试性疏通。

现行的阻塞算法避免纤维化的手段是每10秒转换被阻塞的名单。疏通4个自己关注且能从他们身上得到最高下载速率的peer，进行上传和数据交换。有较高上传速率但是不被关注下载者的peer被疏通，一旦这些peer开始被关注，那些上传率最低的peer的就被阻塞。如果下载者有了完整的文件，他用自己的上传率而不是下载率来决定疏通谁的连接。

在尝试性疏通中，任何一次中都有一个peer被疏通不管他的上传率如何（如果被关注，他会成为4个提供下载的peer之一）。被尝试性疏通的这种peer每30秒轮换一次。为了给它们一个上传整一个块的机会，新连接会以轮换中尝试性疏通次数的3倍开始连接。