今天我們來對BitTorrent協(xié)議進(jìn)行一下講解。我們都知道BitTorrent協(xié)議所支持的軟件是進(jìn)行下載用的。但是這個協(xié)議并非只能應(yīng)用到這個層面。普通的HTTP/FTP下載使用TCP/IP協(xié)議,BitTorrent協(xié)議是架構(gòu)于TCP/IP協(xié)議之上的一個P2P文件傳輸協(xié)議,處于TCP/IP結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層｡ BitTorrent協(xié)議本身也包含了很多具體的內(nèi)容協(xié)議和擴(kuò)展協(xié)議,并在不斷擴(kuò)充中｡

根據(jù)BitTorrent協(xié)議,文件發(fā)布者會根據(jù)要發(fā)布的文件生成提供一個.torrent文件,即種子文件,也簡稱為種子｡

.torrent文件本質(zhì)上是文本文件,包含Tracker信息和文件信息兩部分｡Tracker信息主要是BT下載中需要用到的Tracker服務(wù)器的地址和針對Tracker服務(wù)器的設(shè)置,文件信息是根據(jù)對目標(biāo)文件的計算生成的,計算結(jié)果根據(jù)BitTorrent協(xié)議內(nèi)的Bencode規(guī)則進(jìn)行編碼｡它的主要原理是需要把提供下載的文件虛擬分成大小相等的塊,塊大小必須為2k的整數(shù)次方(由于是虛擬分塊,硬盤上并不產(chǎn)生各個塊文件),并把每個塊的索引信息和Hash驗(yàn)證碼寫入.torrent文件中;所以,.torrent文件就是被下載文件的索引｡

下載者要下載文件內(nèi)容,需要先得到相應(yīng)的.torrent文件,然后使用BT客戶端軟件進(jìn)行下載｡

下載時,BT客戶端首先解析.torrent文件得到Tracker地址,然后連接Tracker服務(wù)器｡Tracker服務(wù)器回應(yīng)下載者的請求,提供下載者其他下載者(包括發(fā)布者)的IP｡下載者再連接其他下載者,根據(jù).torrent文件,兩者分別告知對方自己已經(jīng)有的塊,然后交換對方所沒有的數(shù)據(jù)｡此時不需要其他服務(wù)器參與,分散了單個線路上的數(shù)據(jù)流量,因此減輕了服務(wù)器負(fù)擔(dān)｡

下載者每得到一個塊,需要算出下載塊的Hash驗(yàn)證碼與.torrent文件中的對比,如果一樣則說明塊正確,不一樣則需要重新下載這個塊｡這種規(guī)定是為了解決下載內(nèi)容準(zhǔn)確性的問題｡

一般的HTTP/FTP下載,發(fā)布文件僅在某個或某幾個服務(wù)器,下載的人太多,服務(wù)器的帶寬很易不勝負(fù)荷,變得很慢｡而BitTorrent協(xié)議下載的特點(diǎn)是,下載的人越多,提供的帶寬也越多,種子也會越來越多,下載速度就越快｡

而有些人下載完成后關(guān)掉下載任務(wù),提供較少量數(shù)據(jù)給其他用戶,為盡量避免這種行為,在非官方BitTorrent協(xié)議中存在超級種子(super seed)的算法｡這種算法允許文件發(fā)布者分幾步發(fā)布文件,發(fā)布者不需要一次提供文件所有內(nèi)容,而是慢慢開放的下載內(nèi)容的比例,延長下載時間｡此時,速度快的人由于未下載完必須提供給他人數(shù)據(jù),速度慢的人有更多機(jī)會得到數(shù)據(jù)｡

BitTorrent協(xié)議原理在該圖示中,由不同顏色區(qū)分的是某一文件的不同部分,當(dāng)傳輸開始時,只有種子發(fā)布都擁有全部文件,在傳輸進(jìn)行中,有部分用戶獲得部分文件(帶顏色線條表示),隨著傳輸?shù)睦^續(xù),文件已經(jīng)全部公布在系統(tǒng)中,此時,種子擁有者可以退出,也不會影響該文件的傳播｡