[分享]：BT原理分析与补充

月影水飘飘

BT全名为BitTorrent,是一个p2p软件,你在下载download的同时，也在为其他用户提供上传upload，因为大家是“互相帮助”，所以不会随着用户数的增加而降低下载速度。

下面是一般用ftp，http等分享流程：

月影水飘飘

但是这样就出现了一个问题，随着用户的增多，对带宽的要求也随之增多，用户过多就会造成瓶颈，而且搞不好还会把服务器挂掉，所以很多的服务器会都有用户人数的限制，下载速度的限制，这样就给用户造成了诸多的不便。

下面是用BitTorrent分享的流程：

月影水飘飘

BT首先在上传者端把一个文件分成了Z个部分，甲在服务器随机下载了第N各部分，乙在服务器随机下载了第M个部分，这样甲的BT就会根据情况到乙的电脑上去拿乙已经下载好的M部分，乙的BT就会根据情况去到甲的电脑上去拿甲已经下载好的N部分，这样就不但减轻了服务器端得负荷，也加快了用户方（甲乙）的下载速度，效率也提高了，更同样减少了地域之间的限制。比如说丙要连到服务器去下载的话可能才几K，但是要是到甲和乙的电脑上去拿就快得多了。所以说用的人越多，下载的人越多，大家也就越快，BT的优越性就在这里。而且，在你下载的同时，你也在上传（别人从你的电脑上拿那个文件的某个部分），所以说在享受别人提供的下载的同时，你也在贡献。

我们也可以从上图可以看到，BT的资源是采用分布式分享，从而使得Server的负担也比FTP,Http下载方式相对较轻。由此，理论上，服务器资源占用相对比其他方式要少，包括带宽、磁盘读写率、以及相应的维护费用。（注意，这里说到的磁盘读写率，Server不同于我们的客户端，在写的同时由于需要共享，还要被其他用户读，所以，我第一次了解到BT是利用此方法来提供资源共享的，我第一感觉就是：...传销啊........＝.=b）


其实跟ED也十分相似，ED跟BT不同的地方有: 　（ED=Edonkey）
　　ED--要连上一个固定server BT--没有固定server,只要分享者制作出该分享档案的.torrent档公布出来便可
　　ED--分享的人越多速度越快? BT--种子seed越多速度越快
　　ED--世界性的分享 BT--团体性的分享(可做到速度保证)
　　ED--知道在分享者的user name &速度 BT--没显示使用者/分享者名字
　
比起其它的P2P软件，BT有个独特的地方，它存在一个中间的WEB服务器，就是我们在发布的时所填写的announce。该服务器提供了发布的统一管理，不像其它P2P软件那样到处去找哪些非常不稳定的个人服务器，相对起来让人安心的多。

该WEB服务器更大的作用是内网用户可以做 Send（下面会说明原理），这是其它软件无法做到的，但不好的地方是announce当机的时候就无法下载了。要知道P2P下载关键是要人气要高，announce停一下就搞到人气全没有了。

.torrent 的作用

大家都知道我们要用BT下载 ，就要先下载一个.torrent文件，这个文件到底有甚么呢：
首先是 announce 纪录了发布服务器的位置，让BT知道是那个WEB服务器发布的，然后是一些文件信息，文件名，目录名，长度等等，最后是片段长度，和片段的 Sha1 校验码，（BT为了事现续传和文件校验，就把文件分成若干个片段），大家可以用写字板打看torrent文件看看，就是知道个大概，后面的乱码是片段 Sha1 校验码。

开始-续传的实现 sha校验

BT 打开一个 torrent文件后，先要你选择文件保存那里。然后判断文件不存在的话就建立新文件，存在的话就用 Sha1 校验码去校验文件---错误的就是还没下载的，这样就可以实现续传了，但128位校验，想不慢都不行

得到 peer

现在知道要下载甚么了，到那里下载呢?这就要寻找有谁提供上传了，这里BT是通过WEB服务器来实现的，首先BT会通过分析 torrent 来得到下面一串网址
http://btfans.3322.org:6969/anno ... 2&event=startED

http://BTfans.3322.org:6969/announce 是发布服务器的地址

info_hash 是torrent文件中的 info 部分的Sha校验码，WEB通过它在发布列表找到对应的纪录

peer_id 是自身的标识，它是12个0和当前时间+全球的唯一标识码（GUID）的Sha校验的前八位，共20位

port 你提供上传的 port

IP 你的ip地址，没有的话服务器会自己找到

uploadED downloadED 你上传和下载了多少，服务器可以用它来做流量分析

left 你还要下载多少个字节

event 状态，告诉服务器你是准备开始下载，还是停止，还是下载完成了

以上这个操作默认 5 分钟做一次，或由服务器设定

服务器会做甚么

服务器中有个一个 track 程序来管理这些请求，得到这一串代码后就会用 info_hash 来查找列表，找到你就可以下载，找不到就对不起啦。接着它会反连（NatCheck）你的 IP 和 Port这样就可以知道你是内网用户还是共网用户（如果你是内网用户，它是连不通的，因为它会连到你的服务器上，你的服务器当然没有这个端口啦），然后服务器返回现在正在下载这个文件的所有公网用户的IP和port，就像是：d8:intervali1800e5eersld2:ip14:xxx.xxx.xx.xxx7eerid20:00180531904b7e3abdd74orti6881eeee
interval 1800 是告诉 BT 隔多少秒来查询一次这里是 30 分钟 （有点过分了），最后如果你是公网用户它会把你提交的 IP 和 Port 放到info_hash 对应的列表中，这样其它人就可以找到你

下载

得到这些 peer IP后，BT就可以找到对应的IP下载了，BT会到所有的peer去寻找自己要下载的东西，不是一定要到seed下载。BT每找到一个peer就和建立一个Socket来下载，所以下载的人越多，速度就越快。

内网用户可以做Send的原理

上面说到服务器只会返回公网的ip的，那内网用户怎么可以做Send呢，这是因为BT是一个主动连接的软件（即使你已经下载完了，也不也会主动连接他人）下面是一个仿真流程：

1 内网用户开始做 seed，
2 服务器收到请求，由于是第一个所以也没有peer返回
3 公网用户提交请求，由于seed是内网用户所以也没有peer返回，等待下载，但服务器会把它的IP放到列表中
4 内网经过 interval 时间间隔后，再向服务器放出请求，得到上面得公网IP
5 得到公网IP后，内网马上进行连接
6 公网用户建立连接，数据开始传输 （注意现在是公网用户做服务器，内网用户做客户端，是不是有点怪）
7 其它内网用户去上面公网用户下载数据

所以，内网用户做 seed 一定要有公网用户得参与，否则其它内网用户无法下载。如果全部是内网用户，那个所有连接都不会成立，当然这是比较极端的情况。

以上可见，内网用户不能和内网用户连接，其它用户无法从服务器查到你，所以无法主动连接你，你只能每隔30分钟从服务器找到公网用户一个个进行连接。

由于中国很多用户的是内网用户（我从服务器上查回来的peer还没试过超过10个的），所以内网用户用BT的确要比公网用户要慢很多。