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    BitTorrent BT下载原理分析


    BT是一種互聯網上新興的P2P傳輸協議,全名叫"BitTorrent",中文全稱:"比特流" ,最初的創造者是布拉姆·科恩,現在則獨立發展成一個有廣大開發者群體的開放式傳輸協議。BT全名為BitTorrent,其創始人為布拉姆·科恩,BT下載是目前互聯網最熱門的應用之一。BT下載通過一個P2P下載軟件(點對點下載軟件)來實現,克服了傳統下載方式的局限性,具有下載的人越多,文件下載速度就越快的特點。因此,吸引著眾多的網民使用,其好處是不需要資源發布者擁有高性能服務器就能迅速有效地把發布的資源傳向其他的BT客戶軟件使用者,而且大多數的BT軟件都是免費的。

    1.jpg

    BT全名為BitTorrent,是一個p2p軟件,你在下載download的同時,也在為其他用戶提供上傳upload,因為大家是“互相幫助”,所以不會隨著用戶數的增加而降低下載速度。

    下面是一般用ftp,http等分享流程:

    1.gif

    下面是用BitTorrent分享的流程:

    2.gif

    其實跟ED也十分相似,ED跟BT不同的地方有:

    ED:Emule Download,電驢下載,一種速度快、效率高、但又十分傷硬盤的網絡點對點下載工具。

    ED--要連上一個固定server BT--沒有固定server,只要分享者制作出該分享檔案的.torrent檔公布出來便可

    ED--分享的人越多速度越快? BT--種子seed越多速度越快

    ED--世界性的分享 BT--團體性的分享(可做到速度保證)

    ED--知道在分享者的user name &速度 BT--沒顯示使用者/分享者名字

    比起其它的P2P軟件,BT有個獨特的地方,它存在一個中間的WEB服務器,就是我們在發布的時所填寫的announce。 該服務器提供了發布的統一管理,不像其它P2P軟件那樣到處去找哪些非常不穩定的個人服務器,相對起來讓人安心的多。

    WEB服務器更大的作用是內網用戶可以做 Send(下面會說明原理),這是其它軟件無法做到的,但不好的地方是announce當機的時候就無法下載了。要知道P2P下載關鍵是要人氣要高,announce停一下就搞到人氣全沒有了。

    一、.torrent 的作用

    大家都知道我們要用BT下載 ,就要先下載一個.torrent文件,這個文件到底有甚么呢:

    首先是 announce 紀錄了發布服務器的位置,讓BT知道是那個WEB服務器發布的,然后是一些文件信息,文件名,目錄名,長度等等,最后是片段長度,和片段的 Sha1 校驗碼,(BT為了事現續傳和文件校驗,就把文件分成若干個片段),大家可以用寫字板打看torrent文件看看,就是知道個大概,后面的亂碼是片段 Sha1 校驗碼。

    開始-續傳的實現 sha校驗

    BT 打開一個 torrent文件后,先要你選擇文件保存那里。然后判斷文件不存在的話就建立新文件,存在的話就用 Sha1 校驗碼去校驗文件---錯誤的就是還沒下載的,這樣就可以實現續傳了,但128位校驗,想不慢都不行

    得到 peer

    現在知道要下載甚么了,到那里下載呢?這就要尋找有誰提供上傳了,這里BT是通過WEB服務器來實現的,首先BT會通過分析 torrent 來得到下面一串網址

    http://btfans.3322.org:6969/announce?info_hash=%CDg%D4%19%AD%96%9D%93%03%DB%E4%FFXA%C6%5D%043%17O&peer_id=%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%A3E%E0%9BeB%90d&port=6882&uploadED=0&downloadED=0&left=19171922&event=startED

    http://BTfans.3322.org:6969/announce 是發布服務器的地址

    info_hash 是torrent文件中的 info 部分的Sha校驗碼,WEB通過它在發布列表找到對應的紀錄

    peer_id 是自身的標識,它是12個0和當前時間+全球的唯一標識碼(GUID)的Sha校驗的前八位,共20位

    port 你提供上傳的 port

    IP 你的ip地址,沒有的話服務器會自己找到

    uploadED downloadED 你上傳和下載了多少,服務器可以用它來做流量分析

    left 你還要下載多少個字節

    event 狀態,告訴服務器你是準備開始下載,還是停止,還是下載完成了

    以上這個操作默認 5 分鐘做一次,或由服務器設定

    二、服務器會做甚么

    服務器中有個一個 track 程序來管理這些請求,得到這一串代碼后就會用 info_hash 來查找列表,找到你就可以下載,找不到就對不起啦。接著它會反連(NatCheck)你的 IP 和 Port這樣就可以知道你是內網用戶還是共網用戶(如果你是內網用戶,它是連不通的,因為它會連到你的服務器上,你的服務器當然沒有這個端口啦),然后服務器返回現在正在下載這個文件的所有公網用戶的IP和port,就像是:d8:intervali1800e5eersld2:ip14:xxx.xxx.xx.xxx7eerid20:00180531904b7e3abdd74orti6881eeee

    interval 1800 是告訴 BT 隔多少秒來查詢一次這里是 30 分鐘 (有點過分了),最后如果你是公網用戶它會把你提交的 IP 和 Port 放到info_hash 對應的列表中,這樣其它人就可以找到你

    三、下載

    得到這些 peer IP后,BT就可以找到對應的IP下載了,BT會到所有的peer去尋找自己要下載的東西,不是一定要到seed下載。BT每找到一個peer就和建立一個Socket來下載,所以下載的人越多,速度就越快。

    內網用戶可以做Send的原理

    上面說到服務器只會返回公網的ip的,那內網用戶怎么可以做Send呢,這是因為BT是一個主動連接的軟件(即使你已經下載完了,也不也會主動連接他人)下面是一個仿真流程:

    1 內網用戶開始做 seed,

    2 服務器收到請求,由于是第一個所以也沒有peer返回

    3 公網用戶提交請求,由于seed是內網用戶所以也沒有peer返回,等待下載,但服務器會把它的IP放到列表中

    4 內網經過 interval 時間間隔后,再向服務器放出請求,得到上面得公網IP

    5 得到公網IP后,內網馬上進行連接

    6 公網用戶建立連接,數據開始傳輸 (注意現在是公網用戶做服務器,內網用戶做客戶端,是不是有點怪)

    7 其它內網用戶去上面公網用戶下載數據

    所以,內網用戶做 seed 一定要有公網用戶得參與,否則其它內網用戶無法下載。如果全部是內網用戶,那個所有連接都不會成立,當然這是比較極端的情況。

    以上可見,內網用戶不能和內網用戶連接,其它用戶無法從服務器查到你,所以無法主動連接你,你只能每隔30分鐘從服務器找到公網用戶一個個進行連接。

    由于中國很多用戶的是內網用戶(我從服務器上查回來的peer還沒試過超過10個的),所以內網用戶用BT的確要比公網用戶要慢很多.

    四、迅雷下載原理分析:

    迅雷的工作原理據稱為”多資源超線程技術基于網格原理,能夠將網絡上存在的服務器和計算機資源進行有效的整合”。實際上還是傳統的下載技術,只不過這種下載技術綜合應用HTTP、FTP傳輸協議將文件的文件進行分塊、分片下載;而且還可以將文件等分,然后去不同地址下載;并且在這些傳統下載的過程中穿插P2P技術,也就是一種新的盜鏈技術??傮w來說,迅雷的下載呈現以下特點:

    1、多點下載。收集網上的所有下載地址以便多點下載。其他軟件如網際快車不會收集在下載地址里包含了用戶名和密碼的下載地址,但迅雷一樣收集,然后供其他人使用。這就就是“盜鏈”,即盜用別人的鏈接。

    2、使用類似BT的P2P下載技術。迅雷啟動后,會在系統背后啟動兩個線程Thunder。exe和Issue。exe,在線程里可以看得到。這兩個線程,就是要像BT那樣,共享本地硬盤上的文件,讓其它迅雷用戶下載。

    3、收集用戶提供的資源。例如:當有一個用戶在一個電影網站上,得到一個下載地址(A),然后用迅雷下載,這個下載地址就會被發到迅雷的服務器上;另一個地方又有一個用戶在另一個網站上下載同一部電影,迅雷的服務器又得到另一個下載地址(B)。

    4、迅雷服務器就會把相同文件的下載地址(A,B)集合在一起,形成一個資源,而那兩個用迅雷下載這兩個電影的用戶也算上,就會有四個下載點。當又有用戶在別的地方準備下載相同的電影的時候,迅雷就會在數據庫里比較,找出相同的資源(其它下載點也就是原先收集到的),提供給那個準備下載的用戶下載,這個用戶就會同時有多個下載點來下載而達到速度的飛升。

    例:當有一個用戶在一個電影網站上,得到一個下載地址(A),然后用迅雷下載,這個下載地址就會收集到迅雷的服務器上。

    在地球的另一個地方又有一個用戶在另一個網站上下載同一部電影,而得到另一個下載地址(B),就又會給迅雷服務器收集。然后迅雷服務器就會把相同文件的下載地址(A,B)集合在一起,形成一個資源。那兩個用迅雷下載這兩個電影的用戶也算上。就會有四個下載點了。而又有用戶在別的地方準備下載相同的電影的時候,迅雷就會在數據庫里比較,找出相同的資源(其它下載點,也就是上面收集到的),提供給那個準備下載的用戶下載,那這個用戶就會同時有多個下載點來下載,而達到速度的提升。而這個用戶當然也不可能只是享受高速的下載,他同時也會上傳了他下載的那部份數據(BT原理)。

    所以,當一個用戶用迅雷下載時,就會連上迅雷服務器,查找資源,如果是熱門的文件,迅雷就能返回大量的下載點,供這個用戶下載。從而達到下載速度的提升。

    五、BT下載原理

    BT是目前最熱門的下載方式之一,它的全稱為“BitTorrent”簡稱“BT”,中文全稱“比特流”,但很多朋友將它戲稱為“變態下載”,這又是什么原因呢?

    就HTTP、FTP、PUB等下載方式而言,一般都是首先將文件放到服務器上,然后再由服務器傳送到每位用戶的機器上,它的工作原理如圖1所示。因此如果同一時刻下載的用戶數量太多,勢必影響到所有用戶的下載速度,如果某些用戶使用了多線程下載,那對帶寬的影響就更嚴重了,因此幾乎所有的下載服務器都有用戶數量和最高下載速度等方面的限制。

    很明顯,由于上述的原因,即使你使用的是寬帶網,通常也很難達到運營商許諾的最高下載速度,這里面固然有網絡的原因,但與服務器的限制也不無關系。正因如此,BT下載方式出現之后,很快就成為了下載迷們的最愛。

    BT服務器是通過一種傳銷的方式來實現文件共享的。舉個例子來說吧,例如BT服務器將一個文件分成了N個部分,有甲、乙、丙、丁四位用戶同時下載,那么BT并不會完全從服務器下載這個文件的所有部分,而是根據實際情況有選擇地從其他用戶的機器中下載已下載完成的部分。例如甲已經下載了第1部分,乙已經下載了第2部分,那么丙就會從甲的機器中下載第1部分,從乙的機器中下載第2部分,當然甲、乙、丁三位用戶也在同時從丙的機器中下載相應的部分,這就大大減輕了BT服務器的負荷,也同時加快了丙的下載速度,也就是說每臺參加下載的計算機既從其他用戶的計算機上下載文件,同時自身也向其他用戶提供下載,因此參與下載的用戶數量越多,下載速度也越高。

    本文鏈接:http://www.uplinku.com/article/363.html

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