P2P/BT种子下载原理
2021-04-01 18:16:25 1 举报AI智能生成
P2P/BT种子下载原理
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大纲/内容
P2P下载原理
概念
现在的BT下载可以说是继局域网、ftp、http之后最广泛使用的文件分享和传播途径BT，全称BitTorrent，是一种P2P下载方式。常见的P2P除了bt就是emule
对等网络(Peer to Peer)
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对比传统下载(http/ftp)
3. 随着用户的增多，对带宽的要求也随之增多，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
4. 一次下载动作只有1个下载动作(Server->C0)
实现
大概原理
1. 传统的http下载是从服务器（sever）上直接复制数据给客户端（PC）
2. P2P下载时，服务器（sever）不再担任以前的http下载中服务器的角色，他只负责将文件的基本信息在客户端之间中转，本身并未存放任何文件
3. P2P软件将文件被分成若干块，这里假设为A~Z块，客户端可以先下载K段再下载别的，没有固定的顺序，只要等最后文件被“填满”就完成了
专业用词
种子
1. 所谓的“种子”，就是指那些已经将文件下载完成的人，他们拥有全部的区块。
2. 发布资源的人自己就是一个最原始的种子，最先连接的客户端得到的块都是从他这边来的，直到新的种子出现。
求种
“求种”一词常见于影视类论坛或者成人网站， 这里的“种”是指种子文件，也就是Torrent文件。
Hash(哈希算法)
Tracker
1. 是指运行于服务器上的一个程序，这个程序能够追踪到底有多少人同时在下载同一个文件
2. 客户端连上tracker服务器，就会获得一个下载人员的名单，根据这个，BT客户端会自动连上别人的机器进行下载。
3. BT客户端在下载开始以及下载进行的过程中，要不停的与tracker服务器进行通信，以报告自己的信息，并获取其它下载client的信息
Torrent文件
Tracker信息和文件信息组成
Tracker信息: Tracker服务器的地址和针对Tracker服务器的设置
文件信息: 根据目标文件的计算生成的，计算结果根据BitTorrent协议内的B编码规则进行编码(把提供下载的文件虚拟分成大小相等的块，块大小必须为2k的整数次方（由于是虚拟分块，硬盘上并不产生各个块文件），并把每个块的索引信息和Hash验证码写入)
算法策略
文件分片
分片机制
1. BT会对文件进行分片(Piece)
片选择机制
节点选择机制
BT系统采用了基于Tit-for-Tat(以牙还牙)的激励机制来抵御Free-riding(白嫖)行为，其中Choking/Unchoking算法最为关键。
2. Choking/Unchoking算法优先选择曾经为自己提供过上传数据并拥有高下载速率的节点
分片选择算法
严格的优先级
一旦请求了某个分片的子片段，然后该分片余下的子片段会优先被请求，这样，可以尽可能获得一个完整的分片
随机的第一个片段
最少优先的一个例外是下载开始时，此时，下载者没有任何分片可供上传，所以需尽快获得一个完整的分片，所以，第一个分片是随机选择的，直到第一个分片下载完成，才切换回最少优先的策略
最少优先
对一个下载者来说，选择下一个被下载分片时，通常选择它的节点们所拥有的最少的那个分片，即最少优先，这种技术，确保了每个peer都拥有其他peer们最希望得到的那些片段，从而一旦有需要，上传就可以开始
最后阶段模式
问题
Tracker与Client交互过程?
1. client向tracker发一个HTTP的GET请求，并把它自己的信息放在GET的参数中；这个请求的大致意思是：我是xxx（一个唯一的id），我想下载yyy文件，我的ip是aaa，我用的端口是bbb
2. tracker对所有下载者的信息进行维护，当它收到一个请求后，首先把对方的信息记录下来，然后将一部分参与下载同一个文件（一个tracker服务器可能同时维护多个文件的下载）的下载者的信息返回给对方。
3. Client在收到tracker的响应后，就能获取其它下载者的信息，那么它就可以根据这些信息，与其它下载者建立连接，从它们那里下载文件片断。
BT下载速度不够稳定，当断种时则无法完整下载
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