【转】bt协议的详细分析

转自：https://baoz.net/bt-protocol/

一 BT系统的组成结构

1 普通的Web服务器：        例如Apache或IIS服务器

2 一个静态的种子文件：     即.Torrent文件，采用Bencoding编码

3  Tracker服务器：            追踪下载同一文件的用户

4 终端用户的Web浏览器：  用于下载种子文件

5  BT客户端：                   例如BitCommet，BitSpirit

二 种子文件

1 格式介绍

种子文件采用bencoding编码，整个文件包含以下关键字：

announce：             Tracke服务器的UR以字符串)。

announce-list(可选):  备用Tracker服务器列表(列表)。

creation date(可选):  种子创建的时I司。

comment(可选):       备注(字符串)。

created by(可选):     创建人或创建程序的信息(字符串)。

Info:                       一个字典结构，包含文件的主要信息，分二种情况:单文件结构或多文件结构

单文件结构如下:

length:                 文件长度，单位字节(整数)。

md5sum(可选):  长32个字符的文件的MD5校验和，BT不使用这个值，只是为了兼容一些程序所保留!(字符串)。

Name:                 文件名(字符串)。

Piece length:        每个块的大小，单位字节(整数)。

Pieces:                每个块的20个字节的SHAT Hash的值(二进制格式)。

多文件结构如下:

files:                    一个字典结构。

Length:                文件长度，单位字节(整数)。

md5sum(可选):   同单文件结构中相同。

Path:                   文件的路径和名字，是一个列表结构，如test\test.txt列表 为 14:test8test.txte

Name:                 最上层的目录名字(字符串))o

Piece length:        同单文件结构中相同。

Pieces:                同单文件结构中相同。

2 Bencoding编码规则：

（1）字符串编码：<字符串长度>:<字符串>

例如字符串spam被编码为4:spam

（2）整数编码：  i<整数>e

例如数字23表示为i23e，-23表示为i-23e，0为i0e

（3）列表编码：  1<Bencoding编码类型>e

例如l4:spam4:eggse表示两个字符串“spam”，“eggs”

（4）字典编码： d<Bencoding字符串><Bencoding编码类型>e

例如d3:cow3:moo4:spam4:eggse表示{“cow“=“moo“, “spam“=“eggs“}

d4:path3:C:\8:filename8:test.txte表示{“path”=”C:\”,”filename”=”test.txt”}

3 文件举例 （以下是用记事本打开.torrent文件）

d8:announce40:udp://tracker.bitcomet.net:8080/announce13:creation datei1175422660e8:encoding3:GBK4:infod6:lengthi7080818e4:name18:gettingoveryou.mp310:name.utf-818:gettingoveryou.mp312:piece lengthi1048576e6:pieces140:琚瀲⒂!堯??M挷咲i?屩轩@鏋EU轒50-?鷰靀F?@憸%l?Iy~ ??R?襉軦d[1]f岤\>@陗罏?樯燐#o?翟木懣槾”霡­瓼W?棈Dk鰛殴鴞?チY庖}0!$苶 7:privatei1ee13:publisher-url7:http://19:publisher-url.utf-87:http://e

三 BT系统的通信过程 （没有采用DHT时）

BT客户端通过种子文件获得相关信息，在下载过程中定期与Tracker服务器交互（通过http协议或者https协议）。Tracker定期从下载者处接受信息，并返回一个Peers列表。

下载者周期性的向Tracker登记，Tracker根据各个下载者的登记信息不断更新Peers列表。因此BT客户端定时的向Tracker发出获取Peers列表的请求，以便客户端能获得更快、更多的Peers，使得它的下载速度更快。

BT客户端之间根据Peers列表的信息，向相应的BT客户端发起连接，下载需要的部分，从而实现了各个客户端之间的相互通信。这种连接是基于TCP的BT对等协议。

四 Tracker查询

Tracker通过HTTP的GET命令的参数来接收信息BT客户单发送给Tracker服务器GET请求，包含一下关键字：

Info_ hash:     种子文件中info部分的SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1) ,  20字节长。每一个片断都采用SHA-I，当BT客户端每下载完一个片断，都需要验证数据的正确性。

PeerId:         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，随机创建一个ID 。

IP（可选):     给出了peer的IP地址。

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，就会尝试6882，如果还被占用，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。

Downloaded: 已经下载的数据大小。

Left:             该Peer还有多少数据没有下载完。

Event(可选)：值可以为started, completed或stopped之一

五 Tracker响应

BT客户端向Tracker查询后，Track会发出响应。响应是用Bencoding编码的字典。

1 如果响应中有关键字failure reason，则表示查询失败，其值为一个字符串，解释失败原因。不再有其它关键字。

2 否则有两个关键字：

Interval:   两次发送请求的时间间隔

Peers:      一个字典的列表，每个字典包括一下关键字Peer Id ， IP ,  Port，分别对应Peer所选择的ID, IP地址。

六 BT对等协议

是基于TCP的应用层协议，用于Peer之间交换信息。连接后两个Peer之间是对称的，数据可以双向传送。当一个Peer下载完一个片段后，就会向所有Peer宣布它拥有了这个片段。包括一下几个消息：

1 Handshake消息

2 Bitfield消息

3 Have消息

4 Request消息

5 Cancel消息

6 Choke消息

7 Interested消息

8 keep-alive消息

注：在没有采用DHT（Distributed Hash Table或Dynamic Hash Table）技术时，对等体之间的互相发现需要通过Tracker服务器，因此如果没有Tracker服务器，BT客户端就不会获得新加入的用户的信息， 速度会受很大影响甚至根本无法下载。现在很多BT软件采用DHT技术的Kad算法，可以不通过服务器实现对等体之间的相互定位与发现，例如电驴就采用了 kad网络。

参考网站：http://www.bittorrent.org/