Принцип роботы Протокола Перед началом скачивания клиент подсоединяется к трекеру по адресу, указанному в торрент-файле, сообщает ему свой адрес и хеш-сумму торрент-файла, на что в ответ клиент получает адреса других клиентов, скачивающих или раздающих этот же файл. Далее клиент периодически информирует трекер о ходе процесса и получает обновлённый список адресов. Этот процесс называется объявлением (англ. announce). Клиенты соединяются друг с другом и обмениваются сегментами файлов без непосредственного участия трекера, который лишь хранит информацию, полученную от подключенных к обмену клиентов, список самих клиентов и другую статистическую информацию. Для эффективной работы сети BitTorrent необходимо, чтобы как можно больше клиентов были способны принимать входящие соединения. Неправильная настройка NAT или брандмауэра могут этому помешать. При соединении клиенты сразу обмениваются информацией об имеющихся у них сегментах. Клиент, желающий скачать сегмент (личер), посылает запрос и, если второй клиент готов отдавать, получает этот сегмент. После этого клиент проверяет контрольную сумму сегмента. Если она совпала с той, что записана в торрент-файле, то сегмент считается успешно скачанным, и клиент оповещает всех присоединённых пиров о наличии у него этого сегмента. Если же контрольные суммы различаются, то сегмент начинает скачиваться заново. Некоторые клиенты банят тех пиров, которые слишком часто отдают некорректные сегменты. Таким образом, объём служебной информации (размер торрент-файла и размер сообщений со списком сегментов) напрямую зависит от количества, а значит, и размера сегментов. Поэтому при выборе сегмента необходимо соблюдать баланс: с одной стороны, при большом размере сегмента объём служебной информации будет меньше, но в случае ошибки проверки контрольной суммы придется скачивать ещё раз больше информации. С другой стороны, при малом размере ошибки не так критичны, так как необходимо заново скачать меньший объём, но зато размер торрент-файла и сообщений об имеющихся сегментах становится больше. [править]Алгоритм обмена даннымиКаждый клиент имеет возможность временно блокировать отдачу другому клиенту (англ. choke). Это делается для более эффективного использования канала отдачи. Кроме того, при выборе — кого разблокировать, предпочтение отдаётся пирам, которые сами передали этому клиенту много сегментов. Таким образом, пиры с хорошими скоростями отдачи поощряют друг друга по принципу «ты — мне, я — тебе». Обмен сегментами ведётся по принципу «ты — мне, я — тебе» симметрично в двух направлениях. Клиенты сообщают друг другу об имеющихся у них сегментах при подключении и затем при получении новых сегментов, и поэтому каждый клиент может хранить информацию о том, какие сегменты есть у других подключенных пиров. Порядок обмена выбирается таким образом, чтобы сначала клиенты обменивались наиболее редкими сегментами: таким образом повышается доступность файлов в раздаче. В то же время выбор сегмента среди наиболее редких случаен, и поэтому можно избежать ситуации, когда все клиенты начинают скачивать один и тот же самый редкий сегмент, что негативно бы отразилось на производительности. Обмен данными начинается, когда обе стороны в нём заинтересованы, то есть, каждая из сторон имеет сегменты, которых нет у другой. Количество переданных сегментов подсчитывается, и если одна из сторон обнаруживает, что передаёт в среднем больше, чем принимает, она блокирует (англ. choke) на некоторое время отдачу другой стороне. Таким образом, в протокол заложена защита от личеров. Сегменты делятся на блоки размером 16-4096 килобайт, и каждый клиент запрашивает именно эти блоки. Одновременно могут запрашиваться блоки из разных сегментов. Более того, некоторые клиенты поддерживают скачивание блоков одного сегмента у разных пиров. В этом случае описанные выше алгоритмы и механизмы обмена применимы и к уровню блоков. [править]Режим End gameКогда скачивание почти завершено, клиент входит в особый режим, называемый end game. В этом режиме он запрашивает все оставшиеся сегменты у всех подключенных пиров, что позволяет избежать замедления или полного «зависания» почти завершенной закачки из-за нескольких медленных клиентов. Спецификация протокола не определяет, когда именно клиент должен войти в режим end game, однако существует набор общепринятых практик. Некоторые клиенты входят в этот режим, когда не осталось незапрошенных блоков, другие — пока количество оставшихся блоков меньше количества передающихся и не больше 20. Существует негласное мнение, что лучше поддерживать количество ожидаемых блоков низким (1 или 2) для минимизации избыточности, и что при случайном запрашивании меньший шанс получить дубликаты одного и того же блока.[3][4] При получении полного файла клиент переходит в специальный режим работы, в котором он только отдаёт данные (становится сидом). Далее сид периодически информирует трекер об изменениях в состоянии закачек и обновляет списки IP-адресов. [править]Общие особенности- Отсутствие очередей на скачивание.
- Файлы закачиваются небольшими фрагментами; чем менее доступен фрагмент, тем чаще он будет передаваться. Таким образом, присутствие в сети «сидера» с полным файлом для загрузки необязательно — система распределяет сегменты между «пирами», чтобы в последующем они могли обмениваться недостающими сегментами.
- Клиенты (peers) обмениваются сегментами непосредственно между собой, по принципу «ты — мне, я — тебе».
- Скачанные фрагменты становятся немедленно доступны другим клиентам.
- Контролируется целостность каждого фрагмента.
- В качестве объекта раздачи могут выступать несколько файлов (например, содержимое каталога).
Протоколы и портыКлиенты соединяются с трекером по протоколу TCP. Наиболее часто используемый входящий порт трекера: 6969. Клиенты соединяются друг с другом, используя протокол TCP. Наиболее часто используемые входящие порты клиентов: 6881—6889. Номера портов не фиксированы в спецификации протокола и могут изменяться при необходимости. В данный момент большинство трекеров используют обычный HTTP порт 80, а для клиентов рекомендуется выбрать случайный входящий порт. Более того, некоторые трекеры не допускают использование портов клиентов из стандартного диапазона 6881—6889, так как некоторые провайдеры запрещают использование этого диапазона портов. DHT-сеть в BitTorrent-клиентах использует протокол UDP. Кроме того, протокол UDP используется UDP-трекерами (поддерживается не всеми клиентами и не является официальной частью протокола) и для соединения клиентов друг с другом через UDP NAT Traversal (используется только в клиенте BitComet и не является официальной частью протокола).
Трекер (англ. tracker; /ˈtrækə(r)/) — специализированный сервер, работающий по протоколу HTTP. Трекер нужен для того, чтобы клиенты могли найти друг друга. Фактически, на трекере хранятся IP-адреса, входящие порты клиентов и хеш-суммы, уникальным образом идентифицирующие объекты, участвующие в закачках. По стандарту, имена файлов на трекере не хранятся, и узнать их по хеш-суммам нельзя. Однако на практике трекер часто помимо своей основной функции выполняет и функцию небольшого веб-сервера. Такой сервер хранит файлы метаданных и описания распространяемых файлов, предоставляет статистику закачек по разным файлам, показывает текущее количество подключённых пиров и пр. [править]Работа без трекераВ новых версиях протокола были разработаны бестрекерные (англ. trackerless) системы, которые решают некоторые из предыдущих проблем. Отказ трекера в таких системах не приводит к автоматическому отказу всей сети. Начиная с версии 4.2.0 официального клиента, в нём реализована функция бестрекерной работы, базирующаяся на DHT Kademlia. В таких системах трекер доступен децентрализовано, на клиентах, в форме распределённой хеш-таблицы. На данный момент не все клиенты используют совместимый друг с другом протокол. Совместимы между собой BitComet, µTorrent, Deluge, KTorrent, Transmission и официальный клиент BitTorrent. Vuze (Azureus) также имеет режим бестрекерной работы, но его реализация отличается от официальной, вследствие чего он не может работать через DHT с вышеперечисленными клиентами.[5] Однако, для Vuze существует поддержка стандартного DHT через плагин Mainline DHT. Работа без трекера также возможна при использовании мультипротокольных клиентов, поддерживающих BitTorrent. Shareaza через сеть Gnutella2 обменивается хешами и адресами пиров других поддерживаемых сетей, в том числе BitTorrent. В GreyLink 6.0 планируется поддержка BitTorrent, при этом сеть Direct Connect может использоваться не только для преобразования в TTH, но и для поиска пиров. [править]Работа без торрент-клиентаДля того чтобы брать и раздавать файлы в торрент-сетях, не обязательно пользоваться специальными программами. Существуют несколько сервисов, которые позволяют скачивать файлы, используя только браузер.[6] Наличие в файлах метаданных дополнительной информации, такой, как дополнительные источники и опциональные хеши, позволяет использовать файл метаданных .torrent аналогично форматам Metalink, MAGMA, Список файлов (Direct Connect). Клиент Shareaza использует опциональные хеши для поиска альтернативных источников в других сетях. Одним из вариантов использования является так называемое web–сидирование. Иногда на сервере по разным причинам нельзя запустить полноценный торрент клиент. В этом случае в качестве источника раздачи выступает сервер, работающий по протоколу HTTP. Как правило, клиенты отдают предпочтение другим BitTorrent клиентам и обращаются к web сиду только по необходимости. Следует знать, что реализован этот вариант использования как минимум трёмя способами: BEP0017 BitTornado style webseeding, BEP0019 GetRight style webseeding и External Sourcing, каждый из которых отличается в деталях реализации.
Впервые был создан Джоном "TheSHAD0W" Хоффманом, который создал BitTornado . [7] Начиная с версии 5.0 клиент BitTorrent поддерживает веб-сиды и загрузки с веб-сайтов, был создан простой инструмент, который создает публикации веб сидов торрентов. В μTorrent добавлена поддержка для получения веб-сидов в версии 1.7. В BitComet добавлена поддержка для получения веб-сидов в версии 1.14. [править]BTIH (BitTorrent Info Hash)Это SHA1 хеш поля Info из файла метаданных. Данный хеш используется в магнет-ссылках а также для идентификации на трекере и между клиентами. При загрузке на трекер файла метаданных его Info Hash может измениться так как трекер может изменить поле info установив флаг закрытой раздачи private или изменив/добавив поля внутри info. Поэтому необходимо снова скачать файл метаданных (файл .torrent) с трекера и добавить его в клиент.[8]
|
