BitTorrent 是一種分發(fā)文件的協(xié)議。它通過URL來識(shí)別內(nèi)容，并且可以無縫的和web進(jìn)行交互。它基于HTTP協(xié)議，它的優(yōu)勢(shì)是：如果有多個(gè)下載者并發(fā)的下載同一個(gè)文件，那么，每個(gè)下載者也同時(shí)為其它下載者上傳文件，這樣，文件源可以支持大量的用戶進(jìn)行下載，而只帶來適當(dāng)?shù)呢?fù)載的增長。（譯注：因?yàn)榇罅康呢?fù)載被均衡到整個(gè)系統(tǒng)中，所以提供源文件的機(jī)器的負(fù)載只有少量增長）

一個(gè)BT文件分布系統(tǒng)由下列實(shí)體組成：

一個(gè)普通的web服務(wù)器

一個(gè)靜態(tài)的“元信息”文件

一個(gè)跟蹤（tracker）服務(wù)器

終端用戶的web瀏覽器

終端下載者

理想的情況是多個(gè)終端用戶在下載同一個(gè)文件。

要提供文件共享，那么一臺(tái)主機(jī)需要執(zhí)行以下步驟：

Ø運(yùn)行一個(gè) tracker服務(wù)器（或者，已經(jīng)有一個(gè)tracker服務(wù)器在運(yùn)行了也可以）

Ø運(yùn)行一個(gè)web服務(wù)器，例如apache，或者已經(jīng)有一個(gè)web服務(wù)器在運(yùn)行了。

Ø在web服務(wù)器上，將文件擴(kuò)展名.torrent 和MIME類型 application/x-bittorrent關(guān)聯(lián)起來（或者已經(jīng)關(guān)聯(lián)了）

Ø根據(jù) tracker服務(wù)器的 URL 和要共享的文件來創(chuàng)建一個(gè)“元信息”文件（.torrent）。

Ø將“元信息”文件發(fā)布到web服務(wù)器上

Ø在某個(gè)web頁面上，添加一個(gè)到“元信息”文件的鏈接。

Ø運(yùn)行一個(gè)已經(jīng)擁有完整文件的下載者（被成為’origin’，或者’seed’，種子）

要開始下載文件，那么終端用戶執(zhí)行以下步驟：

Ø安裝 BT（或者已經(jīng)安裝）

Ø訪問提供 .torrent 文件的web服務(wù)器

Ø點(diǎn)擊到 .torrent 文件的鏈接（譯注：這時(shí)候，bt會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框）

Ø選擇要把下載的文件保存到哪里？或者是一次斷點(diǎn)續(xù)傳

Ø等待下載的完成。

Ø結(jié)束bt程序的運(yùn)行（如果不主動(dòng)結(jié)束，那么bt會(huì)一直為其它人提供文件上傳）

各個(gè)部分之間的連通性如下：

網(wǎng)站負(fù)責(zé)提供一個(gè)靜態(tài)的文件，而把BT輔助程序（客戶端）放在客戶端機(jī)器上。

Trackers從所有下載者處接收信息，并返回給它們一個(gè)隨機(jī)的peers的列表。這種交互是通過HTTP或HTTPS協(xié)議來完成的。

下載者周期性的向tracker登記，使得tracker能了解它們的進(jìn)度；下載者之間通過直接連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和下載。這種連接使用的是 BitTorrent 對(duì)等協(xié)議，它基于TCP。

Origin只負(fù)責(zé)上傳，從不下載，因?yàn)樗呀?jīng)擁有了完整的文件。Origin是必須的。

元文件和tracker的響應(yīng)都采用的是一種簡單、有效、可擴(kuò)展的格式，被稱為bencoding，它可以包含字符串和整數(shù)。由于對(duì)不需要的字典關(guān)鍵字可以忽略，所以這種格式具有可擴(kuò)展性，其它選項(xiàng)以后可以方便的加進(jìn)來。

Bencoding格式如下：

對(duì)于字符串，首先是一個(gè)字符串的長度，然后是冒號(hào)，后面跟著實(shí)際的字符串，例如：4:spam，就是“ spam”

整數(shù)編碼如下，以 ‘i’ 開始，然后10進(jìn)制的整數(shù)值，最后以’e’結(jié)尾。例如，i3e表示3，I-3e表示-3。整數(shù)沒有大小限制。I-0e是無效的。除了 i0e外，所以以0起始的整數(shù)都無效。I0e當(dāng)然表示0。

列表編碼如下，以’l’開始，接下來是列表值的編碼（也采用bencoded編碼），最后以’e’結(jié)束。例如：l4:spam4:eggse 表示 [‘spam’, ‘eggs’]。

字典編碼如下，以’d’開始，接下來是可選的keys和它對(duì)應(yīng)的值，最戶以’e’結(jié)束。例如：d3:cow3:moo4:spam4:eggse，表示{‘cow’:’moo’,’spam’:’eggs’}，而d4:spaml1:al:bee 表示 {‘spam’:[‘a(chǎn)’,’b’]}。鍵值必須是字符串，而且已經(jīng)排序（并非是按照字母順序排序，而是根據(jù)原始的字符串進(jìn)行排序）。

元文件是采用bencoded編碼的字典，包括以下關(guān)鍵字：

announce tracker的服務(wù)器

info 它實(shí)際上是一個(gè)字典，包括以下關(guān)鍵字：

Name：一個(gè)字符串，在保存文件的時(shí)候，作為一個(gè)建議值。僅僅是個(gè)建議而已，你可以用別的名字保存文件。

Piece length：為了更好的傳輸，文件被分隔成等長的片斷，除了最后一個(gè)片斷以外，這個(gè)值就是片斷的大小。片斷大小幾乎一直都是2的冪，最常用的是 256k（BT的前一個(gè)版本3.2，用的是1M作為默認(rèn)大小）

Pieces：一個(gè)長度為20的整數(shù)倍的字符串。它將再被分隔為20字節(jié)長的字符串，每個(gè)子串都是相應(yīng)片斷的hash值。

此外，還有一個(gè)length或files的關(guān)鍵字，這兩個(gè)關(guān)鍵字只能出現(xiàn)一個(gè)。如果是length，那么表示要下載的僅僅是單個(gè)文件，如果是files那么要下載的是一個(gè)目錄中的多個(gè)文件。

如果是單個(gè)文件，那么length是該文件的長度。

為了能支持其它關(guān)鍵字，對(duì)于多個(gè)文件的情況，也把它當(dāng)作一個(gè)文件來看，也就是按照文件出現(xiàn)的順序，把每個(gè)文件的信息連接起來，形成一個(gè)字符串。每個(gè)文件的信息實(shí)際上也是一個(gè)字典，包括以下關(guān)鍵字：

Length：文件長度

Path：子目錄名稱的列表，列表最后一項(xiàng)是文件的實(shí)際名稱。（不允許出現(xiàn)列表為空的情況）。

Name：在單文件情況下，name是文件的名稱，而在多文件情況下，name是目錄的名稱。

Tracker查詢。Trakcer通過HTTP的GET命令的參數(shù)來接收信息，而響應(yīng)給對(duì)方（也就是下載者）的是經(jīng)過bencoded編碼的消息。注意，盡管當(dāng)前的tracker的實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)web服務(wù)器，它實(shí)際上可以運(yùn)行的更輕便一些，例如，作為apache的一個(gè)模塊。

Tracker GET requests have the following keys:

發(fā)送給Tracker的GET請(qǐng)求，包含以下關(guān)鍵字：

Info_hash：元文件中info部分的sha hash，20字節(jié)長。這個(gè)字符創(chuàng)幾乎肯定需要被轉(zhuǎn)義（譯注：在URL中，有些字符不能出現(xiàn)，必須通過unicode進(jìn)行編碼）

Peer_id：下載者的id，一個(gè)20字節(jié)長的字符串。每個(gè)下載者在開始一次新的下載之前，需要隨機(jī)創(chuàng)建這個(gè)id。這個(gè)字符串通常也需要被轉(zhuǎn)義。

Ip：一個(gè)可選的參數(shù)，給出了peer的ip地址（或者dns名稱？）。通常用在origin身上，如果它和tracker在同一個(gè)機(jī)器上。

Port：peer所監(jiān)聽的端口。下載者通常在在 6881 端口上監(jiān)聽，如果該端口被占用，那么會(huì)一直嘗試到 6889，如果都被占用，那么就放棄監(jiān)聽。

Uploaded：已經(jīng)上載的數(shù)據(jù)大小，十進(jìn)制表示。

Downloaded：已經(jīng)下載的數(shù)據(jù)大小，十進(jìn)制表示

Left：該peer還有多少數(shù)據(jù)沒有下載完，十進(jìn)制表示。注意，這個(gè)值不能根據(jù)文件長度和已下載數(shù)據(jù)大小計(jì)算出來，因?yàn)楹芸赡苁菙帱c(diǎn)續(xù)傳，如果因?yàn)闄z查文件完整性失敗而必須重新下載的時(shí)候，這也提供了一個(gè)機(jī)會(huì)。

Event：一個(gè)可選的關(guān)鍵字，值是started、compted或者stopped之一（也可以為空，不做處理）。如果不出現(xiàn)該關(guān)鍵字，。在一次下載剛開始的時(shí)候，該值被設(shè)置為started，在下載完成之后，設(shè)置為completed。如果下載者停止了下載，那么該值設(shè)置為stopped。

Tracker的響應(yīng)是用bencoded編碼的字典。如果tracker的響應(yīng)中有一個(gè)關(guān)鍵字failure reason，那么它對(duì)應(yīng)的是一個(gè)字符串，用來解釋查詢失敗的原因，其它關(guān)鍵字都不再需要了。否則，它必須有兩個(gè)關(guān)鍵字：Interval：下載者在兩次發(fā)送請(qǐng)求之間的時(shí)間間隔。Peers:一個(gè)字典的列表，每個(gè)字典包括以下關(guān)鍵字：Peer id，Ip，Port，分別對(duì)應(yīng)peer所選擇的id、ip地址或者dns名稱、端口號(hào)。注意，如果某些事件發(fā)生，或者需要更多的peers，那么下載者可能不定期的發(fā)送請(qǐng)求，

（downloader 通過 HTTP 的GET 命令來向 tracker 發(fā)送查詢請(qǐng)求，tracker 響應(yīng)一個(gè)peers 的列表）

如果你想對(duì)元信息文件或者tracker查詢進(jìn)行擴(kuò)展，那么需要同Bram Cohen協(xié)調(diào)，以確保所有的擴(kuò)展都是兼容的。

BT對(duì)等協(xié)議基于TCP，它很有效率，并不需要設(shè)置任何socket選項(xiàng)。（譯注：BT對(duì)等協(xié)議指的是peer與peer之間交換信息的協(xié)議）

對(duì)等的兩個(gè)連接是對(duì)稱的，消息在兩個(gè)方向上同樣的傳遞，數(shù)據(jù)也可以在任何一個(gè)方向上流動(dòng)。

一旦某個(gè)peer下載完了一個(gè)片斷，并且也檢查了它的完整性，那么它就向它所有的peers宣布它擁有了這個(gè)片斷。

連接的任何一端都包含兩比特的狀態(tài)信息：是否choked，是否感興趣。Choking是通知對(duì)方，沒有數(shù)據(jù)可以發(fā)送，除非unchoking發(fā)生。Choking的原因以及技術(shù)后文解釋。

一旦一端狀態(tài)變?yōu)閕nterested，而另一端變?yōu)榉莄hoking，那么數(shù)據(jù)傳輸就開始了。（也就是說，一個(gè)peer，如果想從它的某個(gè)peer那里得到數(shù)據(jù)，那么，它首先必須將它兩之間的連接設(shè)置為 interested，其實(shí)就是發(fā)一個(gè)消息過去，而另一個(gè)peer，要檢查它是否應(yīng)該給這個(gè)家伙發(fā)送數(shù)據(jù)，如果它對(duì)這個(gè)家伙是 unchoke，那么就可以給它發(fā)數(shù)據(jù)，否則還是不能給它數(shù)據(jù)）Interested狀態(tài)必須一直被設(shè)置――任何時(shí)候。要用點(diǎn)技巧才能比較好的實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，但它使得下載者能夠立刻知道哪些peers將開始下載。

對(duì)等協(xié)議由一個(gè)握手開始，后面是循環(huán)的消息流，每個(gè)消息的前面，都有一個(gè)數(shù)字來表示消息的長度。握手的過程首先是先發(fā)送19，然后發(fā)送“BitTorrent protocol”。19就是“BitTorrent protocol”的長度。

后續(xù)的所有的整數(shù)，都采用big-endian 來編碼為4個(gè)字節(jié)

在協(xié)議名稱之后，是8個(gè)保留的字節(jié)，這些字節(jié)當(dāng)前都設(shè)置為0。

接下來對(duì)元文件中的 info 信息，通過 sha1 計(jì)算后得到的 hash值，20個(gè)字節(jié)長。接收消息方，也會(huì)對(duì) info 進(jìn)行一個(gè) hash 運(yùn)算，如果這兩個(gè)結(jié)果不一樣，那么說明對(duì)方要的文件，并不是自己所要提供的，所以切斷連接。

接下來是20個(gè)字節(jié)的 peer id。

這就是握手過程

接下來就是以消息長度開始的消息流，這是可選的。長度為0 的消息，用于保持連接的活動(dòng)狀態(tài)，被忽略。通常每隔2分鐘發(fā)送一個(gè)這樣的消息。

其它類型的消息，都有一個(gè)字節(jié)長的消息類型，可能的值如下：

‘choke’, ‘unchoe’, ‘interested’, not interested’類型的消息不再含有其它數(shù)據(jù)了。

‘bitfield’永遠(yuǎn)也僅僅是第一個(gè)被發(fā)送的消息。它的數(shù)據(jù)實(shí)際是一個(gè)位圖，如果downloader已經(jīng)發(fā)送了某個(gè)片斷，那么對(duì)應(yīng)的位置1，否則置0。Downloaders如果一個(gè)片斷也沒有，可以忽略這個(gè)消息。（通過這個(gè)消息，能知道什么了？）

‘have’類型的消息，后面的數(shù)據(jù)是一個(gè)簡單的數(shù)字，它是下載者剛剛下載完并檢查過完整性的片斷的索引。（由此，可以看到，peer通過這種消息，很快就相互了解了誰都有什么片斷）

‘request’類型的消息，后面包含索引、開始位置和長度)長度是2的冪。當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)都用的是215 ，而關(guān)閉連接的時(shí)候，請(qǐng)求一個(gè)超過2 17的長度。(這種類型的消息，就是當(dāng)一個(gè)peer希望另一個(gè)peer給它提供片斷的時(shí)候，發(fā)出的請(qǐng)求)

‘cancel’類型的消息，它的數(shù)據(jù)和’request’消息一樣。它們通常只在下載趨向完成的時(shí)候發(fā)送，也就是在‘結(jié)束模式“階段發(fā)送。在一次下載接近完成的時(shí)候，最后的幾個(gè)片斷需要很長時(shí)間才能下載完。為了確保最后幾個(gè)片斷盡快下載完，它向所有的peers發(fā)送下載請(qǐng)求。為了保證這不帶來可怕的低效，一旦某個(gè)片斷下載完成，它就其它peers發(fā)送’cancel’消息。（意思就是說，我不要這個(gè)片斷了，你要是準(zhǔn)備好了，也不用給我發(fā)了，可以想象，如果對(duì)方還是把數(shù)據(jù)發(fā)送過來了，那么這邊必須忽略這些重復(fù)的數(shù)據(jù)）。

‘piece’類型的消息，后面保護(hù)索引號(hào)、開始位置和實(shí)際的數(shù)據(jù)。注意，這種類型的消息和 ‘request’消息之間有潛在的聯(lián)系（譯注：因?yàn)橥ǔＳ辛藃equest消息之后，才會(huì)響應(yīng)‘piece’消息）。如果choke和unchoke消息發(fā)送的過于迅速，或者，傳輸速度變的很慢，那么可能會(huì)讀到一些并不是所期望的片斷。