BT结点间通信协议

1．结点状态，结点对每个连接保存了四个布尔值：

amchoking：对方被阻塞

aminteresting：对对方感兴趣

amchoked：被对方阻塞

aminterested：对方对自己感兴趣

2．数据块结构

BT系统中目标文件被分成256KB的小块，便于在结点之间交换。实际上，这些数据块又被分为子块，一般一块为16KB，结点之间传送的是16KB的子块，这样可以更好的利用带宽。结点在某一块内可以按任意顺序下载子块，但是不会跨块下载不同块内的子块，这是因为整块数据需要用摘要验证正确性，而只有验证正确的数据才能提供给其他结点下载，为了尽快共享整块数据，就应该尽量把一整块下载完整，再下载其他的块。块在整个目标文件中是按顺序排列的，每个块都有编号，结点之间使用数据块编号来定位数据块，每一块都有对应的摘要，存储在Torrent文件中：而子块是用在块中相对于块头的偏移和子块数据的长度来定位的，称为子块偏移和子块长度。

3．结点间传输的消息

结点之间开始传输数据之前，有一个握手过程，这个过程可以过滤掉非BT程序的误连。握手过程中双方互相发送一个TCP包，内容如下所示：

 

Pstrlen(1)

Pstr(19)

Reserved(8)

Info_hash(20)

Peer_id(20)

 

其中psrt是一个字符串“BiTTorrent portocol”，prstlen是psrt的长度，也就是19；reserved是留给扩展协议用的，一般都是0；info_hash与发给追踪器的info_hash是相同的，peer_id也与发给追踪器的peer_id相同(其他结点从追踪器得到的对应的peer_id与这个值相同)。经过握手之后，两个结点之间就可以开始互相发送消息了，可发送的消息格式有10种，格式如下表：

 

name	Lengthprefix(4)	Messageid(1)	Payload
Keep alive	0000	无	无
Choke	0001	0	无
Unchoke	0001	1	无
Interested	0001	2	无
Not interested	0001	3	无
Have	0005	4	1个整数
Bitfield	不定	5	不定长
Request	000D	6	3个整数
Piece	不定	7	不定长
Cancel	000D	8	3个整数

 

其中length prefix是一个4位的整数，表示后面的message ID与payload的总长度；message ID是消息号，长度固定为1位，payload是负载，存储其他信息，长度不定。消息可按照长度分为3类，第一类为空消息，也称为keep alive消息，空消息没有消息号和负载。结点发送空消息的目的是保证对方依然在线。如果对方在线，会回发一个TCP头上带ACK标志的空消息；第二类是通知消息，只有消息号，没有负载，消息长度固定为1。通知消息包括消息号为0-3的4种消息，结点通过这几个消息通知对方设置阻塞和感兴趣两个值。第三类是数据消息，剩下的5种消息都是属于这一类，这些消息负责结点之间的数据传输。

(1)have消息

结点在下载某一块数据结束时，向所有己连接的结点发送have消息，通知其他结点自己已经有这块数据，可以提供下载，have消息的负载是数据块的编号。

(2)bitfield消息

在握手之后，如果结点己经有部分数据，那么向对方发送bitfield消息来描述己有数据，bitfield消息只能在握手之后，所有其他消息发送前发送。不过bitfield消息是可以省略的，如果结点没有任何数据，可以不发送bitfield消息。bifield消息的负载描述了该结点己有的数据，第一个字节的最高位表示第一块数据，也就是编号为0的数据块，后面每一位表示下一块数据。如果某一位为0，表示结点没有对应的数据块，如果某一位为1，表示结点己经有对应的数据块。如果最后的字节不满8位，剩下的位用0填充。

(3)request消息

结点要从某结点下载数据时，向这个结点发送request消息。request消息的负载是三个整数，分别是数据块编号、子块在数据块内的偏移、以及子块长度。

(4)piece消息

piece消息进行实际的数据传输。结点要回应request消息，就发送piece消息。piece消息的负载是数据块编号、子块偏移以及子块内容。

(5)cancel消息

cancel消息是在“结束模式”下发送的，“结束模式”中结点向所有结点发送request消息请求下载某子块，当子块下载完成时，就不需要从其他结点再下载这一子块了，结点给其他所有结点发送cancel消息，通知其他结点不用发送子块。cancel消息的负载与have消息完全相同，数据块编号、子块偏移、子块长度。