BitTórrent (букв. англ. «битовый поток») — пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет.
Файлы передаются частями, каждый torrent-клиент, получая (скачивая) эти части, в то же время отдаёт (закачивает) их другим клиентам, что снижает нагрузку и зависимость от каждого клиента-источника и обеспечивает избыточность данных.
Протокол был создан Брэмом Коэном, написавшим первый torrent-клиент «BitTorrent» на языке Python, 4 апреля 2001 года. Запуск первой версии состоялся 2 июля 2001 года.
Существует множество других программ-клиентов для обмена файлами по протоколу BitTorrent.
Файл метаданных является словарём в bencode формате с расширением .torrent — содержит информацию о раздаче (файлах, трекерах и др.)
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 придётся заново скачивать 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.
Каждый 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[источник не указан 485 дней], 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.
Когда 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[1][2].
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 торрентов (закачек) и обновляет списки IP-адресов.
Клиенты соединяются с трекером по протоколу TCP. Наиболее часто используемый входящий порт трекера: 6969. Наиболее часто используемый диапазон входящих портов 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[en] (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.
В 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, выпущенной в конце 2015 года, реализована функция бестрекерной работы, базирующаяся на DHT Kademlia. В такой реализации 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, qBittorrent 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[3]. 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.
Для того чтобы брать и раздавать файлы в торрент-сетях, не обязательно пользоваться специальными программами. Существуют несколько сервисов, которые позволяют скачивать файлы, используя только браузер[4].
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 тремя 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[5]. 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.
Это SHA-1 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[6].
Указывается в виде:
btc://[Адрес]: [Порт]/[Peer ID]/[ BTIH ]
Ссылка такого вида ссылается на раздачу и на её источник. Поддерживается в Shareaza.
В случае, если раздача непопулярна, то может возникнуть ситуация, когда нет ни одного сида, а данных у присутствующих пиров не хватает, чтобы завершить скачивание. В таком случае необходимо ждать появления либо сида, либо пира, имеющего сегменты, отсутствующие у остальных. Можно также использовать копии файлов, полученные другим путём. Раздача, которая не имеет ни одного сида долгое время, называется «мёртвой».
Принцип работы BitTorrent-протокола подразумевает, что каждому клиенту известны IP-адреса как минимум других клиентов, полученные от сервера. Использование разнообразных расширений протокола в некоторых случаях позволяет узнать также и адреса других пиров из роя. Поэтому:
Проблема с анонимностью может быть решена при помощи использования Tor[7]. BitTorrent-клиент Vuze имеет встроенную программную поддержку этой анонимной сети. Но данный метод не является стопроцентно эффективным[8].
С другой стороны, протокол не предполагает использование ников. Отсутствует чат между пирами. Невозможно просмотреть список файлов пира (в поисках других файлов, которые могли бы заинтересовать). Большинство этих функций реализовано в других протоколах (например, Direct Connect).
Некоторые пользователи, особенно на трекерах, не требующих регистрации, не поддерживают раздачу после завершения скачивания, что ведёт к уменьшению общей производительности, поэтому некоторые торрент-трекеры учитывают и количество скачанного/отданного, и выдают разрешение на скачивание в зависимости от размера отданных клиентом данных.
В отличие от многих коммерческих протоколов дистрибуции медиаконтента, архитектура протокола не предусматривает точного механизма учёта и контроля трафика между точками сети. Всё, что есть — поля downloaded и uploaded, в которых клиенты передают при анонсе трекеру количество байт учтенных при скачивании/загрузке данных с момента предыдущего анонса. Однако не контролируясь никем, кроме как клиентом, они могут быть легко подменены. Для этого пользователи статично прописывают значения этих полей в URI трекера, пользуются патчами для клиентов или же отдельными программами (RatioMaster, GiveMeTorrent, GreedyTorrent и т. д.), либо просто удаляют из клиента запись о трекере сразу же после получения с трекера списка точек сети. Всё это позволяет обходить искусственные ограничения, создаваемые администрацией многих частных и публичных трекеров.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .