BitTorrent点对点文件传输协议详解资源-CSDN文库

共6个文件

pdf：2个

doc：1个

rar：1个

BitTorrent

点对点文件传输

4星 · 超过85%的资源需积分: 28 13 浏览量 2011-08-30 21:07:49 上传评论 1 收藏 2.45MB RAR 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

收起资源包目录

CTorrent项目研究.rar （6个子文件）

CTorrent项目研究

CTorrent.doc 1.66MB

ctorrent-1.3.4-dnh1.2.tar.gz 107KB

CTorrent_No_NAT_07_10_9.rar 236KB

bittorrentecon.pdf 79KB

CTorrent.pdf 979KB

ctorrent-1.3.4.tar.bz2 85KB

CTorrent

程序源码分析

姚旭晨

前言

.....................................................................................................................................................

1.1

为什么要写这份文档

...........................................................................................................

1.2

客户端的选择

.......................................................................................................................

1.3 CTorrent

简介

........................................................................................................................

准备工作

.........................................................................................................................................

2.1

知识储备

...............................................................................................................................

2.2

我对本篇源码分析的说明

...................................................................................................

总述

.................................................................................................................................................

3.1 CTorrent

的命令行参数的意义

...........................................................................................

3.2 CTorrent

的状态栏的意义

...................................................................................................

3.3

各个类实现的具体实例

.......................................................................................................

3.4 BT

协议的特性和

CTorrent

的实现情况

.............................................................................

源代码分析

...................................................................................................................................

4.1 ctorrent.cpp .......................................................................................................................... 10

4.2 downloader.cpp .................................................................................................................... 11

4.3 bencode.h ............................................................................................................................. 13

4.4 bitfield.h .............................................................................................................................. 15

4.4.1 class BitField ............................................................................................................ 15

4.5 btcontent.h ........................................................................................................................... 18

4.5.1 BTCACHE

结构体

..................................................................................................

4.5.2 class btContent ......................................................................................................... 18

4.6 btfiles.h ................................................................................................................................ 30

4.6.2 Class btFiles ............................................................................................................. 31

4.7 btrequest.h ........................................................................................................................... 35

4.7.1 class RequestQueue .................................................................................................. 35

4.7.2 class PendingQueue ................................................................................................. 37

4.8 btstream.h ............................................................................................................................ 38

4.8.1 class btStream ........................................................................................................... 38

4.9 bufio.h .................................................................................................................................. 41

4.9.1 class BufIo ................................................................................................................ 41

4.10 connect_nonb.h ................................................................................................................. 43

4.11 httpencode.h ...................................................................................................................... 43

4.12 iplist.h ................................................................................................................................ 45

4.12.1 struct _iplist ............................................................................................................ 45

4.12.2 class IpList ............................................................................................................. 45

4.13 peer.h ................................................................................................................................. 46

4.13.1

宏

............................................................................................................................

4.13.2 struct _btstatus ........................................................................................................ 46

4.13.3 class btBasic ........................................................................................................... 47

4.13.4 class btPeer:public btBasic .................................................................................... 48

4.14 peerlist.h ............................................................................................................................ 57

4.14.1 struct _peernode ..................................................................................................... 57

4.14.2 class PeerList .......................................................................................................... 58

4.15 rate.h .................................................................................................................................. 70

4.15.1

变量

........................................................................................................................

4.15.2

函数

........................................................................................................................

4.16 setnonblock.h ..................................................................................................................... 72

4.17 sigint.h ............................................................................................................................... 72

4.18 tracker.h ............................................................................................................................. 72

4.18.1

宏

............................................................................................................................

4.18.2

变量

........................................................................................................................

4.18.3

函数

........................................................................................................................

后记

...............................................................................................................................................

5.1

开源和

BitTorrent

，不得不说的话

...................................................................................

5.2 BT

的精神：共享，公平和宽容

.......................................................................................

5.3

本篇文档的版权和莫做害群之马

.....................................................................................

5.4

我的敬意

.............................................................................................................................

5.5

结语

.....................................................................................................................................

图表目录

图表

1 main()

函数流程图

................................................................................................................11

图表

2 Downloader()

函数流程图

....................................................................................................12

图表

3 btFiles::_btf_recurses_directory()

函数流程图

....................................................................33

图表

4 btPeer::RequestPiece()

函数流程图

......................................................................................53

图表

5 btPeer::Send_ShakeInfo()

函数调用关系图

.........................................................................56

图表

6 PeerList::UnChokeCheck()

函数流程图

..............................................................................62

图表

算法

流程图

.......................................................................................................................63

图表

算法

流程图

.......................................................................................................................64

图表

9 PeerList::FillFDSET()

函数流程图

......................................................................................67

图表

10 PeerList::AnyPeerReady()

函数流程图

..............................................................................68

图表

11 btTracker::SendRequest()

函数流程图

...............................................................................77

表格目录

表格

1 BitField::Except()

函数逻辑表

.............................................................................................17

表格

2 m_shake_buffer[68]

位填充情况

..........................................................................................19

前言

1.1 为什么要写这份文档

BitTorrent

点对点文件传输协议（以下简称

协议）及其客户端应用大行其道的今天，各

种各样的客户端不胜枚举（可以参看

http://wiki.theory.org/BitTorrentApplications

），而各种

各样的

技术论坛讨论的却都是有关客户端软件如何使用的问题，有关底层协议细节和

实现方案的讨论少之又少。我碰巧有机会研究过一阵

协议的原理，也看过一部分源代码

（

CTorrent

），虽然现在不再继续

方面的研究了，但有感于当初看代码时遇到的资料的

匮乏的窘境，便决心把自己的理解和心得写出来，算是自己的一份总结（这也是我的本科

毕业论文），也希望帮助对

协议实现有兴趣的人尽快上手，少走弯路。

有关

协议的论述主要有三篇文章：

，

官方网站上的协议解释：

http://www.bittorrent.org/protocol.html

。

，

Bittorrent Protocol Specification

，

http://wiki.theory.org/BitTorrentSpecification

。

，

Incentives Build Robustness in BitTorrent

，

http://www.bittorrent.com/bittorrentecon.pdf

。

这三篇文章从不同方面给出了

协议从算法到实现的一个较为简略的描述。为了更深入地

理解

协议，自己动手写一个

客户端或阅读一个

客户端的源代码的工作是必不可

少的。

1.2 客户端的选择

Bram Cohen

是

协议的创建者。根据这份协议，他写了

的第一个客户端，也就是

BitTorrent

公司的产品：

BitTorrent

。可以说，

BitTorrent

的源码和

协议是门当户对，要理

解协议，先从

BitTorrent

的源码开始是最好不过的了。

但

Bram Cohen

是用

Python

语言写的

BitTorrent

，这给很多不懂

Python

的人（我也在内）带

来了很多麻烦：为了看懂一份源码而去新学一份计算机编程语言是不是有些不值得呢？

好在

客户端是如此之多，我们有很大的选择空间。除了

Python

，还有

Java

（主要是

Azureus

，国外非常流行的多平台的客户端）和

C++

（其它大部分客户端）写成的程序。

经过多方比较，我选择了

CTorrent

这个客户端。虽然

CTorrent

是用

C++

写成的，但仅仅算是

一个轻量级（

light-weighted

）的

C++

软件。它的库函数依赖型很小，只用到了

Open SSL

库

用来计算哈希值，所以可以工作在

Linux, FreeBSD

和

MacOS

平台。

CTorrent

没有图形界面，

工作在命令行模式。

另外，

libtorrent

（

http://www.rasterbar.com/products/libtorrent.html

）也是一个值得一看的客

户端。

Libtorrent

用到了很多

C++

的模板库（主要是

boost

），客户端的性能非常好，而且还

提供库函数给其它程序调用。只是作者的

C++

水平实在太低，对这种重量级的软件掌握不了。

1.3 CTorrent 简介

CTorrent

是由

YuHong

写的一个

客户端。它的代码大部分都可以看作是

代码，只是用

到了

C++

的类概念，还有一小部分构造函数，析构函数，函数和操作符重载的代码。不懂

C++

的人只需有一些

C++

的基本知识就完全能看懂源代码了。

CTorrent

的主页是

http://ctorrent.sourceforge.net

，它遵循

GPL

。

作者在

CTorrent

主页上称自己为

YuHong

，这里有一篇他写完

CTorrent

后发的帖子：

http://www.freebsdchina.org/forum/viewtopic.php?p=39082

，想必是中国人吧。

用户在使用时发现

CTorrent

有一些

bug

，一个比较明显的例子是

CTorrent

下载完成后不会

立即把缓存中的数据写入硬盘，这样如果按下

Ctrl-C

结束程序的话会造成数据的不完整。

CTorrent

的最新版本是

1.3.4

（

2004

年

月

日发布），作者后面就没有再发布新版本，软

件的一些问题也没有得到修正。

虽然有一些

bug

，但得益于

CTorrent

是开源项目，很快就有人为

CTorrent

写了一些补丁

（

http://sourceforge.net/tracker/?group_id=91688&atid=598034

）。其中一个叫

Dennis Holmes

的人贡献颇多，他为

CTorrent

打了很多

patch

，然后重新发布，取名为

Enhanced CTorrent

。

Enhanced CTorrent

的主页是

http://www.rahul.net/dholmes/ctorrent

。目前已经更新到了

ctorrent-dhn2

版本，这个版本配合

Dennis Holmes

用

Perl

写的一个

CTorrent Control Server

，

可以实现对

Enhanced CTorrent

运行状况的监控。

这篇

CTorrent

的源码分析是基于

ctorrent-dhn1.2

版本的，原因是由于我查看

Enhanced

CTorrent

较早，那时还没有

ctorrent-dhn2

版本，再加上自己偷懒，没有赶在

ctorrent-dhn2

发

……布之前把文章写完比较而言，

dnh1.2

版本已经是一个相对稳定的版本了，

dnh2

的改进

主要是在性能方面，而非

bug fix

（容我再强词夺理一句，我简略看过

dnh2

版本的代码，在

dnh1.2

的基础上，看懂

dnh2

是没有问题的）。

另外，

Dennis Holmes

虽然重新发布了

CTorrent

，但他本人对原作者是极为尊敬的。在他的

dnh

版本中，原封不动地保留了原先代码的痕迹，自己的改动也加上了相应的注释。虽然

CTorrent

有一些

bug

，但正如

Dennis Holmes

所言：谁又说其它客户端没有

bug

呢？我的这

篇源码分析也统一称

CTorrent

和

Enhanced CTorrent

为

CTorrent

，只有在需要两个版本比较

时才区分开来。

准备工作

2.1 知识储备

要看懂

CTorrent

源码和本篇源码分析，读者需要具备如下知识：

，前面列举的

协议的大致了解。

，网络

socket

编程方面的基本知识，主要是

select()

函数的使用。

，至少会

语言，了解

C++

的基本使用方法（主要是类，构造函数，析构函数和重载）。

2.2 我对本篇源码分析的说明

，源代码中如果出现一些乱码（特别是在终端中查看时），设置：

$export LANG=C

即可看到原作者写的中文注释。

，源码解说一般采取流程图的形式，有一些函数的具体功能不是很集中，画流程图也表

示不出前后联系来，就直接写了步骤分析。有些源码比较晦涩的，会直接分析源代码。

，源代码中的全部变量都有分析。大部分函数都有说明，少数特别简单的函数和见名知意

的函数没有说明。

，源代码中看似简单的表述实际蕴含着及其严格的操作要求（例如宏

P_HANDSHAKE

的

意思是可以进行握手通信了，而不是正在进行握手通信或者已经完成握手通信了）。所

以必须正确理解源代码各个宏，变量，函数的确切含义，才能真正理解程序的流程和

作用。

，分析源码的最终目的是彻底理解

协议的实现结构，以及

通信性能卓越的原因。

虽然程序中涉及

协议算法的只有几个函数，但这几个函数是在其它大量代码的基础

上构建的。一些有关种子文件的制作和解析的代码虽然看似和

通信关系不大，但若

前面的基础没有理解正确，会给后面的算法分析带来很大的麻烦。

评论收藏

内容反馈

sssnowman

2013-07-29

代码有点乱，还在看中
水梦伊珊

2012-11-30

作者将自己学习BT协议时对代码的理解进行了整理，对初学者有很大的帮助，另外作者上传的资料中，还包含了CTorrent程序源码，资料很全面！
cibiren2011

2013-05-07

好像还不错哦，感谢。有没有服务器端代码呢？