小知识·BitTorrent 简介

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BitTorrent 简介

从 P2P 说起

经常在网上飙车的老司机应该都知道 BT 下载，但是有时候拿到了种子却下载不动，会不会很抓狂，是不是还觉得是自己网不行，那作为一个合格的老司机，我们需要探究一下下载不动的原因是什么，BT的运作方式是怎样的，如果你也有这样的疑惑，那么，系好安全带，我们一起来了解一下什么是 BT。

2001年4月，程序员布莱姆·科恩设计了一种协议，然后在2001年7月2日，他发布了 BitTorrent 客户端的第一个实现。

BT(BitTorrent)是 P2P 的一种实现，P2P也叫「对等网络」（英语：peer-to-peer，简称P2P），是一种在对等者（Peer）之间分配任务和工作负载的分布式应用架构，是对等计算模型在应用层形成的一种网络形式。在P2P网络环境中，彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，各台计算机有相同的功能，无主从之分，每个节点既充当服务器，为其他节点提供服务，也能作为客户端，享用其他节点提供的服务。

P2P有着很广泛的应用，比如 P2P金融（雾），区块链，BT下载等。它的关键字是去中心化，依靠用户群（peers）来互相传输数据，符合这种特征的都可以称之为 P2P。

BitTorrent

大家肯定有在互联网上下载各种资源的经历，比如电影电视剧，我们在网上一搜，就会搜到一些不知名的小网站，网站上通常会提供一个叫做「种子」的东西，我们使用时只需要把种子下载到电脑上，通常是一个后缀为 .torrent 的文件，然后用迅雷或者其他的下载工具下载。

在实际操作中，如果我们使用迅雷进行下载，有时候会发现种子下不动，有时候发现下的特别慢，有时候还被提示资源敏感，无法下载，还有时候迅雷提示你开会员可以加速（这个时候开一个会员基本就可以满速下载了，因为迅雷已经把资源提前下载到自己服务器了），我们可能产生一些疑惑：

种子是什么？

为什么资源有时候下不动，有时候速度那么慢？

如何才能让我的BT下载速度变快？

为了解决这个疑问，我们需要了解一下 BT 协议，全称是 BitTorrent，这个协议被设计用来实现 P2P(Peer to Peer) 下载。普通的 HTTP/FTP 下载使用 TCP/IP 协议，BitTorrent 协议是架构于 TCP/IP 协议之上的一个P2P文件传输通信协议，是一个应用层协议。

传统的下载是客户端请求服务器获取资源，下载方和资源提供方的角色很清楚。这样做的优点是简单，易于理解，我要下载东西，我就去请求服务器，缺点也很明显：

一旦服务器故障，大家都无法下载

服务器带宽有限，下载的人多速度必然下降

而 P2P 则不一样，每一个客户端同时也是服务器，从别人那里下载资源的同时，也提供资源给到别人。这样一来，就规避了服务器模型的缺点：

每个人都是服务器，除非所有机器都故障了，否则网络依旧可以运转

不会去请求单一机器，而是从多个机器获取资源，这样可以使带宽得到最大利用

种子的格式与作用

我们对 BT 的认知，一般是从种子开始的，所以首先需要了解一下种子的格式与作用。

我们一般下载下来的文件是一个以 .torrent 结尾的文件，通过文本编辑器打开，会看见一堆乱码，它并不是一个纯文本文件，而是一个二进制文件，通过查资料，可以发现种子文件中采用了一种文件编码，叫做 Bencode ，这种编码以 ACSII 字符来进行编码，里面包含几种简单的数据结构，我们一起来了解一下：

Bencode 编码

字符串

将一个字符串的前面加上长度标识和符号（冒号），这就是 Bencode 编码后的字符串了，比如：

'hello' -> 5:hello

'How are you' -> 11:How are you

整数

一个整数起始以 i 作为标识，结尾以 e 来作为标识，把数字写在中间即可，如：

123 -> i123e

666 -> i666e

0 -> i0e

列表

列表可以类比为 Python 中的列表，是一种容器性质的数据结构，每个元素可以是四种数据结构中的任意一组，没有长度限制。语法是，列表的开头和结尾分别用 l 和 e 作为标识符，中间的值就是任意的数据结构。

[123,666,0] -> li123ei666ei0ee

[123,'hello',456] -> li123e5:helloi456ee

字典

字典的开头和结尾以 d 和 e 作为标识符，bencode中的字典，key 要求必须是字符串格式的，value 的格式可以随便。另外，编码过程，key 要根据字符串的字典序进行升序排序。比如：

{'a':1,'cd':[3,4],'b':2} -> d1:ai1e1:bi2e2:cdli3ei4eee

.torrent 种子的格式

关于种子文件的定义，在官方文档：bep_0003.rst_post 里面说的很清楚。实质上，种子文件就是一个使用 Bencode 格式编码的一个 Dictionary，里面含有一些字段，声明了关于这个种子的一些信息。

大家可以把一个种子文件理解成为一个大 Json，只不过是因为压缩需要用二进制的形式存起来了而已。

我写了一个解析器，可以把不可读的 bencode 变成可读的 json 格式：

https://github.com/riba2534/bencode

我们以 Ubuntu20.04.2 官方提供的种子为例：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-releases/20.04.2.0/ubuntu-20.04.2.0-desktop-amd64.iso.torrent

把这个种子解析之后，会得到一个json文件，如下：

{"announce":"https://torrent.ubuntu.com/announce","announce-list":[["https://torrent.ubuntu.com/announce"],["https://ipv6.torrent.ubuntu.com/announce"]],"comment":"Ubuntu CD releases.ubuntu.com","created by":"mktorrent 1.1","creation date":"2021-02-12 03:02:32","info_hash":"4ba4fbf7231a3a660e86892707d25c135533a16a","info":{"length":2877227008,"name":"ubuntu-20.04.2.0-desktop-amd64.iso","piece length":262144,"pieces":["d89b853053ac28e09d6d322658636d9663aa80fe","287528aae8bda9ef962918ba8db2ceb0638454e4","149987b3a98147d9b5cc1e249b2fe

2025-10-03 11:17:29