0. 前言
网址：www.bittorrent.org/beps/bep_0005.html
BitTorrent使用DHT（分布式散列表）为torrent存储peer的关系。这样，每个peer都成了tracker（即DHT代替了它）。协议基于Kademila网络并在UDP上实现。
peer：监听一个TCP端口的客户端/服务器，实现BitTorrent协议
node：监听一个UDP端口的客户端/服务器，实现DHT协议
DHT协议由node组成，node存储peer的位置。
BitTorrent客户端包含一个node，用于联系DHT中的其它node，从而得到peer的位置，进而通过BitTorrent协议下载。
1. 概述
node特征：
- 拥有一个随机的160位全局唯一标识符
- node距离通过唯一标识符决定，一般为
dist(A, B) = |A xor B| - node维护一个路由表，若其它节点距离越近，路由表越详细（知道近node信息，很少知道远node信息）
node为torrent寻找peer：
- 将路由表中的node标识符和torrent的infohash进行距离对比，选择最近的node
- 询问它关于该torrent的peer信息
- 若知道，则返回peer信息
- 否则返回它路由表中离该torrent最近的node信息
- 最初的node一直询问，直到找不到比该torrent更近的node为止
- 客户端作为peer，插入到所有回复的node中离torrent最近的node中
token：查询peer的响应中会包含一个值，叫token
- 当一个node宣布它控制的peer正在下载torrent，则它必须返回token（它是对方向自己发送的最近的token）
- 被请求的node会核对token和发出请求的node地址，防止恶意的主机登记其它主机的种子
- token有时间期限，过期则失效
- 实现时，token为IP地址+secret（可视为随机数，每5分钟改变一次，因此token期限是10分钟）
2. 路由表
每个node维护路由表，保存已知的好node，表项通过向其它node通信，对方回复得到的。
好node：满足下面2个条件之一的node
- 曾对我们某个请求回复过（15分钟内）的
- 曾回复过（不在15分钟内）但曾向我们发过请求(15分钟内）
可疑node：原有的好node不满足上述条件时，变成可疑的
坏node：系统会根据最久没联系的可疑node进行排序并发送心跳（由于使用UDP，所以心跳会重试几次），若没回复，则变成坏node
路由表保存160位空间的ID，且被划分为桶（包含一部分ID空间）
-
初始为1个，当桶满（如最多K=8个）则分裂成2个新桶
- 当桶内装满了好node，新node会被丢弃
- 当桶内某个node变坏，则用新node替换
每个桶会维护一个lastchange字段，维护新鲜度，若桶在15分钟内不变化，则会对其更新：
- 随机找一个表项ID
- 对该ID执行
find_nodes的查找操作
启动时，node会一直尝试查询离自己更近的node（不断发送find_node），填充路由表，直到找不到更近的。路由表会被客户端保存到文件中。
3. BitTorrent协议扩展
BitTorrent协议支持peer间的UDP端口的交换，通过tracker实现。客户端通过下载torrent文件以扩展DHT路由表。
peers若支持DHT协议，则会在握手时的，置某一位为1。若peer知道对方支持DHT协议，就会发送PORT消息，交换UDP的端口号以及DHT本身。
4. Torrent文件扩展
torrent文件字典使用nodes关键字，值应设置成torrent创建者的路由表最近K个node地址,也可以是自己，如下所示：
1
node = [["127.0.0.1", 6881], ["router.node", 4801], ...]
5. KRPC协议
由bencoded编码的简单RPC协议，基于UDP。
一个请求包发出去后，对应一个独立的响应包。
协议没有重发。
包含三类消息：请求、响应、错误。
具体可见协议本身。
DHT协议包含4种请求：ping,find_node,get_peers和announce_peer
5.1. ping
请求包含一个参数id，即节点的ID。
响应包含一个参数id，即回复者的ID。
5.2. find_node
请求包含2个参数：
id：同上target：需要查找的节点ID
响应包含2个关键字：
id：同上nodes：最接近的K（如8）个node联系信息
5.3. get_peers
请求包含2个参数：
id：同上info_hash：160位的torrent的infohash
响应包含3个参数：
id：同上values/nodes：若请求的node由对应的info_hash的peers，则以values返回它们；否则包含离info_hash最近的K个nodestoken：后面的announce_peer请求种需要携带
5.4. announce_peers
用于表明该节点正在某个端口下载torrent文件。
请求包含4个参数：
id：同上info_hash：torrent文件的infohashport：端口号，表明peer在哪个端口下载token：5.3.中的响应值
响应只包含id字段。
接收者检查token和之前回复的是否一致，若一致，则接收者将发送者的IP地址和端口号保存在peer联系信息中。
可选参数implied_port，值为0或1：若非0，则port参数忽略，并使用发送UDP包的源端口。（在NAT下有用）
