在讲原理之前首先你得具备BitTorrent(简称BT)协议的一些基本知识。BT协议其实是一个协议簇，BEP-3 是其基本协议内容，其他的大部分都是围绕这个来进行扩展或补充，区别于点对点（point-to-point），它是用户群对用户群（peer-to-peer）要想从BT网络中下载一个资源，必须具备以下部分：

种子文件（也就是我们常说的种子，后缀是 .torrent，本质上是一个由bencode编码的文本文件，其把资源分成很多虚拟块，并记录每个块的hash值，另外上面还记录着其他信息，比如文件大小、名字、Tracker服务器等）

BT客户端（需要有专门解析BT协议的程序，这样才能下载，比如迅雷，电驴）
Tracker服务器 （记录着peer和种子相关信息，起着中心调控的作用）

下载资源的时候，客户端首先根据bencode（bencode是BT协议中的编码方式）解码种子文件，得到Tracker服务器的地址和资源信息，通过和Tracker服务器沟通得到其他已经下载该资源的peers信息（其他已经拥有该资源的客户端或者发布该资源的人），然后再和这些peers沟通得到自己想要的部分，即互通有无。由于把文件分成很多块来同时从不同的地方下载，而且下载后，继续维持上传的状态“分享”，这也就是为什么BT通常下载快的原因。

下面这个网站使用Javascript编写了一个BT工作原理演示动画程序,非常生动形象。点击查看

这是我截的一个图，每个圆代表一个结点，其会通过其它结点下载需要的文件段。结点中间的那个Bar有点类似于eDonkey中的下载进度条。至于为什么要用像彩虹一样的颜色，主要是为了让你看到不同的段是从不同的结点下载的，你可以按热键S来加入一个下载完了的结点，用P来加入一下空结点，按R来删除一个结点。

原理分析

bt

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，处于TCP/IP结构的应用层。BitTorrent协议本身也包含了很多具体的内容协议和扩展协议，并在不断扩充中。根据BitTorrent协议，文件发布者会根据要发布的文件生成提供一个.torrent文件，即种子文件，也简称为“种子”。

种子文件本质上是文本文件，包含Tracker信息和文件信息两部分。Tracker信息主要是BT下载中需要用到的Tracker服务器的地址和针对Tracker服务器的设置，文件信息是根据对目标文件的计算生成的，计算结果根据BitTorrent协议内的Bencode规则进行编码。它的主要原理是需要把提供下载的文件虚拟分成大小相等的块，块大小必须为2k的整数次方（由于是虚拟分块，硬盘上并不产生各个块文件），并把每个块的索引信息和Hash验证码写入种子文件中；所以，种子文件就是被下载文件的“索引”。

下载者要下载文件内容，需要先得到相应的种子文件，然后使用BT客户端软件进行下载。下载时，BT客户端首先解析种子文件得到Tracker地址，然后连接Tracker服务器。Tracker服务器回应下载者的请求，提供下载者其他下载者（包括发布者）的IP。下载者再连接其他下载者，根据种子文件，两者分别告知对方自己已经有的块，然后交换对方所没有的数据。此时不需要其他服务器参与，分散了单个线路上的数据流量，因此减轻了服务器负担。

下载者每得到一个块，需要算出下载块的Hash验证码与种子文件中的对比，如果一样则说明块正确，不一样则需要重新下载这个块。这种规定是为了解决下载内容准确性的问题。

一般的HTTP/FTP下载，发布文件仅在某个或某几个服务器，下载的人太多，服务器的带宽很易不胜负荷，变得很慢。而BitTorrent协议下载的特点是，下载的人越多，提供的带宽也越多，下载速度就越快。同时，拥有完整文件的用户也会越来越多，使文件的“寿命”不断延长。

作者：爱咪哆
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