BitTorrent (битторрент) – это протокол передачи данных, который позволяет эффективно распределить файлы между несколькими компьютерами через интернет. Он был разработан программистом Брэмом Коэном в 2001 году на языке python.
В отличие от традиционных методов скачивания файлов, основанных на серверно-клиентской модели, BitTorrent использует децентрализованную сеть, где каждый компьютер, скачивающий файл, также становится и его источником для других пользователей. При этом файл разбивается на множество маленьких фрагментов, которые могут быть загружены параллельно и независимо друг от друга.
Внутри BitTorrent протокола существуют разные роли компьютеров:
1. Трекеры (trackers) – специальные сервера, отслеживающие информацию о доступных фрагментах файла и поддерживающие список активных клиентов.
2. Сидеры (seeders) – пользователи, которые уже полностью скачали файл и продолжают раздавать его другим пользователям.
3. Личеры (leechers) – пользователи, которые скачивают файл, но еще не завершили его загрузку.
Преимущества BitTorrent включают высокую скорость скачивания благодаря параллельным загрузкам, повышенную стабильность (если один источник недоступен, можно подключиться к другому) и экономию сетевых ресурсов, так как загрузка файла распределена между множеством компьютеров.
BitTorrent широко используется для скачивания файлов разного формата – от фильмов и музыки до программного обеспечения и книг. Однако, так как протокол не предоставляет контроля над загружаемым содержимым, он может использоваться также для распространения нелегального материала.
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 подключённых 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.
Следует учесть, что некоторые недорогие NAS, предназначенные для домашнего использования, умеют скачивать и раздавать торренты без участия компьютера.