原创基于BT协议的libtorrent研究与应用开发分析.doc

摘要：首先介绍了BT元信息文件及BT库libtorrent的数据交互过程，然后对libtorrent的部分重要数据结构进行了分析与说明，提出了业务插件扩展的使用方法。 中国论文网 关键词：BT协议；libtorrent应用；BT插件 中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)07-1526-03 Analysis of Libtorrent s Application Based on BT Protocol YANG Qing, ZHOU Dong- mei ,WANG Yi-fei (College of Science and Technology, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China) Abstract: Firstly,introduced the bt element information file and bt-libtorrents interactive process.Secondly,analyzed some important data structure of libtorrent. Lastly,put forward the method of using plug-in extension of business. Key words: BT protocol; libtorrent App; BT plug-in 在现今网络通信中，BT作为p2p技术的一种已得到广泛应用。在开源的BT协议库中，LibTorrent是C+语言BitTorrent开发库,旨在提供高性能和良好代码风格的BT开发包。该开发包与其他包不同的是，它直接通过网络堆栈抓取文件页，其性能是官方客户端的数倍，尤其在基于服务器的bt服务器端开发中颇为重要。 1 BT元信息文件 元信息文件(Metainfo File Structure)又称为种子文件(.torrent)，其结构元信息文件里面的所有数据都是一个以B编码的dictionary，包含下面列出的重要的键(key)： 1) info键对应的值为一字典(dictonary)，描述要发布的文件信息，分单文件模式和多文件模式,其中共有键piece length的键值为每片(piece)的字节数（通常情况下2的n次方），共有键pieces的键值是所有片(piece)哈希值字符串，如piece0:hash0 piece1:hash1。 2) announce的键值为tracher服务器的URL地址。 2 libtorrent数据交互 在peer的交互中，客户端首先向Tracker请求下载，同时包括本地资源的发布，服务器端Tracker响应则包含客户端请求的资源列表。 2.1 Peer客户端的TRACKER请求报文(announce） TRACKER请求报文(announce）的重要参数主要有：表示为元信息文件中的info键值(20字节哈希值)、表示为客户端唯一ID的Peer_id、监听端口、客户端uploaded情况、客户端download情况和客户端IP地址。 2.2 Tracker响应报文(text/plain) 响应文本由B编码的字典(dictionary）组成，其中failure reason的键值表示可读的错误信息。Complete为完成整个文件下载的peer数以及peers键值为一个字典列表(peer的id、ip、port)。 2.3 Peer与Peer的交互过程 Peer与Peer的交互需要经过握手，piece信息的发布以及piece的请求等过程，如图1所示。 值得注意的是on_bitfield必须在handshake后立即发送，如peer无任何已下载了的piece也可以不发送bitfield。但在peer间通讯的其他时候不再允许发送此消息。 3 Libtorrent库解析 libtorrent库的接口由少量几个类组成。最主要的类有session、entry、torrent_info、torrent_handle、alert、extensions。其内部工作流程为如图2所示。 图1 Peer与Peer的交互过程示意图 图2 libtorrent内部工作流程 3.1重要的数据结构 3.1.1 entry类 在编码体系结构中，代表一个节点时可使用entry类。它可以是某个变量类型：链表(list）、字典(dictionary)、整数(integer)或者字符串(string等其中成员函数integer()、string()、list()、dict()函数是返回相应类型的生产者。find_key()将在字典里查找指定关键字的元素，如从torrent信息文件中获得信息的常用代码： dictionary_typeconst& dict = torrent_file.dict(); dictionary_type:const_iterator i=dict.find(announce); if(i != dict.end() std:string tracker_url = i-second.string(); std:cout (pAlert) . torrent_handle h = pfinished -handle;h.save_resmue_data(); if(save_resume_data_alert*pResume= alert_cast(pAlert) torrent_handle h = p-handle; . std:cout(torrent*, void*) ext)函数的参数是个函数对象，且其参数是一任务指针，应用时通过add_extension()函数来添加扩展插件,如create_ut_metadata_plugin能够提供元数据(metadata)以及peer交互扩展。插件接口由两部分组成：torrent_plugin类和peer_plugin类，例如要设计一个特殊功能的插件special_function_plugin流程如下： struct special_function_plugin: torrent_plugin 重载相关成员函数(如on_files_checked(),on_piece_pass(),on_piece_failed()等; struct special_function_peer_plugin: peer_plugin 重载相关成员函数（如on_handshake(),on_extension_handshake(),on_bitfield(),on_piece(),on_suggest()等; boost:shared_ptr special_function_plugin:new_connection(peer_connection* pc) bt_peer_connection *c =dynamic_cast(pc); if(!c) return boost:shared_ptr(); return boost:shared_ptr(new special_function_peer_plugin(m_torrent,*c, *this); 4结束语 分析了bt协议的交互过程及交互中涉及的重要参数。同时对libtorrent的部分重要数据结构进行了简要分析与说明，并给出了libtorrent的内部工作流程。对于重要的数据结构的使用提供部分伪代码，提出了插件扩展的使用方法，为快速的理解、使用libtorrent进行开发提供了参考。 参考文献： 1 lib