p2p文件服务器,P2P文件传输

> 网络中的应用，存在两种主流的体系结构。一种是C-S体系，另一种是P2P(对等网)体系。

# C-S体系

C-S体系是应用很广泛的应用程序体系，如Web应用。在C-S体系中，服务器承担着巨大的责任，需要处理大量的客户端请求，如文件下载请求，这种体系之间**客户端不能直接通信**，而是通过服务器传达。

# P2P体系

P2P，即peer-to-peer，意思是对等网络。P2P区分于C-S的就是这种体系下**客户端可以直接通信**，而通信的双方称为对等方。而对等方之间可以共享资源，如文件。这样客户端不仅是Bit的消费者，也是Bit的生产者，大大减轻了服务器的负担。应用如：迅雷、BT。

# P2P和C-S文件分发的比较

为什么文件分发适用于P2P体系呢？看一个例子。


对于C-S体系其模型图如上，在这种模型之下。若服务器要向客户端发送一个大文件，长度为L，比如视频文件。服务器需要将文件发送给每个客户端端，服务器的负担是**N*L**。服务器承受了极大的负担，并且消耗了巨大的带宽。


对于P2P体系，其模型图如上。在P2P体系下，若服务器要向客户端发送一个大文件，服务器先将文件分片，再向网络中的客户端分发文件片段，而该客户端接收文件的同时，同样也可以将文件的任何部分发送到另一个客户。之后就是这些存在文件片段的客户端相互通信，这样就减轻了服务器的发送负担。甚至服务器理想情况下负担为**L**。

而在科学计算下得到，C-S体系文件的分发时间和客户端数量N成正比。而P2P体系文件的分发时间是客户端数量N的N^1/2函数。


**总之，在P2P体系中，对等方能够协助服务器分发文件，使客户端不仅是Bit的消费者，也是Bit的生产者。**

# P2P应用-BitTorrent

P2P应用最广泛的应用就是文件分发，而文件分发最著名的就是BitTorrent协议，俗称BT。BT的基本原理就如上面所形容，对等方间共享资源，在接收文件的同时也发送文件，充分利用客户端的上载带宽。

## 1. 相关概念

* 洪流：参与一个文件分发的所有对等方的集合，即洪流中的客户端都在下载文件块，并且上传文件块。

* tracker：一旦一个客户端加入洪流，就需要向tracker注册自己，并周期性的通知tracker它是否仍在洪流中。(就是服务器)

* 种子(.torrent文件)：包含文件分块信息，例如一个500M的文件分为500份，文件就存储了500份片段文件的信息。还有tracker地址，就是真正服务器的地址。以及原始文件名或文件夹名。

##2. 工作过程

* A：客户端从网站或者其他地方获取到.torrent文件。

* B：读取文件内容，载入内存。

* C：读取到文件中的tracker地址，与tracker建立连接并发送需要下载的文件的标识。tracker接收到后将该客户端加入洪流，就是将IP加入列表中。并返回洪流中其他客户端的IP，假如返回有100个。(tracker要保存洪流中的对等体信息，因此下载的客户端每过一段实现需要向tracker通知一次，告诉tracker自己是否仍然在洪流中)

* D: 客户端接收到100个IP后，开始一个个尝试去建立TCP连接。若连接上了，就询问对方拥有那些分块，需要哪个分块，然后相互传输。

总之，BT的工作方式就是一句话：人人为我，我为人人。

>参考:

《计算机网络-自顶向下方法》 Jams F.Kurose Keith W.Ross