Собственный BitTorrent

На этом этапе вы скачаете один фрагмент и сохраните его на диск. На следующем этапе мы объединим фрагменты в файл.

Для скачивания фрагмента программа должна отправлять пиру сообщения протокола пиров. Общая последовательность действий:

• Прочитать торрент-файл и получить URL трекера.
  • Вы уже делали это на предыдущих этапах.
• Выполнить GET-запрос трекеру и получить список пиров.
  • Вы уже делали это на предыдущих этапах.
• Установить TCP-соединение с пиром и выполнить рукопожатие.
  • Вы уже делали это на предыдущих этапах.
• Обменяться несколькими сообщениями протокола пиров, чтобы скачать файл.
  • Именно эту часть вы реализуете на этом этапе.

Сообщения пиров

Сообщение пира состоит из префикса длины сообщения (4 байта), идентификатора сообщения (1 байт) и полезной нагрузки переменного размера.

После завершения рукопожатия нужно обменяться следующими сообщениями:

• Дождаться сообщения bitfield от пира, указывающего, какие фрагменты у него есть.
  • Идентификатор этого типа сообщений — 5.
  • Пока полезную нагрузку можно прочитать и проигнорировать: трекер этого задания гарантирует наличие всех фрагментов у каждого пира.
• Отправить сообщение interested.
  • Идентификатор interested — 2.
  • Полезная нагрузка пуста.
• Дождаться ответного сообщения unchoke.
  • Идентификатор unchoke — 1.
  • Полезная нагрузка пуста.
• Разбить фрагмент на блоки по 16 КиБ (16 * 1024 байт) и отправить сообщение request для каждого блока.
  • Идентификатор request — 6.
  • Полезная нагрузка состоит из:
    • index: индекс фрагмента, начиная с нуля.
    • begin: смещение в байтах внутри фрагмента, начиная с нуля.
      • Для первого блока это 0, для второго — 2^14, для третьего — 2*2^14 и т. д.
    • length: длина блока в байтах.
      • Для всех блоков, кроме последнего, это 2^14 (16 * 1024).
      • Последний блок содержит 2^14 байт или меньше; вычислите это значение по длине фрагмента.
• Дождаться сообщения piece для каждого запрошенного блока.
  • Идентификатор piece — 7.
  • Полезная нагрузка состоит из:
    • index: индекс фрагмента, начиная с нуля.
    • begin: смещение в байтах внутри фрагмента, начиная с нуля.
    • block: данные фрагмента, обычно длиной 2^14 байт.

Получив блоки и объединив их во фрагменты, проверьте целостность каждого фрагмента, сравнив его хеш со значением в торрент-файле.

Тестирующая система запустит вашу программу следующим образом:

$ ./your_program.sh download_piece -o /tmp/test-piece sample.torrent <piece_index>

Она проверит, что фрагмент скачан правильно.

Примечания

• При чтении TCP можно получить только часть данных блока, поэтому накапливайте данные, пока не получите блок целиком.
• Необязательно: для ускорения можно отправлять запросы конвейером. В статье об экономике BitTorrent рекомендуется держать одновременно 5 незавершённых запросов, чтобы избежать задержек между отправками блоков.