【p2p、分布式,区块链笔记 Torrent】bittorrent-protocol对等连接管理和bittorrent-protocol扩展实现

bittorrent-protocol简介

  • bittorrent-protocol 是 BitTorrent 协议的一个底层实现库。

  • 此库主要用于管理对等连接和消息传递(握手、数据块请求、数据传输、完成通知)。它可以用于构建 BitTorrent 客户端、种子服务器,或支持 BitTorrent 协议的其他应用。

  • 官方提供的https://github.com/webtorrent/bittorrent-protocol简单示例如下:

import Protocol from 'bittorrent-protocol'  // 导入 bittorrent-protocol 库
import net from 'net'  // 导入 Node.js 的 net 模块,用于创建 TCP 服务器

// 创建一个 TCP 服务器,监听连接
net.createServer(socket => {
   
	const wire = new Protocol()  // 创建一个新的 Protocol 实例,用于处理 BitTorrent 协议

	 // 将 socket 和协议 wire 连接起来
	socket.pipe(wire).pipe(socket)// 将 socket 的数据流通过 wire 进行双向传输

	// 监听握手事件
	wire.on('handshake', (infoHash, peerId) => {
    // 接收到握手信息,infoHash 和 peerId 是十六进制字符串
		// 向对等方发送我们自己的握手信息
		wire.handshake('my info hash (hex)', 'my peer id (hex)')
	})

	// 监听 unchoke 事件,表示对等方不再阻塞我们。注: bittorrent-protocol可管理连接的状态信息,包括双方的 choke/uninterested 状态、数据块请求状态等。
	wire.on('unchoke', () => {
   
		// 输出对等方的 choke 状态
		console.log('对等方不再阻塞我们: ' + wire.peerChoking)
	})
}).listen(6881)  // 服务器监听 6881 端口

bittorrent-protocol的扩展机制

  • bittorrent-protocol还允许开发者通过扩展来实现复杂功能,比如元数据交换或自定义消息格式( ut_metadata扩展实现直接与其他对等节点交换种子文件的元数据,而无需传统的 .torrent 文件。)。

  • 当前版本的bittorrent-protocol为一个1300行的js文件。在 Node.js 中安装时,Node提供了 @types 类型定义文件夹(此文件方便了在TypeScript 项目中使用 JavaScript 库),其中包括bittorrent-protocol中所用到的类型的 TypeScript 方式定义文件bittorrent-protocol/index.d.ts 。代码如下:

实现逻辑

/// <reference types="node" />  // 引入 Node.js 类型定义,以便使用 Node.js 的类型

import * as stream from "stream";  // 导入 stream 模块,提供可读和可写流的基本功能

// 声明 BittorrentProtocol 的常量,它是 BittorrentProtocol 命名空间中的一个构造函数
declare const BittorrentProtocol: BittorrentProtocol.BittorrentProtocol;

// 声明 BittorrentProtocol 命名空间,c++中不用declare关键字namespace BittorrentProtocol {}
declare namespace BittorrentProtocol {
   
    // 定义 BittorrentProtocol 接口
    interface BittorrentProtocol {
   
        new(): Wire;  // 构造函数,返回一个 Wire 实例
        (): Wire;     // 允许将该接口作为函数调用,同样返回 Wire 实例
    }

    // 定义扩展构造函数接口
    interface ExtensionConstructor {
   
        new(wire: Wire): Extension;  // 构造函数,接受 Wire 实例作为参数,返回一个扩展实例
    }

    // 定义扩展接口
    interface Extension {
   
        onHandshake?(infoHash: string, peerId: string, extensions: {
    [name: string]: boolean }): void;
        onExtendedHandshake?(handshake: {
    [key: string]: any }): void;
        onMessage?(buf: Buffer): void;
        name: string; 
    }

    // 定义请求接口
    interface Request {
   
        piece: number;  // 请求的数据块索引
        offset: number; // 请求的偏移量
        length: number; // 请求的长度
        callback(): void; // 回调函数,用于响应请求
    }

    // 定义 Wire 接口,继承自 stream.Duplex双向流,Duplex 流通常用于网络通信、数据压缩加密解密处理和数据转换等需要读写双向数据流处理的场景,常见的 Duplex 流有Tcp Scoket、Zlib、Crypto
    interface Wire extends stream.Duplex {
   
        readonly peerId: string; // 对等方的 ID,十六进制字符串
        readonly peerIdBuffer: Buffer; // 对等方的 ID,以 Buffer 形式存储
        readonly type: "webrtc" | "tcpIncoming" | "tcpOutgoing" | "webSeed"; // 连接类型
        readonly amChoking: boolean; // 是否在阻塞对等方
        readonly amInterested: boolean; // 是否对对等方感兴趣
        readonly peerChoking: boolean; // 对等方是否在阻塞我们
        readonly peerInterested: boolean; // 对等方是否对我们感兴趣
        readonly requests: Request[]; // 当前请求列表
        readonly peerRequests: Request[]; // 对等方请求列表
        readonly extendedMapping: {
    [key: number]: string }; // 扩展映射
        readonly peerExtendedMapping: {
    [key
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