# BitTorrent: участники, метаданные и проверка данных

В предыдущих опытах мы искали адрес сервиса. Теперь задача другая: найти участников, у которых есть нужный файл, и проверить полученные от них данные.

В BitTorrent участники раздачи называются **пирами**, а участник с полным файлом — **сидом**. **Трекер** сообщает клиенту контакты пиров. Сам файл передаётся между участниками.

Все команды выполняются из каталога `seminar`; [подготовка стенда](../readme.md#самостоятельный-запуск-опытов). Файлы и участники в опытах создаются локально.

## 1. Прочитать метаданные и проверить части

Файл `.torrent` описывает раздачу: содержит адрес трекера, сведения о содержимом и хеши частей. Рассматриваем формат BitTorrent v1 и раздачу одного файла.

**Перед запуском предскажите:**

1. Изменится ли infohash (идентификатор раздачи), если заменить только адрес трекера или комментарий в `.torrent`?
2. Что обнаружит проверка, если изменить один байт второй части полученного файла?

~~~powershell
docker compose run --rm -T tools python3 bittorrent/metadata.py demo --directory /work/metadata
~~~

Скрипт создаёт файл размером 256 KiB и метаданные с частями по 64 KiB, затем выполняет обе проверки. В выводе найдите:

| Поле | Смысл |
| --- | --- |
| `announce` | Адрес трекера |
| `name`, `length` | Имя файла и размер в байтах |
| `piece length` | Размер части |
| `pieces` | Хеши частей для проверки полученных данных |

Сведения о файле и частях находятся в словаре `info`. В v1 **infohash вычисляется как SHA-1 от исходных байтов этого словаря**, записанного в формате bencode — формате сериализации метаданных BitTorrent. Адрес трекера и комментарий находятся вне `info`, поэтому их замена сохраняет infohash, если байты `info` не менялись.

Для проверки файла каждая часть хешируется и сравнивается с соответствующим значением из `pieces`. В нашем учебном файле четыре одинаковые части, поэтому их хеши совпадают. После изменения байта проверка обнаруживает повреждение второй части — в выводе это индекс `1`.

Повторите проверку повреждённого файла отдельно:

~~~powershell
docker compose run --rm -T tools python3 bittorrent/metadata.py verify /work/metadata/lesson.torrent /work/metadata/damaged.bin
~~~

Ожидаем `FAILED bad pieces: [1]` и код завершения 1. Проверка подтверждает соответствие данных выбранным метаданным; доверие к самим метаданным остаётся отдельным вопросом.

## 2. Отключить трекер во время передачи

**Предскажите:** смогут ли продолжать загрузку клиент с уже найденным пиром и новый клиент, который ещё никого не знает?

В этом опыте другие способы поиска участников отключены: распределённый поиск (DHT), обмен контактами между пирами (PEX) и обнаружение в локальной сети. Новый клиент начинает без сохранённых контактов и может получить их только от трекера.

~~~powershell
docker compose run --rm -T tools python3 bittorrent/live.py
~~~

Скрипт запускает трекер и три клиента на основе библиотеки libtorrent. Они передают файл размером 4 MiB:

1. Сид регистрируется на трекере. Клиент `known` получает его контакт и начинает загрузку.
2. Трекер начинает отвечать HTTP 503 — «сервис недоступен». В этот момент запускается новый клиент `fresh`.
3. `known` продолжает получать данные и завершает загрузку. У `fresh` нет пиров и данных.
4. Трекер восстанавливается. После нового запроса `fresh` находит участников и тоже получает файл.

Сопоставьте строки `TRACKER`, `known`, `fresh` и `PASS` с этими этапами. Счётчик `bytes_done` показывает, сколько байтов содержимого уже есть у клиента; завершённые файлы дополнительно сверяются с исходным.

Трекер нужен для получения контактов. Продолжать обмен по уже установленному соединению можно и при его отказе. Результат для нового клиента зависит от условий: в обычной раздаче ему могут помочь другие способы обнаружения участников.

## Поиск без трекера

**Распределённая хеш-таблица (DHT)** позволяет искать контакты участников по infohash без обращения к трекеру. Для входа в DHT клиенту всё равно нужен контакт хотя бы одного её узла.

В BitTorrent Mainline DHT используется Kademlia. В [следующем разделе](../chord/readme.md) разберём Chord — другой алгоритм распределённого поиска из лекции.

Исходники: [чтение метаданных и проверка частей](metainfo.py), [опыты с метаданными](metadata.py), [локальная передача](live.py). Спецификации: [BEP 3](https://www.bittorrent.org/beps/bep_0003.html), [BEP 5](https://www.bittorrent.org/beps/bep_0005.html).