大家说起种子，应该都知道是用来下载资源的。那么资源下载都有哪些方式？种子下载又有什么优势呢？
下载电影的两种方式
????第一种是通过 HTTP 进行下载。这种方式，有过经历的人应该体会到，当下载文件稍大点，下载速度简直能把人急死。
????第二种方式就是是通过 FTP（文件传输协议）。FTP 采用两个 TCP 连接来传输一个文件。
- 控制连接。服务器以被动的方式，打开众所周知用于 FTP 的端口 21，客户端则主动发起连接。该连接将命令从客户端传给服务器，并传回服务器的应答。常用的命令有：lsit - 获取文件目录，reter - 取一个文件，store - 存一个文件；
- 数据连接。每当一个文件在客户端与服务器之间传输时，就创建一个数据连接。
FTP 的工作模式
????在 FTP 的两个 TCP 连接中，每传输一个文件，都要新建立一个数据连接。基于这个数据连接，FTP 又有两种工作模式：主动模式（PORT）和被动模式（PASV），要注意的是，这里的主动和被动都是站在服务器角度来说的。工作模式过程如下：
主动模式工作流程
- 客户端随机打开一个大于 1024 的端口 N，向服务器的命令端口 21 发起连接，同时开放 N+1 端口监听，并向服务器发出“port N+1” 命令；
- 由服务器从自己的数据端口 20，主动连接到客户端指定的数据端口 N+1。
被动模式工作流程
- 客户端在开启一个 FTP 连接时，打开两个任意的本地端口 N（大于1024）和 N+1。然后用 N 端口连接服务器的 21 端口，提交 PASV 命令；
- 服务器收到命令，开启一个任意的端口 P（大于 1024），返回“227 entering passive mode”消息，消息里有服务器开放的用来进行数据传输的端口号 P。
- 客户端收到消息，取得端口号 P，通过 N+1 端口连接服务器的 P 端口，进行数据传输。
????上面说了 HTTP 下载和 FTP 下载，这两种方式都有一个大缺点-难以解决单一服务器的带宽压力。因为它们使用的都是传统 C/S 结构，这种结构会随着客户端的增多，下载速度越来越慢。这在当今互联网世界显然是不合理的，我们期望能实现“下载人数越多，下载速度不变甚至更快”的愿望。
????后来，一种创新的，称为 P2P 的方式实现了我们的愿望。
P2P
????P2P 就是 peer-to-peer。这种方式的特点是，资源一开始并不集中存储在某些设备上，而是分散地存储在多台设备上，这些设备我们称为 peer。
????在下载一个文件时，只要得到那些已经存在了文件的 peer 地址，并和这些 peer 建立点对点的连接，就可以就近下载文件，而不需要到中心服务器上。一旦下载了文件，你的设备也就称为这个网络的一个 peer，你旁边的那些机器也可能会选择从你这里下载文件。
????通过这种方式解决上面 C/S 结构单一服务器带宽压力问题。如果使用过 P2P2 软件，例如 BitTorrent，你就会看到自己网络不仅有下载流量，还有上传流量，也就是说你加入了这个 P2P 网络，自己可以从这个网络里下载，同时别人也可以从你这里下载。这样就实现了，下载人数越多，下载速度越快的愿望。
种子文件（.torent）
????上面整个过程是不是很完美？是的，结果很美好，但为了实现这个美好，我们还是有很多准备工作要做的。比如，我们怎么知道哪些 peer 有某个文件呢？
????这就用到我们常说的种子（.torrent）。 .torrent 文件由Announce（Tracker URL）和文件信息两部分组成。
????其中，文件信息里有以下内容：
- Info 区：指定该种子包含的文件数量、文件大小及目录结构，包括目录名和文件名；
- Name 字段：指定顶层目录名字；
- 每个段的大小：BitTorrent（BT）协议把一个文件分成很多个小段，然后分段下载；
- 段哈希值：将整个种子种，每个段的 SHA-1 哈希值拼在一起。
????下载时，BT 客户端首先解析 .torrent 文件，得到 Tracker 地址，然后连接 Tracker 服务器。Tracker 服务器回应下载者的请求，将其他下载者（包括发布者）的 IP 提供给下载者。
????下载者再连接其他下载者，根据 .torrent 文件，两者分别对方自己已经有的块，然后交换对方没有的数据。
????可以看到，下载的过程不需要其他服务器参与，并分散了单个线路上的数据流量，减轻了服务器的压力。
????下载者每得到一个块，需要算出下载块的 Hash 验证码，并与 .torrent 文件中的进行对比。如果一样，说明块正确，不一样就需要重新下载这个块。这种规定是为了解决下载内容的准确性问题。
????从这个过程也可以看出，这种方式特别依赖 Tracker。Tracker 需要收集所有 peer 的信息，并将从信息提供给下载者，使下载者相互连接，传输数据。虽然下载的过程是非中心化的，但是加入这个 P2P 网络时，需要借助 Tracker 中心服务器，这个服务器用来登记有哪些用户在请求哪些资源。
????所以，这种工作方式有一个弊端，一旦 Tracker 服务器出现故障或者线路被屏蔽，BT 工具就无法正常工作了。那能不能彻底去中心化呢？答案是可以的。
去中心化网络（DHT）
????DHT（Distributed Hash Table），这个网络中，每个加入 DHT 网络的人，都要负责存储这个网络里的资源信息和其他成员的联系信息，相当于所有人一起构成了一个庞大的分布式存储数据库。
????而 Kedemlia 协议 就是一种著名的 DHT 协议。我们来基于这个协议来认识下这个神奇的 DHT 网络。
????当一个客户端启动 BitTorrent 准备下载资源时，这个客户端就充当了两个角色：
- peer 角色：监听一个 TCP 端口，用来上传和下载文件。对外表明我这里有某个文件；
- DHT Node 角色：监听一个 UDP 端口，通过这个角色，表明这个节点加入了一个 DHT 网络。
????在 DHT 网络里面，每一个 DHT Node 都有一个 ID。这个 ID 是一个长字符串。每个 DHT Node 都有责任掌握一些“知识”，也就是文件索引。也就是说，每个节点要知道哪些文件是保存哪些节点上的。注意，这里它只需要有这些“知识”就可以了，而它本身不一定就是保存这个文件的节点。
????当然，每个 DHT Node 不会有全局的“知识”，也就是说它不知道所有的文件保存位置，只需要知道一部分。这里的一部分，就是通过哈希算法计算出来的。
Node ID 和文件哈希值
????每个文件可以计算出一个哈希值，而 DHT Node 的 ID 是和哈希值相同长度的串。
????对于文件下载，DHT 算法是这样规定的：
如果一个文件计算出一个哈希值，则和这个哈希值一样的那个 DHT Node，就有责任知道从哪里下载这个文件，即便它自己没保存这个文件。
????当然不一定总这么巧，都能找到和哈希值一模一样的，有可能文件对应的 DHT Node 下线了，所以 DHT 算法还规定：
除了一模一样的那个 DHT Node 应该知道文件的保存位置，ID 和这个哈希值非常接近的 N 个 DHT Node 也应该知道。
????以上图为例。文件 1 通过哈希运算，得到匹配 ID 的 DHT Node 为 Node C（当然还会有其他的，为了便于理解，咱们就先关注 Node C），所以，Node C 就有责任知道文件 1 的存放地址，虽然 Node C 本身没有存放文件 1。
???