Что такое торренты и как они работают?

Торренты — это способ распространения файлов посредством технологии peer-to-peer (P2P). Важной особенностью торрентов является то, что файлы не хранятся на централизованном сервере, а распределяются между пользователями, которые скачивают файлы друг у друга. Это позволяет значительно снизить нагрузку на серверы и обеспечить высокую скорость скачивания.

Технология peer-to-peer

Peer-to-peer (далее P2P) — это модель сетевой архитектуры, в которой узлы (под узлами в данном случае подразумеваются подключенные устройства — компьютеры, мобильные телефоны) в сети являются равноправными и могут одновременно выступать и как клиенты, и как серверы, обмениваясь ресурсами и данными напрямую друг с другом, без участия центрального сервера.

Поэтому в P2P-сетях каждый узел может предоставлять свои ресурсы другим узлам и, в свою очередь, запрашивать ресурсы у них же. В этой модели нет централизованного управления или контроля, что делает ее более гибкой и устойчивой к отказам.

Кроме файлообменных сетей типа BitTorrent, по модели P2P работают также VoIP-сети (пример: Skype) и блокчейн (например, Bitcoin). P2P-технологии используются и для реализации других децентрализованных приложений и сервисов, таких как криптобиржи, социальные сети и т.д.

Как устроены файлообменные сети

Сети BitTorrent включают несколько компонентов, равно необходимых для работы. Рассмотрим их подробнее.

Торрент-файлы

Торрент-файл — это небольшой файл, содержащий метаданные о файле или группе файлов, которые нужно скачать с помощью торрент-клиента. Эти метаданные включают в себя информацию о размере файлов, их структуре, а также хеш-суммы (это, в некотором роде, как отпечаток пальца — цифровой слепок файла) для проверки целостности. Торрент-файлы также содержат информацию о трекерах — тех серверах, которые координируют передачу данных между пользователями.

Клиенты

Для скачивания торрентов вам потребуется специальное программное обеспечение, называемое торрент-клиентом. Из известных клиентов отметим, например, uTorrent и qBittorrent. Клиент обрабатывает торрент-файлы, считывая метаданные и хеш-суммы, устанавливает соединение с пирами и трекерами, а также управляет процессом скачивания и раздачи файлов.

Так выглядят торрент-файлы в папке, привязанные к торрент-клиенту, в данном случае — к uTorrent. Кликнув на такой файл, мы добавим его на скачивание в клиенте: нужно будет только указать путь.

Трекеры

Трекеры в торрент-сети играют роль посредников между пользователями (пирами). Это серверы, которые отслеживают, какие пользователи скачивают и раздают определенные торренты, и помогают им устанавливать соединение друг с другом. Когда вы добавляете торрент-файл в клиент, то, чтобы получить список пользователей, которые скачивают или раздают этот торрент, ваш клиент обращается именно к трекеру. Из российских торрент-трекеров наиболее известным и посещаемым является Rutracker. Но есть и немало других.

Пиры

Пир — это пользователь, который участвует в передаче файлов. Пиры могут быть разделены на две категории: сидеры (seeders) и личеры (leechers). Сидеры (или просто сиды) — это пользователи, которые уже скачали файл полностью и раздают его другим пирам. Личер (лич) — тот, кто скачивает файл, но не скачал его полностью. При этом личер также может раздавать скачанное.

Наибольшее количество личеров в комплексных раздачах, состоящих из нескольких десятков, сотен и даже тысяч файлов. В этих случаях многие пиры остаются личерами, потому что им нужно не всё содержимое раздачи, а только отдельные файлы или группы файлов.

Как происходит скачивание

Когда вы начинаете скачивать файл с помощью торрента, ваш клиент делит файл на множество небольших фрагментов (по умолчанию около 256 КБ каждый). Затем клиент начинает скачивать эти фрагменты от разных пиров одновременно. В то же время торрент-клиент также передает фрагменты, которые уже были скачаны, другим пользователям. Это обеспечивает высокую скорость скачивания и оптимальное распределение трафика.

Во время скачивания каждый фрагмент файла проверяется на наличие ошибок с помощью хеша, который указан в торрент-файле. Если хеш у пиров совпадает, фрагмент считается корректным. В противном случае фрагмент считается поврежденным и будет скачан заново с других пиров.

Когда все фрагменты файла скачаны и проверены на ошибки, они объединяются в один файл. В этот момент пользователь становится сидером (или сидом) и начинает раздавать файл другим пользователям.

Рейтинг

На трекере, с которого вы скачиваете торрент-файл для закачки, может действовать система рейтинга. Это делается для того, чтобы пиры после скачивания не уходили с раздачи сразу, а раздавали торрент как можно дольше. Если рейтинг опускается ниже определенного значения (обычно менее 1), пользователь лишается возможности скачивать новые торренты, поэтому в его интересах поддерживать рейтинг на определенном уровне. Нередко добросовестным пирам предоставляются дополнительные бонусы. Вот, например, как можно повышать рейтинг на одном западном торрент-трекере:

Еще немного очков, которые выдаются за каждый раздаваемый торрент, и можно будет добавить на свой счет целых 40 Гб, что существенно поднимет рейтинг.

Правовые вопросы

Стоит добавить, что скачивание файлов через торренты может нарушать авторские права, если файлы распространяются без разрешения правообладателей. В большинстве европейских стран это является незаконным и может повлечь за собой штрафные санкции, а при повторных действиях даже уголовное преследование. Поэтому перед использованием торрентов убедитесь, что вы соблюдаете законы вашей страны и права правообладателей.