Linux BT下载(5)-系统结构设计

系统结构设计

整个系统模块结构如图：

整个系统的功能模块分布：

（1）种子解析：负责解析种子文件，从中获取Tracker服务器的地址，待下载文件的文件名和长度，piece长度，各个piece的hash值。

（2）连接Tracker：根据HTTP协议构造获取Peer地址的请求，与Tracker建立连接，解析Tracker的回应消息，从而获取各个Peer的IP地址和端口号。

（3）与Peer交换数据：根据Peer的IP地址和端口号连接Peer、从Peer出下载数据并将已下载的数据上传给Peer。

（4）出错处理：定义整个系统可能出现的错误类型，并对错误进行处理。

（5）运行日志：记录程序运行的日志，并保存错误进行处理。

作为核心功能“与Peer交换数据”有以下划分：

（1） peer管理：系统为每个已建立TCP连接的peer构造一个peer结构体。本模块负责管理peer链表，添加和删除peer结点。
（2）消息处理：peer与peer之间以发送和接受消息的方式进行通信。本模块负责根据当前的状态生成并发送消息，接受并处理消息。其中对下载和上传数据最重要的是request消息和piece消息。request消息向peer发送数据请求，指明请求的是哪个piece的哪个slice。peer接收到request消息后根据当前的状态，决定是否发送数据给对方。如果允许发送，则构造piece消息，数据被封装在该消息中。每当下载完一个正确的piece时，就像所有peer发送have消息通告已经获得该piece，其他peer如果没有该piece就可以向peer发送数据请求，每次请求都是以slice为单位。
（3） 缓冲管理：将下载到的数据先缓冲起来，等到下载到一定量的数据后在集中写入硬盘。peer请求一个slice的数据时，先将该slice所在的整个piece读入到缓冲区中，下载peer在请求该piece的其他slice时，只需在缓冲区获取，避免了频繁读写硬盘。
（4）位图管理：客户端与peer建立了连接并进行握手后，即发送位图给peer告知已下载到哪些piece，同时也接收对方的位图并将其保存在peer结构体。没下载到一个piece就更新自己的位图，并发送have消息给所有已建立连接的peer。每当接收到peer发来的have消息就更新该peer的位图。
（5）策略管理：主要计算各个peer的下载和上传速度，根据下载速度选择并阻塞peer，采用随机算法选择优化非阻塞peer，以及实现片段选择策略。
（6）信号处理：在运行过程中，程序可能接收到一些信号，如：SIGINT、SIGTERM，这些信号的默认动作是立即终止程序。