下載 可不是BT那么簡單

OverLord

網(wǎng)頁下載 HTTP的天下

大家上網(wǎng)有時候需要臨時下個小容量的文件，多是瀏覽器直接點擊，下載后即可打開。不同于BT下載等等，網(wǎng)頁下載使用的協(xié)議是HTTP協(xié)議。所以要搞清楚它們的下載原理，我們就需要從最基礎(chǔ)的HTTP協(xié)議看起。

所謂HTTP，全稱是HyperText TransferProtocol，即超文本傳輸協(xié)議。它是網(wǎng)絡(luò)上使用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，當你輸入一個網(wǎng)址的時候，所有的起始都必須遵循這個標準—— 也就是客戶端和服務(wù)端的請求、應(yīng)答標準。所謂客戶端，就是終端用戶，也就是在電腦前的你，服務(wù)端就是網(wǎng)站本身（圖1）。

通過使用例如Chrome、Edge等任意瀏覽器輸入網(wǎng)址時，客戶端就會發(fā)起一個到服務(wù)端（網(wǎng)站）指定端口的請求，這個默認的端口就是80端口。嚴格意義上，我們將客戶端叫做用戶代理，而服務(wù)器端通過8 0端口接收到來自客戶端的應(yīng)答請求時，會將自身存儲的一些資源，比如HTML網(wǎng)頁、圖片，以及文件（圖2）“反饋”給客戶端。

當然，這只是一個非常簡單的理解。具體點說，當客戶端向服務(wù)端發(fā)送某一個請求的時候，請求的這個信息中包含URL（鏈接地址）、協(xié)議版本（HTTP也是有協(xié)議版本的），以及請求的修飾符號、客戶端信息等等一并提交給服務(wù)端。服務(wù)端一一“了解”了客戶端的請求信息后才會做出回應(yīng)。

如果這個過程里某一個步驟出現(xiàn)了錯誤，那么產(chǎn)生錯誤的信息會反饋給客戶端，然后輸出到顯示屏幕上。當然，這個過程都是作為用戶的你看不到的，你只需要輸入網(wǎng)址，或是鼠標點擊鏈接，等待屏幕最終顯示信息（圖3）就可以了。

但是，在HTTP下載的時候，都是單一線程操作的，它不允許并發(fā)多個線程一起完成某一個“請求、反饋”動作，因此，即便可以實現(xiàn)斷點續(xù)傳，它的下載動作只能是單一線程執(zhí)行，通俗一點說就是單點傳輸，跑不滿帶寬。所以，很多時候大一點的文件，比如視頻、安裝鏡像等都不太使用這種“極為簡單、直白”的下載方式。

FTP 一個被遺忘的傳輸手段

在互聯(lián)網(wǎng)上，最早也是有專門用來傳輸文件的協(xié)議，這便是FTP。它全稱是File TransferProtocol，也就是文件傳輸協(xié)議，是一個專門用于在計算機網(wǎng)絡(luò)上在客戶端和服務(wù)器之間進行文件傳輸?shù)膽?yīng)用層協(xié)議（圖4）。相比于HTTP，F(xiàn)TP具備兩種方式進行用戶認證，第一種是匿名服務(wù)，在這種設(shè)置狀態(tài)下，客戶端登錄服務(wù)器時不需要密碼，默認用戶名為anonymous，該賬號不需要密碼驗證即可進行協(xié)議握手然后下載服務(wù)端的文件。而在設(shè)置密碼的時候，就需要使用對應(yīng)用戶名的密碼來進行驗證了。

同時，F(xiàn)TP的使用時也擁有兩種模式，即主動模式（PORT）和被動模式（PASV）（圖5）。所謂主動模式，就是當客戶端和服務(wù)端在握手時，會在同一時間打開一個監(jiān)聽端口用以創(chuàng)建整個鏈接過程。在這種情況下，客戶端如果安裝有防火墻會產(chǎn)生鏈接錯誤。所以這就需要被動模式了，被動模式只要求服務(wù)器端產(chǎn)生一個監(jiān)聽相應(yīng)端口的進程，這樣就可以繞過客戶端安裝了防火墻的問題。

具體來說，一個主動模式下的FTP鏈接過程是這樣的，客戶端隨機打開一個端口，一般來說是1024以后5000以內(nèi)的任意一個端口號，我們假設(shè)為X，同時使用21端口（FTP默認端口）與服務(wù)端進行鏈接（圖6）。此時監(jiān)聽端口X向服務(wù)端端口21發(fā)送命令，告辭服務(wù)端，客戶端正在監(jiān)聽的端口號，并且客戶端已經(jīng)做好了準備以此端口接收數(shù)據(jù)。

雖然是專用的傳輸協(xié)議，但是FTP在客戶端于服務(wù)端的“溝通”上可以用話癆來形容，HTTP只需往復兩次即可建立握手，開始交換數(shù)據(jù)。那么FTP呢？從創(chuàng)建TCP鏈接開始，客戶端等待服務(wù)器端發(fā)送回執(zhí)、客戶端向服務(wù)器端發(fā)送用戶名并等待響應(yīng)、 客戶端向服務(wù)器端發(fā)送密碼并等待響應(yīng)、客戶端向服務(wù)器端發(fā)送SYST命令并等待響應(yīng)、客戶端向服務(wù)器端發(fā)送TYPE I命令并等待響應(yīng)、如果用戶需要在服務(wù)器端切換目錄，客戶端仍然發(fā)送命令并等待響應(yīng);主動模式下，客戶端需要發(fā)送命令到服務(wù)器端，然后等待響應(yīng)……怎么樣，是不是極為繁瑣？這樣帶來的后果也是讓服務(wù)端資源占用問題嚴重，最終的結(jié)果必然是被取而代之，被人們遺忘。

BitTorrent 我是下載之王！

BT是簡稱，全稱是B i tTorrent協(xié)議，它是一個對等網(wǎng)絡(luò)中的文件下載協(xié)議。不同于HTTP、FTP的點對點（point-to-point）的協(xié)議，BitTorrent屬于用戶群對用戶群（peer-topeer），下載同一個文件的用戶人數(shù)越多，這個文件的下載速度越快，并且通過用戶的上行帶寬進行上傳，維持分享狀態(tài)（圖7），成為其用戶端節(jié)點（圖8）下載的種子文件（.torrent），同時上傳及下載。

普通的HT TP/FTP下載使用TCP/IP協(xié)議，BitTorrent協(xié)議是架構(gòu)于TCP/IP協(xié)議之上的一個P2P文件傳輸通信協(xié)議，處于TCP/IP結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層。當一個被需要下載的文件要進行分享的時候，文件發(fā)布者會根據(jù)該文件生成*.torrent后綴名的文件，即種子文件，也簡稱為“種子”（圖9）。這個種子本質(zhì)上是一個文本文件，它包含了兩部分信息，一方面是Tracker信息另一方面是文件自身的信息。

Tracker信息主要是BitTorrent下載中需要用到的Tracker服務(wù)器的地址和針對Tracker服務(wù)器的設(shè)置，文件信息是根據(jù)對目標文件的計算生成的，計算結(jié)果根據(jù)BitTorrent協(xié)議內(nèi)的Bencode規(guī)則進行編碼。它的主要原理是需要把提供下載的文件虛擬分成大小相等的塊，塊大小必須為2k的整數(shù)次方（由于是虛擬分塊，硬盤上并不產(chǎn)生各個塊文件），并把每個塊的索引信息和Hash驗證碼寫入種子文件中?？梢哉f，種子文件就是被下載文件的“索引”。

接下來，需要下載這個文件的用戶，就需要下載一個客戶端，并得到相對應(yīng)的種子文件。運行客戶端，其首先解析種子文件中保存的Tracker信息地址，接著連接到Tracker服務(wù)器。當網(wǎng)絡(luò)通暢的時候，Tracker服務(wù)器便會回應(yīng)下載者的請求，提供下載者其他下載者（包括發(fā)布者）的IP。下載的用戶再連接其他下載者，根據(jù)種子文件，分別告知對方自己已經(jīng)有的文件數(shù)據(jù)塊，然后交換對方所沒有的數(shù)據(jù)。此時不再需要其他服務(wù)器參與了，因為分散了單個線路上的數(shù)據(jù)流量，因此減輕了服務(wù)器負擔。

不過，用戶A和用戶B分別下載了這個文件的部分文件塊，那么他們又是如何保證文件的準確性呢？下載文件的用戶每得到一個數(shù)據(jù)塊，就需要計算該數(shù)據(jù)塊的Hash值，并與種子文件中的Hash值進行對比，如果一樣則說明正確，不一樣則需要重新下載（圖10）。

相比之下，使用HTTP或者FTP分享文件時，發(fā)布文件只能保存在一個或者幾個服務(wù)器上，點對點進行傳輸（圖11），下載用戶（線程）一多，服務(wù)器就會變得不堪重負，帶寬也被占滿，因此常常要對線程、速度進行限制（圖12）。而BitTorrent協(xié)議的下載就不一樣了，服務(wù)器只負責分發(fā)信息和對種子“負責”，而人越多帶來的帶寬也更大，下載也就越快。

但是，種子也要保存到某個服務(wù)器上，一旦遇到無Tracker的情況又該如何？于是，一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生，這就是DHT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Distributed Hash Table，即分布式哈希表，這是一種分布式存儲方法。在沒有服務(wù)器的情況下，每一個用戶客戶端負責一個小范圍內(nèi)的“路由”，并保存一小部分數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)DHT整個網(wǎng)絡(luò)的尋址和存儲。這個技術(shù)的應(yīng)用讓BitTorrent下載可以免除連接Tracker服務(wù)器就能下載——DHT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會賦予用戶與用戶之間“通訊”，互通有無，可以說進一步完善了BitTorrent下載協(xié)議。

當然，Bi tTorrent也不是無懈可擊的，即便有DHT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加持，但是如果一個文件在一段時間之后不再有用戶分享上傳，比如一些冷門資源，用戶即便擁有這個文件的種子也無法下載——這也是BitTorrent只適合在短時間內(nèi)下載熱門資源使用的根本原因。

ED2K 我是共享第一擊！

對比專為下載而生的BitTorrent協(xié)議，ED2K（準確的說應(yīng)該被稱作eDonkey2000 network）更被視作最友好的分享網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（圖13）。與BitTorrent協(xié)議相同的地方在于，它也是基于分布式的（圖14），文件基于用戶群對用戶群（peer-to-peer）的保存、分享，而不是存儲于一個中樞服務(wù)器上。

不同于BitTorrent的是，它并不需要一個專門的文件存儲信息，只是使用ED2K格式的超鏈接即可（格式為ed2k：//），這也是為什么筆者將eDonkey2000 network簡稱為ED2K的原因。所有的瀏覽器都可以識別ED2K連接，并將其連接到下載軟件上進行文件傳輸共享。一個典型的ED2K 連接包含的信息為三個部分，分別是文件名、文件的大小、文件的ED2K Hash值。大致完整的格式是這樣的：ed2k：//|file|<文件名>|<文件大小>|<文件Hash>|/，例如ed2k：//|file|eMule0.49c.zip|2868871|0F88EEFA9D8AD3F43DABAC9982D2450C|/（圖15）。這樣對比之下，它免除了像BitTorrent那樣還需要額外下載一個文件的繁瑣，擁有鏈接即可。

當這樣一個連接被粘貼到支持ED2K下載的軟件中時，eDonkey的客戶端程序就會連接到該網(wǎng)絡(luò)來共享文件。而eDonkey服務(wù)器作為一個通訊中心，會讓用戶在ED2K網(wǎng)絡(luò)內(nèi)查找文件。當然，每一個用戶在使用ED2K下載客戶端的時候，都必須指定一個共享目錄，為的就是可以分享文件，而不是單純的下載。另外比較智能的地方在于，ED2K分享文件的時候使用混合MD4摘要算法來檢查識別文件，也就是說，即便是不同文件的文件名，只要混合MD4摘要算法識別文件一致，也可以將其納入分享。

ED2K的另一大好處在于，它可以比BitTorrent更長期保持分享文件內(nèi)容，因為ED2K沒有中心節(jié)點，它將所有參與的用戶視為分享者，只要用戶文件沒有刪除，并且作為資源分享就可以一直上傳數(shù)據(jù)文件，讓文件長期保持在網(wǎng)絡(luò)共享之中。

磁力鏈接 我是最后的勝利者！

磁力鏈接是現(xiàn)在最為流行的下載方式，甚至是沒有之一了吧？磁力鏈接全稱為MagnetUniform Resource Identifier，是一種是對等網(wǎng)絡(luò)中進行信息檢索和下載文檔的鏈接協(xié)議。和基于URL網(wǎng)絡(luò)地址的區(qū)別在于，磁力鏈接是基于元數(shù)據(jù)（metadata）文件內(nèi)容，屬于統(tǒng)一資源名稱（圖16）。

磁力鏈接本身不是基于文檔的IP地址或者定位符，而是在分布式的數(shù)據(jù)庫中通過HashFunction（散列函數(shù)值）識別、搜索，然后提供下載服務(wù)的一種方式。也就是說，它不依賴任何一個中心的服務(wù)器。而且，它不需要Tracker服務(wù)器，不需要*.torrent 文件，僅需要一連串字符就可以進行文件下載，當然這一切都是基于DHT技術(shù)和PEX技術(shù)才得以實現(xiàn)的。

磁力鏈接另一個優(yōu)勢是跨平臺和開放性，磁力鏈接可以在幾乎所有的平臺，包括手機上的應(yīng)用程序中下載——BitTorrent在這方面是無能為力的。因為磁力鏈接采用的是極為簡潔的純文本格式，所以用戶很方便的可以將其復制在任何擁有下載軟件的設(shè)備中（圖17）。

磁力鏈接的格式究竟什么樣子呢？舉例來說，magnet：？xt=urn：btih：CB434C9025A5255ED17454C97C089399，這樣一組串列復制到下載軟件中就可以了。其中，“magnet：”是協(xié)議名稱，“xt：”則是exacttopic的縮寫，其為包含文件哈希值（Hash）的統(tǒng)一資源名稱，“urn：”即Uniform ResourceName，表示資源名，“btih：”則是BitTorrent info hash的簡寫，實際是種子散列函數(shù)，最后的一串文字就是具體的文件名稱了。

磁力鏈接的優(yōu)勢不止于此，傳統(tǒng)的Bi tTorrent下載還需要Tracker 服務(wù)器，而磁力則會根據(jù)下載文件的哈希值生成一個獨有的文本格式“指紋”（圖18），然后根據(jù)這個“指紋”匹配識別文件并下載。而且最棒的地方在于，任何用戶都可以生成這樣一個文件“指紋”，因此磁力鏈接不需要任何中心服務(wù)器就能下載，極為方便。

優(yōu)質(zhì)下載軟件是這些！

前面筆者給大家詳細介紹了各種下載協(xié)議的優(yōu)劣區(qū)別，那么重點來了，究竟什么用什么軟件來下載呢？

Free Download Manager

之所以推薦Free Download Manager，無外乎Internet Download Manager屬于收費軟件，固然后者功能更強大，但畢竟秉持著免費夠用就好的原則，筆者還是更推薦Free Download Manager一些。Free DownloadManager擁有非常多的功能，比如智能限速、斷點續(xù)傳、計劃任務(wù)、網(wǎng)頁抓取等等，而且，它還可以實現(xiàn)下載部分音頻、視頻文件的時候同時預覽播放的功能。而且，它在支持的下載方式上，包含了BitTorrent、FTP、HTTP下載，同時還支持磁力鏈接。如果說最大的遺憾，莫過于它無法支持EK2K鏈接下載了。

官網(wǎng)地址：https：//www.freedownloadmanager.org/zh/

EagleGet

EagleGet是近幾年開始流行的下載軟件。界面清爽是EagleGet的一大特色，而且如果你不喜歡還可以自行更換皮膚。當然了，諸如監(jiān)控剪貼板、瀏覽器集成插件、音視頻的嗅探下載，批量下載以及隊列這些功能樣樣具備。不過，它的缺點在于，它不能夠支持BitTorrent和磁力鏈接。對筆者而言，它更像是一個補充，尤其是搭配FreeDownload Manager使用比較合適——總有一個軟件能夠幫助到你。

官網(wǎng)地址：

https：//eagleget.en.softonic.com/

Motrix

沒有廣告、幾乎全兼容，體積又小巧，這就是Motrix的重要特色。這款異軍突起的下載軟件非常受歡迎，而且它還是一款開源免費的產(chǎn)品。Motrix可以支持包括HTTP、FTP、BitTorrent、磁力鏈接在內(nèi)的下載方式，而且它甚至支持百度網(wǎng)盤及迅雷專有協(xié)議的下載，這著實令人意外。需要注意的是，Motrix百度網(wǎng)盤的下載功能需要遵從百度網(wǎng)盤本身的下行速度。更重要的是，它對平臺的支持非常友善，Windows和macOS下都可以使用，有興趣的朋友不妨下載試用一番。

官網(wǎng)地址：https：//motrix.app/zh-CN/

官網(wǎng)地址：https：//www.qbittorrent.org/

qBittTorrent

也許你會認為μTo rrent很好用，但是這款qBittTorrent直接在官網(wǎng)聲稱自己的目標就是一款能夠替代μTorrent的開源軟件。qBittTorrent支持中文，并且全面無廣告設(shè)計，還集成有搜索引擎，能夠直接在軟件內(nèi)指定進行分類搜索，并且支持DHT網(wǎng)絡(luò)，支持磁力鏈接等等，作為一款下載軟件，qBittTorrent不可謂想得不周全，非常了得。

相對于EagleGet的雙平臺使用，qBit tTorrent的跨平臺支持度更進一步，它可以支持包括Windows在內(nèi)，macOS、Linux、FreeBSD在內(nèi)的多個桌面操作系統(tǒng)。不僅如此，它在擴展功能上也極具創(chuàng)意，包括Web頁面管理、UPnP支持、PEX對等交換、LSD本地發(fā)現(xiàn)功能、IPV6的支持，甚至還有很多第三方插件?？梢哉f，qBi ttTorrent絕對是最值得選擇的下載軟件之一。

Transmission

Transmission作為一款老牌下載軟件，是筆者推薦的主要原因之一。其次，就是它的功能十分強大。它可以支持Windows、macOS、Linux系統(tǒng)，還支持encryption、Web界面、遠程控制（這個功能比較獨特）、磁力鏈接、DHT網(wǎng)絡(luò)、uTP、UPnP、NATPMP等等功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)目錄監(jiān)控、全局或者單一下載的速度限制，簡直無所不能。如果你選擇一款功能全面而且下載性能出色的軟件，Transmission是不可錯過的選擇。

官網(wǎng)地址：https：//transmissionbt.com/

迅雷

論下載，無論如何也必須要提到的就是迅雷了。作為國內(nèi)的王牌下載軟件，迅雷的強大有目共睹。非會員模式下，支持幾乎所有的下載方式，什么FTP、HTTP下載，BitTorrent、ED2K、磁力鏈接，它都可以實現(xiàn)。而在會員功能部分，它還能夠提供離線下載、會員加速等服務(wù)，當然這些需要有“鈔能力”，迅雷也對應(yīng)的提供了加速、離線下載的服務(wù)器支撐，這才讓迅雷的會員具有較高的價值。

但是需要注意，迅雷強大的功能對內(nèi)存、處理器的性能還是有一定的要求的，如果你的電腦配置跟不上時代，很可能會出現(xiàn)下載時處理器占用過高的問題。