无线局域网使用BT后断流情况解析
【IT168 专稿】BT是如今最热门的网络下载方式,相信各位读者早已对其不陌生,其改变了传统的需要有专用服务器才能下载的模式,而采用点对点方式,让使用该软件的用户,可以连接到其它电脑上进行下载,同时下载的人数越多,下载速度也就越快。通过BT可以在网上找到丰富的电影、电视、音乐、游戏等资源,而简单、高速的下载方式,也让普通用户一学即会,就这样一种全新的下载方式就在互联网那中流传开来。
无线同样是网络的一大流行话题,特别是今年笔记本和无线局域网设备价格都大幅下跌之后,无线网络也变得越来越普及,不少的家庭和公司都架起了基于802.11系列的WiFi无线局域网络,不但没有了布线的烦恼,而且使得小范围内移动上网、也成为可能。
不过当用户在无线局域网中用BT进行下载时确发现,把两者结合起来似乎并不是那么完美。一旦开启BT下载后,无线局域网似乎陷入了停顿状态,不仅BT软件下载速度几乎为零,而且其它其它上网操作也完全无效。更为严重的是,连无线局域网中电脑与电脑的连接都变得异常缓慢,已经严重的干扰到了无线局域网的正常运转。因此不少尝试过在无线局域网内进行下载的用户,最终也不得不以失败而告终。
BT原理解析
BT是“BitTorrent”英文缩写,中文全称为比特流,是一个基于点对点(P2P:Peer to Peer)的多点下载方式。
传统的Http、FTP方式是基于服务器到客户端的单向传输,即客户端下载时所有资源均由服务器所提供,所下载文件及其最大的下载速度都是由服务器所决定。因此随着下载用户的增多,对带宽的要求也随之加大,对服务器的要求也就越高,如果服务器性能而不能满足于带宽的要求,就会造成下载的瓶颈,影响下载速度。而为此不断的提升服务器的性能,虽能够一定程度上解决瓶颈问题,但成本及其盈利都是服务提供商所必需考虑的因素。对于免费的场合,用此种方式提供大容量高速度的下载并不多见。很多免费的下载服务器都会为同时下载的人数和每个连接点的带宽做一个上限,以保证服务器不会被拥挤的用户所压跨。
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| 传统下载方式的网络架构图 |
P2P类软件的则采取了另劈蹊径方法,把文件提供者的文件分解为很多个小块,下载者连接到文件提供者的电脑后随机从这些小块中,选取一个进行下载;下载完成后,这个小块被立即共享,其它的下载者就可以下载到这个小块。而不同的用户随机分得的小块也不同,最终形成了文件被分割为多个部分存储于多台电脑上。我们如果需要下载文件,就要连接到这些电脑上,分别从不同电脑取得不同的文件,同时不断的把下载完成后的小块共享出来,把所有的小块下载完成后,程序会自动把这些小块拼凑起来,最终就获得了完整的文件。
可以看出虽然被下载的电脑仍有带宽和连接数的限制,但同时充当了服务器和客户端的作用,下载的同时也把文件共享,提供给其它的电脑下载。虽然每台电脑能够提供的流量不大,但众人拾柴火焰高,一个完整的文件可以从多台电脑上取得,因此最后就达到了“下载人数越多,下载速度越快”的目的。
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| BT(P2P)下载方式的网络架构图 |
BT基于P2P的设计思想,原理与之类似,不过在下载之前需要,从网络上下载一个由提供完整文件的人制作的种子(SEED,扩展名为.torrent)文件,文件中包括了下载文件的文件名,尺寸,分块信息,如何连接到种子、如何连接到其他下载者以及文件的校验信息等内容,通过这个种子文件就可以在网络上找到其它拥有该种子的用户。一开始下载时,BT的速度优势并不大,因为要查找到其它拥有该文件的电脑还需要一个过程,而且连接下载每一个小块都需要经过排队等待,一旦登陆到多台电脑上进行下载,BT便可完全发挥宽带的优势。
无线宽带路由器原理解析
在无线局域网络中最基本的设备是无线AP(Access Point),中文名称为无线接入点,其作用与有线方式的交换机差不多,都起着连接网络中电脑的作用。如果要连接到宽带网,光有无线AP还不行,还需要具备调制解调器和路由器才可以,当然也可以不选择路由器而用具备路由功能的调制解调器或者电脑来代替。不过市面上很多调制解调器是不具备路由功能的,而使用电脑来充当路由的方式,既麻烦又不节省资源,因此廉价的宽带路由器的存在仍有选择必要。
按照宽带路由器的接入类型可分为:有线宽带路由器和无线宽带路由器两大类型。其中无线宽带路由器基无线AP、路由器,甚至有线交换机,防火墙于一体,价格比起单纯的无线AP也相差也不大,比起无线宽带路由器来在网络结构、占用空间上更有优势,因此自然成为了不少无线网络用户接入的宽带网选择。
无线宽带路由器工作在OSI七层网络模型中的第三层-网络层上,采用NAT(网络地址转换)转换技术,完成从互联网到局域网之间的IP地址转换。工作原理是,在网络中收到任何一个数据包(包括广播包在内),都将该数据包的数据链路层信息去掉,并查看第三层的IP地址信息。然后,再根据路由表来确定数据包的路由,然后检查安全访问表;如果能够通过,则进行对数据链路层进行封装,最后才将该数据包转发。
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| NAT Router 的工作原理 |
硬件结构上,无线宽带路由器由处理器、无线模组、内存等多个部份组成。其中处理器是整个无线宽带路由器的心脏,其负责对所有的路由信息和相关信息进行处理,其速度的高低对路由器性能起着最重要的作用,一般在无线路由器中采用了100-200MHz的嵌入式处理器或多重服务处理器(MSP)作为其解决方案。无线模组,是无线型号的发射和接收端,对于无线客户端的连接,起着中枢的作用,一个优秀的无线模组,不但支持的无线协议丰富,而且具备信号穿透力强,抗干扰能力强等优点。
目前中高端的无线模组已经可以支持到最新的802.11g 108M的连接带宽,同时还可向下兼容到802.11g 54M和802.11b 11M等多个无线标准,其速度并不亚于传统的100M以太网。无线宽带路由器的内存被分为了两个部份一个是用于存储软件系统的Flash芯片,其容量大小决定了,产品的功能和软件界面是否丰富;另一个部份则是由DRAM芯片组成,用于存储处理器运算所需数据和放置路由表等,自然其容量也与路由器所管理的网络、路由器的性能成正比。
无线局域网内BT下载断流情况的产生
这里就以由于无线宽带路由器来组成的典型无线局域网来说明用BT等P2P软件时,断流的情况是如何产生的。
BT软件使用TCP协议在6881~6889端口与其它主机进行通讯,并且由于需要大量的连接到其它的电脑上,因此就产生了产生了大量的同时连线(Connection Session),而众多的连线都需要经过无线宽带路由器来的NAT转换,才能接收和发送。据统计使用BT进行下载时,单一用户的连接就可以达到800条以上(使用netstat -na命令即可对当前连接状态一目了然),这就要求路由器必需在及短的时间内完成对所有连线的NAT转换。
因此对路由器的性能提出了很高的要求,其中处理器的频率、DRAM的大小和软件系统的效率都对其起到了决定性的作用,出于成本关系普通Soho的无线宽带路由器可支持的同时连线并不是太高,一般为1000条左右(具体可以咨询生产厂商)。如果因为同时连线数太多,而接近与路由器的临界值时,就会对路由器产生非常大的负荷,因此造成处理器稳定过高或者内存溢出,而出现路由器死机、重启的情况。
此外,NAT协议使得对于IP地址的端口的转换变得不透明,也是造成BT下载断流或者速度缓慢的一个主要因素。在接入无线宽带路由器使得在此网络变成了内网,和外网不出于同一个网段内因此需要NAT的转换才能够实现对外网的访问,对于外网的访问路由器是完全公开的,并不需要特别的设置。可是BT下载是不光涉及到数据的流入,其本身也要分享文件,需要数据从本机的流出,而NAT的最大问题就在于无法对外打开监听端口,因此就造成了外网无法对内网进行访问,也无法对内网的电脑发出请求。因此,外网的机器只能看到你的网关的地址,请求只能由你发起,如果大家都处于内网下,你也无法把数据传送到他,双方均不能互传文件。就损失所有外部发起的连接,损失了一些下载源,速度自然就显得不理想。
值得一提的是,无线局域网的安全性手段也可能引起BT下载时发送断流情况。无线网络的数据传输利用微波在空气中进行辐射传播,因此只要在无线宽带路由器所覆盖的范围内,所有的无线终端都可以接收到无线信号,路由器无法将无线信号定向到一个特定的接收设备,因此为了保证无线局域网的安全性厂商也设计了许多手段。这些手段获得也有可能干扰到BT的正常下载,如基于端口的网络接入控制技术IEEE802.1x,SSID广播等。
