dht算法 python代码实现

时间: 2023-08-18 10:06:02 浏览: 82
以下是一个简单的基于Python的DHT算法实现: ```python import hashlib import socket import struct import sys import time BOOTSTRAP_NODES = ( ("router.bittorrent.com", 6881), ("dht.transmissionbt.com", 6881), ("router.utorrent.com", 6881) ) TID_LENGTH = 4 RE_JOIN_INTERVAL = 30 TOKEN_LENGTH = 2 VALUES_LIMIT = 8 def entropy(length): return ''.join(chr(random.getrandbits(8)) for _ in range(length)) def get_neighbor(target, end=False): return target[:-1] + chr(ord(target[-1]) ^ end and 0xff or 0x01) def decode_nodes(nodes): n = [] length = len(nodes) if (length % 26) != 0: return n for i in range(0, length, 26): nid = nodes[i:i+20] ip = socket.inet_ntoa(nodes[i+20:i+24]) port = struct.unpack("!H", nodes[i+24:i+26])[0] n.append((nid, ip, port)) return n class KNode: def __init__(self, nid, ip, port): self.nid = nid self.ip = ip self.port = port class DHT: def __init__(self, bind_ip, bind_port, max_node_qsize): self.bind_ip = bind_ip self.bind_port = bind_port self.max_node_qsize = max_node_qsize self.is_running = False self.nodes = {} self.routing_table = {} def start(self): self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP) try: self.socket.bind((self.bind_ip, self.bind_port)) except: print('Bind Error!') sys.exit() print('Listening on %s:%d' % (self.bind_ip, self.bind_port)) self.is_running = True while self.is_running: try: self.tick() data, (ip, port) = self.socket.recvfrom(4096) if data: self.on_message((data, (ip, port))) except: pass def stop(self): self.is_running = False if self.socket: self.socket.close() def tick(self): t = int(time.time()) for node in self.nodes.values(): if node.get('last_seen', 0) + RE_JOIN_INTERVAL < t: self.remove_node(node['id']) def on_message(self, msg): msg_type = ord(msg[0][0]) if msg_type == 0x08: self.on_find_node(msg) elif msg_type == 0x0a: self.on_get_peers(msg) elif msg_type == 0x0f: self.on_announce_peer(msg) def on_find_node(self, msg): tid = msg[0:4] target_id = msg[4:24] node_id = msg[24:] nodes = self.get_nodes(target_id) token = entropy(TOKEN_LENGTH) if nodes: for node in nodes: msg = struct.pack("!20s", node.nid) + socket.inet_aton(node.ip) + struct.pack("!H", node.port) self.socket.sendto(b"\x00\x00\x00\x00" + tid + msg, (node.ip, node.port)) else: self.socket.sendto(b"\x00\x00\x00\x00" + tid + b"d1:rd2:id20:" + self.get_neighbor(target_id).encode() + b"e1:t2:aa1:y1:re", (node.ip, node.port)) def on_get_peers(self, msg): tid = msg[0:4] infohash = msg[4:24] node_id = msg[24:] token = entropy(TOKEN_LENGTH) values = [] if infohash == node_id: values.append((self.bind_ip, self.bind_port)) else: # Fetch values from the DHT storage pass if values: token = entropy(TOKEN_LENGTH) for v in values[:VALUES_LIMIT]: self.socket.sendto(b"\x00\x00\x00\x00" + tid + b"d1:rd2:id20:" + self.get_neighbor(infohash).encode() + b"5:token" + str(len(token)).encode() + b":" + token.encode() + b"5:value" + str(len(v)).encode() + b":" + v.encode() + b"ee", (node.ip, node.port)) else: nodes = self.get_nodes(infohash) if nodes: for node in nodes: msg = struct.pack("!20s", node.nid) + socket.inet_aton(node.ip) + struct.pack("!H", node.port) self.socket.sendto(b"\x00\x00\x00\x00" + tid + b"d1:rd2:id20:" + self.get_neighbor(infohash).encode() + b"e1:t2:aa1:y1:re", (node.ip, node.port)) else: self.socket.sendto(b"\x00\x00\x00\x00" + tid + b"d1:rd2:id20:" + self.get_neighbor(infohash).encode() + b"e1:t2:aa1:y1:re", (node.ip, node.port)) def on_announce_peer(self, msg): pass def get_nodes(self, target): nodes = [] for nid in self.routing_table.get(target, []): if nid in self.nodes: nodes.append(KNode(nid, self.nodes[nid]['ip'], self.nodes[nid]['port'])) return nodes def add_node(self, node_id, ip, port): if node_id not in self.nodes and len(self.nodes) < self.max_node_qsize: self.nodes[node_id] = {'ip': ip, 'port': port, 'last_seen': time.time()} self.routing_table.setdefault(node_id[0], set()) self.routing_table[node_id[0]].add(node_id) def remove_node(self, node_id): if node_id in self.nodes: del self.nodes[node_id] self.routing_table[node_id[0]].remove(node_id) def get_neighbor(self, target): return get_neighbor(target, True) def join_DHT(self): for addr in BOOTSTRAP_NODES: node_id = hashlib.sha1(entropy(20).encode()).digest() self.add_node(node_id, self.bind_ip, self.bind_port) self.socket.sendto(b"\x00\x00\x00\x00" + entropy(TID_LENGTH).encode() + b"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00" + node_id, addr) def bootstrap(self): while len(self.nodes) < self.max_node_qsize: self.join_DHT() time.sleep(1) ``` 如果您想要更深入地了解DHT算法的实现,建议您参考更为详细的教程和资料。

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