e骡协议介绍

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参考资料: google: emule.pdf

1. 概述
 
eMule(e骡)是BT之后新的P2P工具，其地址在http://www.emule-project.net/，其协议是edonkey协议的增强和扩展，完全兼容edonkey。
 
emule客户端都带有emule服务器和共享文件的列表，服务器只保存文件和在线客户端的信息，只相当于一个中心索引，并不保存实际文件。客户端下载时客户端先通过单一的TCP连接服务器登录emule网络，获取希望的文件信息和可能的客户端信息，然后直接连接这些客户端进行文件的上载或下载操作，各个客户端并不一定传整个文件，而只是文件的不同部分，在本地客户端再组合起来，因此在下载文件时客户端可能会产生数百条连接，尽可能的利用带宽。 emule扩展edonkey的地方在于客户端之间可以交换服务器、在线客户端、共享文件的信息，其他部分则和edonkey相同。

2. 客户端TCP连接服务器
 
客户端登录服务器时使用TCP连接，为提高效率会同时连接多台服务器，但一条连接后其他的连接就断开了。客户端连接服务器后发送login信息，服务器这时会开一个新的TCP连接反向尝试连接客户端，如果连接成功服务器发送hello信息，获取hello的回应，这样就表示该客户端是允许其他客户端连接自己的，服务器就会给这个客户端分配一个高ID值；反之，如果反向连接失败，表示该客户端不允许其他客户端连接自己，服务器就会分配一个低ID 值给这个客户端，ID是个4字节数据，高ID比低ID有更高的权限，低ID的值一般不超过16777216(2^24)，emule是鼓励各客户端开放自己以进行更好地共享的。如果服务器的处理能力达到限值，会先拒绝低ID的连接。
 
连接建立后，服务器会给这个客户端分配一个用户ID来标志客户端，而高/低ID是标志该客户端的权限，用户ID是个16字节长的数据，第7到16字节数据不是随机的。
 
登录成功后客户端和服务器会进行数据交换：客户端向服务器提供自己的共享文件列表信息；服务器向客户端提供服务器的状态、版本和其所知道的其他服务器的信息；客户端向服务器请求获取关于下载文件的源，服务器各种源的信息给客户端，然后客户端根据这些信息连接其他客户端下载所需要的文件。
 
emule供一种回调机制使得具有低ID值的客户端也能接受外部的连接，具体过程为如果A，B都是同时连到同一个服务器，A是高ID，B是低 ID，A通过信息交换知道B的存在，A就发回调消息到服务器，服务器在和B通信过程中将此回调信息发送给B，B于是主动连接A进行数据传输。
 
emule/edonkey通信数据都有以下的6字节的头信息：
    0                   1                   2                   3  
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |    Protocol   |               size                            |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |    size       |     type      |  varied length data...
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
protocol：协议，1字节长，0xe3为eDonkey，0xc5为eMule
size：数据长度，4字节长，表示的长度数值不包括头部和size的长度，单位是字节
type：数据类型，1字节长，对于客户端到服务器的TCP连接可取以下类型值，协议为0xe3：
 0x01: login
 0x38: server message
 0x40: ID change
 0x15: offer files
 0x14: get list of servers
 0x34: server status
 0x32: list of servers
 0x41: server identification
 0x16: search request(client), search result(server)
 0x19: get sources
 0x42: found sources
 0x1c: callback request(client)
 0x35: callback requested(server)
 0x36: callback fail(server)
 0x05: message rejected
注意：eMule/eDonkey都是在Intel硬件，Microsoft操作系统实现，协议中所有数据就都定义为“小头”序而不是一般网络协议中的“大头”序，所以不需要进行ntohs和ntohl转换。
 
3. 客户端UDP连接服务器
 
emule客户端和服务器之间使用UDP通信来完成连接状态保持和增强性查找等功能，UDP数据发送最大频率是每秒10个包。
 
在头信息字段中，对于客户端到服务器的UDP连接可取以下类型值，协议为0xe3：
 0x9a: get sources
 0x9b: found sources
 0x96: status request
 0x97: status response
 0x98: search request
 0x92: search request
 0x99: search response
 0xa2: Server description request
 0xa3: Server description response

4. 客户端TCP连接客户端
 
客户端之间的TCP连接用来进行文件的下载，每条连接最小传输速率为2.4K字节/秒。
 
4.1 握手过程
 
客户端之间建立TCP连接后，进行初始化握手过程，交换各自的相关信息：ID、版本、能力情况等，包括hello和emule info信息，对方返回hello answer, info answer等信息，这些是和edonkey相同。此外，emule还会发送特殊的UDP交换信息，安全的用户识别信息和源的交换能力等信息，这是 edonkey所没有的。
 
安全的用户识别是在握手过程中协商是否进行，如果要进行认证，会交换公钥和签名信息，为鼓励客户端提供共享文件，对提供共享多的用户会有较高的信用值。
 
4.2 文件请求过程
 
起始方发送File request, Requested file ID, source request等请求信息，对方如果文件存在，返回File request answer、File status、Sources answer等回应信息；如果文件不存在，返回File not found信息，然后断开连接；如果文件提供方的该文件的上载队列不为空，会将请求方的信息放入队列，然后断开连接，等此信息到达队列顶时文件提供方主动连接请求方上载文件，如果请求方已经通过其他机器下载了文件，可以拒绝上载。
 
4.3 数据传输过程
 
eMule下载文件时并不象FTP那样两点间按文件顺序传输，而是将文件分隔为很多部分(每部分9.28M，又细分为多个块，每块180K)，不同的部分可以从不同的地方进行下载，各部分下载后重新组合起来，因此连接越多下载速度越快。另外在TCP传输过程中，是直接发送的，为防止IP分片降低效率，每个包发送的TCP数据最大限制为1300字节。
 
文件部分请求传输过程为：请求方发送Start upload request请求信息，对方回应Accept upload request表示接受，然后请求方发送Request file parts请求，对方返回Sending file part信息，然后传输文件部分，一次连接最多可传输3个文件部分，如果双方版本都支持，可以在数据传输前进行压缩。
 
请求方可以通过发送View shared files、View shared folders、View content of a shared folder等请求来获取对方的共享文件，共享文件夹的信息。
 
在头信息字段中，对于客户端到客户端的TCP连接基本类型可取以下类型值，协议为0xe3：
 0x01: hello
 0x4c: hello answer
 0x46: Sending file part
 0x47: Request file parts
 0x49: End of download
 0x4d: Change client ID
 0x4e: Chat message
 0x51: Part hashset request
 0x52: Part hashset reply
 0x54: Start upload request
 0x55: Accept upload request
 0x56: Cancel transfer
 0x57: Out of part requests
 0x58: File request
 0x59: File request answer
 0x48: File not found
 0x4e: Requested file ID
 0x50: File status
 0x5b: Change slot
 0x5c: Queue rank
 0x4a: View shared files
 0x4b: View shared files answer
 0x5d: View shared folders
 0x5f: View shared folders answer
 0x5e: View content of a shared folder
 0x60: View shared folder content answer
 0x61: View shared folder or content denied
 
以下是emule扩展类型，协议字段必须为0xc5，不能是0xe3：
 0x01: eMule info
 0x02: eMule info answer
 0x40: Sending compressed file part
 0x60: Queue ranking
 0x61: File info
 0x81: Sources request
 0x82: Sources answer
 0x87: Secure identification
 0x85: Public key
 0x86: Signature
 0x90: Preview request
 0x91: Preview answer

5. 客户端UDP连接客户端
 
客户端之间会周期性地发送UDP信息，用来获取本机在对方的下载队列中的位置，是通过发送Re-ask file信息来查询的，对方可能会返回Re-ask file ack、Queue full或File not found信息回应。
 
在头信息字段中，对于客户端到客户端的UDP连接可取以下类型值，协议值必须为0xc5：
 0x90: Re-ask file
 0x91: Re-ask file ack
 0x93: Queue full