Традиционно большинство P2P-приложений использовало TCP для обмена данными. Про то, что µTorrent начинает использовать новый протокол, основанный на UDP, на хабре уже упоминали (раз, два). В данном посте новый протокол µTP описан подробнее, в том числе его тюнинг и возможность отключения. Подробности описаны таким образом, чтобы было понятно далёким от сетевых протоколов людям.

Update: Официальная документация на протокол: www.bittorrent.org/beps/bep_0029.html

Пара слов про TCP и UDP. Первый расшифровывается как Transmission Control Protocol, или протокол управления потоком. Он удобен тем, что даёт использующей его программе гарантию, что данные дойдут до адресата целыми, полностью и в том порядке, в котором были отправлены. Его использование требует предварительной установки соединения и его закрытия в конце. Этакое создание «трубы» через которую будет идти обмен данными. UDP же не предоставляет никаких гарантий что данные дойдут, или что дойдут в правильном порядке. Он только позволяет переслать небольшой блок данных (датаграмму) от одного адреса другому. Вся работа по проверке доставки, и при необходимости — повторной посылке, ложится на саму программу.

Поскольку торрент-клиент и так этим занимается — это не большая проблема. Дело в том, что посылаемые через TCP-«трубу» данные в процессе разбиваются на куски («пакеты»), каждый из которых отправляется независимо. При этом один пакет может идти одним маршрутом, другой — другим, последний кусок может прийти первым, первый — вообще по дороге потеряться. Поэтому каждый участник «трубы» (от операционной системы до маршрутизаторов) вынужден хранить у себя буфер, в который собирает отдельные пакеты, проверяя целостность и порядок, и требуя перепосылку если часть пакетов не дошла.

При этом, если посылающий сидит на широком канале, а принимающий — на модеме, то первый сразу отправляет большой блок данных, который может быстро дойти до провайдера второго, и потихоньку просачиваться в модем. В это время первый, не получив подтверждения о получении, перешлёт часть кусков заново. Ещё раз, и ещё, в результате магистраль провайдера оказывается забита этой ненужной перепосылкой. Одна из основных целей uTP — устранить эту лишнюю нагрузку на провайдеров от P2P-трафика.

Латентно uTP появился в µTorrent версии 1.8, но умел принимать только входящие uTP-соединения, инициировать их сам — не умел. Впервые это научилась альфа-версия 1.9, потом стало возможным включить это и в новых версиях 1.8 ключиком bt.transp_disposition. Его значение от версии к версии менялось, но сейчас устаканилось на следующих битовых флагах:

1 — разрешить инициировать исходящие TCP-соединения,
2 — разрешить инициировать исходящие uTP-соединения,
4 — разрешить принимать входящие TCP-соединения,
8 — разрешить принимать входящие uTP-соединения

Таким образом, 13 (1+4+8), значение по умолчанию в последних версиях 1.8, означает возможность принимать все виды соединений, но самостоятельно устанавливать только TCP. 15 (значение по умолчанию в 2.0) разрешает все виды как исходящих так и входящих соединений. Чтобы запретить uTP вообще (если он вызывает какие-либо проблемы) надо поставить 5 (1+4). Стоит ли ставить 15 в 1.8 — вопрос спорный, на официальном форуме пишут что поддержка uTP в версии 2.0 намного лучше, поэтому скорость в 1.8 может быть хуже, чем по TCP.

В версии 2.0 также появилась поддержка UDP-трекеров. Для трекера вообще TCP очень излишний и требует много лишних ресурсов пакетами установки/закрытия соединения, поэтому для открытых трекеров UDP — благо. Например, последнее время трекер anirena очень глючит по TCP и далеко не с первого раза отвечает, DHT там часто запрещён, а UDP-трекер работает прекрасно. Но для закрытых трекеров он не подходит, т.к. не позволяет послать пасскей, чтобы идентифицировать таким образом качающего.

Ещё в 2.0 появится метод обхода некоторых NAT (STUN), что поможет соединяться большему числу NAT-страдальцев, хотя будет работать не во всех случаях.

Лично меня из всех новшеств 2.0 больше всего порадовал TCP Rate Control. Он позволяет подстраивать скорость и TCP-соединений так, чтобы они не мешали другим приложениям и минимизировать лишнюю перепосылку пакетов, о которой написано выше. Раньше это достигалось установкой cFos-драйвера, в котором можно было поставить низкий приоритет торренту, высокий — браузеру, а с версией 2.0 этого больше не требуется. Управляется это опцией bt.tcp_rate_control, если вам важнее чтобы торрент не мешает другим интернет-приложениям — его стоит включить, если важна максимальная скорость торрента — есть смысл отключить, на официальном форуме пишут что это иногда скорость увеличивает.

Замечу, что в uTP это делается всегда, даже в версии 1.8, а скорость TCP-трафика подстраивается под загрузку канала только в 2.0. В uTP постоянно меряется время отклика от пиров, с которыми происходит обмен данными. как только этот «пинг» начинает увеличиваться, задолго до начала потерь пакетов, µTorrent сбавляет скорость.

За счёт этого, пока канал свободен — он используется на полную. как только например другое приложение (броузер) начинает грузить канал — в µTorrent'е начинает возрастать время отклика, и он автоматически освобождает канал для броузера. Как только пинг вернулся обратно (канал снова освободился) — µTorrent увеличивает загрузку канала. При этом лишних перепосылок пакетов гораздо меньше, чем если бы это происходило на TCP-уровне

Впрочем, тут есть интересный момент, что с ней или по uTP исходящий канал может забиваться на 95%, а без неё только с TCP — на 100%, но эта разница в 5% может оказаться той самой излишней перепосылкой одних и тех же пакетов, что канал забивает, а реальной пользы не приносит, так что imho не всегда когда канал чуть недозабивается это значит что новая версия хуже.

Ещё в обсуждениях часто мелькает ключ net.calc_overhead. Если он включен, то при настройке скорости учитывается и служебный трафик — запросы блоков, подтверждения, уведомления какие блоки у кого есть и т.п. Если отключен — считаются только сами блоки данных. Поэтому раньше советовали ограничивать исходящий канал в торренте до 80-90% от реального, иначе он весь забивался отправляемыми блоками, и уведомления о получении блоков и запросы новых не успевали проходить, поэтому серьёзно страдала скорость скачивания. Опять же, на широких каналах некоторые пишут что при выключении этой опции скорость чуть выше, но может это глюк бета-версии и в релизе всё будет нормально.

Тут ещё есть такой момент, в котором я не уверен на 100%, но кажется что служебного трафика в uTP больше. Ибо в каждой маленькой датаграмме надо передавать что это за блок, от какого торрента, а по TCP можно посылать большие блоки, не подписывая каждый кусочек. Впрочем, тут будет служебный трафик самого TCP, так что не факт что он сильно «экономичнее».

Ещё нельзя не упомянуть такое явление, как «шейпинг» или «резание» P2P-трафика некоторыми провайдерами. Для России это (пока?) не актуально, а на открытых трекерах, где много пиров со всего мира, скорость по uTP значительно выше.

С другой стороны, не всё сетевое железо — модемы, марштуризаторы — и не весь софт рассчитывался на такое количество UDP-трафика, поэтому у некоторых пользователей с ним возникают глюки. Например со скоростью — когда периодически она вдруг падает до нуля, потом снова восстанавливается, или плавает от нуля до максимума. Видимо где-то в сетевом окружении переполняется некий связанный с UDP буфер, чёрт знает. Опять же, на официальном форуме можно поискать про совместимость с разным софтом и железом в случае проблем.

Другие «продвинутые» опции, на которые можно обратить внимание:
bt.connect_speed — сколько максимум новых соединений можно устанавливать в секунду (стоит увеличить, у меня стоит 80),
net.max_halfopen — про это много писалось, и менять стоит вместе с патчем tcpip.sys, хотя с протоколом uTP это уже не важно.
net.utp_target_delay — это некий целевой «пинг» при подстройке соединений, в некоторых случаях при его увеличении где-то до 400-500 скорость становится лучше.
peer.disconnect_inactive_interval — через сколько секунд закрывается соединение с пиром, с которым нет обмена данными, актуально больше для открытых трекеров где больше народу и «плохих» пиров, либо на случай сетевых глюков — чтобы быстрее определять разрыв соединения и переустанавливать его. в некоторых случаях имеет смысл понизить до 90-120.

Версия 2.0 хотя и бета — вполне стабильная, скачать можно тут: forum.utorrent.com/viewtopic.php?id=60602

По личным ощущениям, в старых альфах 1.9 при скачивании с открытых трекеров если до этого входящий канал загружался где-то на 1/3, с uTP стал грузиться где-то на 2/3. При скачивании с закрытых трекеров раньше канал загружался так, что броузер начинал подтормаживать, а в 2.0 всё летает.
uTorrent, UDP, uTP