Введение
Каждая нода Tox определяется IP адресом, номером порта и публичным 256-и битным ключом. Существует два условных вида нод:
Bootstrap-нода — нода, которая обслуживает работу сети, но не взаимодействует напрямую с пользователем.
Клиент Tox — нода, которая помимо обслуживания работы сети, выполняет какую-либо дополнительную работу (бот, мессенджер). При этом клиент и нода используют разные пары ключей.
Публичный ключ ноды используется для шифрования пакетов передаваемых этой ноде. Пакеты расшифровываются на стороне ноды при помощи 256-и битного приватного ключа. Для передачи DHT-пакетов используется протокол UDP.
Для «входа» в сеть Tox достаточно иметь связность с любой нодой Tox, которая уже находится в сети. Обычно для этого используется список из известных bootstrap-нод в сети интернет. Дополнительно библиотека libtoxcore использует отправку пакетов на широковещательные адреса, что позволяет подключиться к сети Tox не имея выхода в интернет (при условии, что в вашем сегменте сети есть необходимая нода). И даже без выхода в интернет две и более ноды Tox образуют изолированную сеть Tox, позволяющую взаимодействовать локальным клиентам.
Самоорганизация DHT-сети
Поскольку каждая нода Tox имеет уникальный идентификатор в виде публичного ключа, то отношения между двумя любыми нодами можно выразить искусственной метрикой на базе этих ключей. Этой метрикой является расстояние между ключами. Расстояние вычисляется как сложение по модулю 2 (побитовый XOR) между двумя ключами и интерпретируется как беззнаковое целое.
Из свойств операции XOR вытекает, что нулевое расстояние может быть только между одним и тем же ключом (ключом ноды), а половина всего пространства ключей по отношению к ключу ноды будет иметь максимально возможное расстояние — с некоторой условностью ноды с такими ключами можно считать «недостижимыми» и взаимодействие с подобными нодами будет достаточно редким событием.
Процесс входа в сеть Tox начинается с отправки пакета "Nodes request" известной bootstrap-ноде (одной или нескольким), где содержимое пакета представляет собой разыскиваемый публичный ключ. Нода, получившая пакет «Nodes request», ищет среди известных ей публичных ключей (кроме своего собственного и запрашиваемого) ключи с наименьшим расстоянием от разыскиваемого и отвечает пакетом "Nodes response", содержащим от 1 до 4 найденных ключей и соответствующих им нод (IP/порт). Итеративно повторяя запросы «Nodes request» к нодам из ответа клиент-нода может найти другую ноду с минимальным расстоянием от искомого ключа (параллельно получая информацию о существующих промежуточных нодах).
