DLNA协议总结

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一、DLNA设备发现 --- UPnP DA

基于UPnP，设备可以动态的加入网络，自动获得一个IP地址，向其他设备公布自己能提供的服务，或者获知其他设备的存在和提供的服务，这些过程都是自动完成的，彼此发现和了解后，设备能够互相调用服务以实现家庭网络设备的互相操作。

UPnP Device Architecture
UpnP DA 将家庭网络中的角色分为 控制点、设备和服务三种。它们之间的通信依靠HTTP技术，设备和相关服务的规格信息使用XML方式向其他节点公布。
服务是UPnP系统中最小的可控制单元。<动作与状态>

UPnP协议栈

UPnP设备制造商定义

UPnP论坛定义

UPnP设备体系定义

SDDP  GENA HTTPPMU （设备发现）

SSDP HTTPU （设备发现）

SOAP 设备控制 HTTP 设备描述

GENA HTTP （设备事件）

UDP

TCP

IP

注：
1、HTTP是基于TCP的协议，HTTPU是基于UDP的，HTTPMU是基于Multicast UDP的，属于两个变体，并没有被列入RFC中。
2、 简单设备发现协议  Simple Service Discovery Protocol
      通用事件通知结构 GENA General Event Notification Architecture 
      简单对象存取协议 SOAP Simple Object Access Process 
      这些消息使用HTTP、HTTPU、HTTPMU发送。

UPnP DA工作机制

寻址	设备获得自己的IP
发现	设备向控制点广播自己的存在及能够提供的服务；控制点主动搜索网络中存在的设备与服务。该过程基于SSDP协议。
描述	控制点从设备/服务发出的发现消息解析出描述的URL，通过访问该URL获取更多信息。描述信息遵循XML语法，使用HTTP传输。
控制	控制消息通被包含在描述信息中，类似函数调用。
事件通知	控制点可以通过订阅操作，让服务通过发送事件来发布更新。该消息采用XML格式，遵循GENA。
展现	设备如果带有展现URL，控制点可以由此获得设备展现的信息。

发现方式：
宣告：
向多播地址（239.255.255.250:1900）发送SSDP消息


相关协议介绍：
1、GENA 通过HTTP和广播UDP来发送和接收事件的通知，
1）、订阅          如果控制点对某个服务的某一事件感兴趣，则使用HTTP发送一个订阅事件的请求，该请求通常须指明订阅哪个服务、事件通知返回的位置和订阅服务的时间，也可以发送取消事件订阅的请求。
2）、事件消息   两种类型：只向有订阅关系的节点发出消息、使用HTTP协议；向多播地址发送，所有节点都能收到，使用HTTPMU协议。
2、SOAP   UPnP使用SOAP发送设备控制消息。
该协议可在任何传输协议上实现应用程序之间的通信。
从发送端到接收端的单向传输。
使用XML编码格式，SOAP由<soap:Envelope>、<soap:Header>（可选）、<soap:Body>组成。

3、SSDP    提供了在局域网中发现设备的机制，SSDP只有消息头域，没有消息体。有两种发现方式：
1）、主动通知消息的定义的格式：

NOTIFY * HTTP/1.1	起始行，表明是个SSDP的通知消息
HOST	本消息法网的地址和端口，控制点监听这个地址和端口，接受设备/服务的通知消息
CACHE-CONTROL	max-age 本通知消息的有效时间
LOACATION	一个URL地址，通过该地址可以获取设备/服务的描述信息
NT	设备类型（值域：upnp:rootdevice、uuid:device-UUID、urn:schemas-upnp-org:device:device-Type:version、urn:schemas-upnp-org:service:service-Type）
NTS	通知消息的子类型，（值域：alive/byebye,即有效/无效）
USN	唯一服务名称，SSDP使用通用唯一标识符UUID作为某个设备/服务的全球唯一标识

2）、搜索-响应方式 控制点通过HTTPMU发送多播搜索请求，服务通过HTTPU发送单播响应请求。
①设备搜索请求消息格式：

M-SEARCH * HTTP/1.1	起始行，表明是一个SSDP搜索消息
HOST	多播地址和端口
MAN	协议查询类型，必须是ssdp:discover
MX	设备响应最长等待时间；设备在0和这个值之间随机选择一个时间最为延迟，避免多个设备同时响应造成网络拥堵
ST	搜索的目标（值域为 ssdp:all、upnp:rootdevice、uuid:device-UUID、urn:schemas-upnp-org:devices:device-Type:version、urn:schemas-upnp-org:service:service-Type ）

②响应消息格式

HTTP/1.1 200 OK	起始行，表明是一个HTTP响应消息
CACHE_CONTROL	消息存活时间
DATE	响应生成的时间
EXT	N/A
LOCATION	设备描述的URL
SERVER	包含设备上的操作系统名、版本、产品名称和产品版本信息
ST	与搜索消息相同
USN	唯一服务名称，SSDP使用通用唯一标识符UUID作为某个设备/服务的全球唯一标识

UUID （128bit的数字）
UUID = 4*<hexOctet >-2*<hexOctet>-2*<hexOctet>-2*<hexOctet>-6*<hexOctet>
hexOctet = <hexDigtit><hexDigtit>
hexDigtit = 1~9|'a'~'f'|'A'~'F'

二、DLNA设备媒体控制 --- UPnP AV

UPnP AV框架中，将家电设备分为媒体服务器 MS(来源)、
媒体播放器 MR(接收端，可播放) 和控制点 CP(控制协调MS和MR之间的动作)
UPnP允许MS和MR之间通过任意传输协议交互，CP只是初始化并配置好了设备之间的连接，并不直接参与内容的真正传输。

1、Media Server 主要是存放媒体文件 或提供能够访问到媒体文件的方法
通过Media Server，Control Point能够浏览并且选择家庭网络中的所有能够被访问的媒体文件。
Media Server提供的服务：

内容目录服务（Content Directory Service） 提供了一些浏览服务器内容的操作，Control Point可以通过SOAP协议调用这些动作。最基本的动作ContentDirectory::Browse()；
连接管理服务（Connection Manager Service） 主要用于管理媒体文件传输的链接。ConnectionManager::PrepareForConnection()、ConntectionManager::ConnectionComplete()；
传输控制服务（AVTransport Service）这是一个可选服务，若实现这个服务，Control Point可以用它控制媒体文件的播放。

2、Media Renderer 是用于播放从家庭网络中或得的媒体文件设备
为了支持多路播放，Renderering Control和AVTransport可以有多个实例，每个实例与一个媒体文件传输链接绑定，Control Point就可以独立地控制每一路媒体传输信号。每一路传输信号的服务实例都可以用一个唯一的InstanceID来标识，Control Point发出的调用动作信息中都有这个InstanceID，因此CP可以控制每一路传输信号。
Media Renderer提供的服务：

播放控制服务（Renderering Control Service） 提供一组操作让Control Point控制播放器亮度、对比度、音量等。RCS可以有多个实例，这些实例在ConnectionManager::PrepareForConnection()中创建。
连接管理服务（Connection Manager Service）管理与设备的网络链接。重要方法见下表。
传输控制服务（AVTransport Service） 是CP控制播放；提供的动作举例：SetAVTransportURI()、 SetNextAVTransportURI()、Play()、Stop()、Pause()。

ConnectionManager::GetProtocolInfo()	允许CP获得MR所支持的传输协议和播放类型。
ConnectionManager::PrepareForConnection()	该方法可选； ConnectionID，让CP可以获得当前MR的正在使用的连接信息； AVTransport InstanceID CP可以控制播放； RendereringControlInstanceID，CP可以控制文件的播放效果。
ConntectionManager::ConnectionComplete()	终止/释放连接

3、Control Point 本身并不提供服务，收到用户操作指令后，协调MS和MR工作

三、基于UPnP实现DLNA

DLNA分级结构

【媒体格式】Media Formats	Image、Audio、AV Media Collection、XHTML Print Documents
【媒体传输层】Media Transport	Http 1.0/1.1、RTP
Device Discovery&Control、 Media Managerment、RemoteUI	UpnP DA 规定设备之间如何发现和了解对方 UpnP AV 规定设备之间如何协同操作
【网络协议层】Network Stack	IPv4
【网络互联层】Network Connectivity	以太网、Wi-Fi、蓝牙等；要求所有接入的网络类型必须支持分级QoS，保证多媒体数据正常传输

DLNA定义的家庭设备角色

Home Network Devices 家庭网络设备	DMS、DMP、DMR、DMC、DMPr
Mobile Handled Device 移动手持设备	M-DMS、M-DMP、M-DMD、M-DMU、M-DMC
Home Interoperability Device 家庭互操作设备	MIU Mobile Interoperability Unit 移动互操作单元，可实现HND和MHD之间媒体格式转换 M-NCF Moblie Network Connectivity Function 移动网络连接功能设备 提供MHD和HND所在网络之间的桥接功能

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