开篇：Java Net & DLNA

最近开始着手研究DLNA较底层的实现，目标是实现一个部分实现DLNA协议的类库，开发语言用Java，也许会涉及其它开发语言。

DLNA(Digital Living Network Alliance)，数字生活网络联盟，这其实是一个组织，具体信息见其官网:http://www.dlna.org/home。国内很少见，但是在国外已经开始有普及的趋势。现在市面上已经有很多DLNA认证的设备和软件，最长见的有Sony BrandView电视、Windows Media Player 12、PS3、一部分手机软件（三星的All share,索尼爱立信的一些软件）等等。一些个人软件也有实现了DLNA部分协议，但是没有通过DLNA认证（认证程序是CTT，有一系列的case需要测试通过）的，例如Android平台上的2player和ps3mediaserver等。

DLNA是一个应用协议栈，它根据功能的不同把设备分成多个角色，如DMR，DMC，DMS等等。DM就是Digital Media的意思，R、C、S分别代表Renderer、Controller和Server。每个角色都有各自明确的分工，不同设备通过通过DLNA进行通信之后，也扮演着不同的角色。具体内容以官方white paper为准。

其实，跑去DLNA上层应用协议栈，它的核心协议实际上是UPNP（Universal Plug and Play）,就是通用即插即用。这也是一个应用级的协议。它也是一系列协议的堆栈。

             upnp协议堆栈图
我这里所指的应用级协议是应用层的协议，或者商用协议，开放协议一般都是RFC XX之类的东西，听同事说是由IEEE之类的组织负责发表这些协议。

看过UPNP一些基本文档之后，我发现，对于Java实现者而言，实现难度没有那么复杂。操作系统一般都是已经集成UPNP服务，我们只需要调用这个服务就可以。例如在windows下，有一个upnp.dll专门提供这样的服务，如果你的win os的这个服务出现问题，那么对硬件的发现和使用可能会出现一些问题（这点不是很准确，需要考证）。
下面列出我自己学习过程中自提的几个问题和自答：
1.每个UPNP设备可能都有一个描述文件？
我的Galaxy S（2.2系统）下，有一个系统服务就是DMS。当你用手机连接上局域网之后，这个服务可能就启动了，然后可以按照一下格式访问DMS的描述文件：http://手机ip:33003/description.xml。例如我的手机获取到的ip是192.168.1.188，那么当我访问http://192.168.1.188:33003/description.xml时，会看到一下内容：

<root>
<specVersion>
<major>1</major>
<minor>0</minor>
</specVersion>
<device>
<dlna:X_DLNADOC>DMS-1.50</dlna:X_DLNADOC>
<dlna:X_DLNADOC>M-DMS-1.50</dlna:X_DLNADOC>
<dlna:X_DLNACAP>av-upload,image-upload,audio-upload</dlna:X_DLNACAP>
<deviceType>urn:schemas-upnp-org:device:MediaServer:1</deviceType>
<friendlyName>Galaxy S</friendlyName>
<manufacturer>SAMSUNG Electronics</manufacturer>
<manufacturerURL>http://www.sec.co.kr</manufacturerURL>
<modelDescription>
Provides content through UPnP ContentDirectory service
</modelDescription>
<modelName>SAMSUNG Media Server</modelName>
<modelNumber>1.0</modelNumber>
<modelURL>http://www.sec.co.kr</modelURL>
<UDN>uuid:ed86b8f4-4077-31e1-949b-a3214a16e3e1</UDN>
<iconList>
<icon>
<mimetype>image/jpeg</mimetype>
<height>48</height>
<width>48</width>
<depth>24</depth>
<url>/icon/icon.jpeg</url>
</icon>
<icon>
<mimetype>image/jpeg</mimetype>
<height>120</height>
<width>120</width>
<depth>24</depth>
<url>/icon/icon2.jpeg</url>
</icon>
<icon>
<mimetype>image/png</mimetype>
<height>48</height>
<width>48</width>
<depth>24</depth>
<url>/icon/icon.png</url>
</icon>
<icon>
<mimetype>image/png</mimetype>
<height>120</height>
<width>120</width>
<depth>24</depth>
<url>/icon/icon2.png</url>
</icon>
</iconList>
<serviceList>
<service>
<serviceType>urn:schemas-upnp-org:service:ContentDirectory:1</serviceType>
<serviceId>urn:upnp-org:serviceId:ContentDirectory</serviceId>
<SCPDURL>cds.xml</SCPDURL>
<controlURL>ContentDirectory_control</controlURL>
<eventSubURL>ContentDirectory_event</eventSubURL>
</service>
<service>
<serviceType>urn:schemas-upnp-org:service:ConnectionManager:1</serviceType>
<serviceId>urn:upnp-org:serviceId:ConnectionManager</serviceId>
<SCPDURL>cms.xml</SCPDURL>
<controlURL>ConnectionManager_control</controlURL>
<eventSubURL>ConnectionManager_event</eventSubURL>
</service>
</serviceList>
</device>
</root>

这个配置文件基本描述了当前这个DLNA软件支持什么的协议版本（specVersion）和设备信息（device）。device节点描述了更多信息，什么deviceType啊、friendlyName啊等。关键看几个点，dlna:X_DLNACAP，它竟然是av-upload,image-upload,audio-upload，它意思就是说它支持视频、图片、音频上传。serviceList节点的值表明它目前支持2个服务，CMS（Content Manager Service，内容管理服务）和CDS(Content Directory Service，内容目录服务)。
SCPDURL是这两个服务的描述文件。可以分别通过/cms.xml和/cds.xml来访问。

2.什么是cds，如何实现？
CDS就像是一个文件服务器，它把你本地的文件可以通过HTTP的方式发布到网络上去。
我所知道的可用的组件有：在嵌入式设备上，可以用开源的（好像是GPL协议）的NanoHTTPD来做一个HTTP服务器；在桌面应用上，选择就太多了，什么netty、httpd之类应该都可以用。ps3mediaserver用的就是netty实现该功能。

3.什么是cms，如何实现？
//追查ing

4.什么是组播？Java中如何实现？
组播就是Multicast，具体概念见wiki。java就有组播的实现类：java.net.MulticastSocket.

5.UPNP如何实现？
我目前看到的比较明显的方式是组播（upnp只应用与局域网）。upnp协议定义了一些基本组件，例如device、service、av transmission等，基于upnp的其它协议都是扩展这些组件就可以了。DLNA其实就是扩展了upnp device、service等之后的应用协议。upnp有默认的组播地址，我看psm的实现写的是239.255.255.250，不知道是不是这个。另外upnp默认端口好像是1900，如果建立一个组播socket，然后读取这个端口的数据，就会发现有很多数据，什么M-SEARCH、NOTIFY之类的，并会发现一些挺有意思的事情（前提是你所在的局域网够大）。

6.netty和NanoHTTPD实现的区别？
a>对比一下获取还n文件的URL就知道了：
netty：http://192.168.1.100:5001/description/fetch
NanoHTTPD: http://192.168.1.100:5001/description.xml

7.哪里去找upnp和dlna的资料？
不用问，对于这种标准的东西，直接上官方查spec，如果涉及RFC的部分，可以去这个网站：www.faqs.org。

8.描述DLNA的一个场景的工作过程。
场景：用户将手机A中的媒体内容播放到电视B上。（DMC+DMR）
在这个场景中，前提是，A和B必须连接到同一个局域网中。假定电视B先接入局域网，手机A后接入局域网，然后再进行播放操作，那么该场景大概是这样的：
B接入局域网以后，B需要建立多播socket，然后加入DLNA这个多播组（譬如说是239.255.255.250，数据端口是1900），同时不断监听1900端口发送过来的报文数据。
如果报文以M-SEARCH开头，那么就说明，局域网内有设备正在进行查找。B现在扮演DMR的角色，那么它就应该处理所有Renderer的M-SEARCH报文，接收到相应报文之后，需要给查询方发送一个回复报文，回复报文中包含了当前DMR的基本信息。
A现在加入局域网，它也建立多播socket，也加入到多播组中，然后根据A上用户选择进行DMR搜索之后，A发出M-SEARCH报文，局域网多播机制会将该报文发送给DLNA多播组中所有监听者，于是B也收到了该报文。B开始解析报文，它知道对方搜索的正式DMR，于是它立刻给多播组内发一条回复报文，告诉搜索方自己就是DMR。于是A又收到了该回复报文，A解析了该回复，得到了DMR的基本信息，它接着把这些基本信息装载到UI上，于是用户看到了该DMR的信息。
如果用户已经选择了某个媒体资源，那么就可以直接进行具体的流媒体push操作了。
关于push操作，其实是这样的。无论对于DMR+DMC的push场景，或者DMS+DMR的pull场景，媒体提供方其实也要提供一个服务就是流媒体服务器（就是NanoHTTPD或者netty等去实现的）。所以在A和B这个场景中，A是DMC，所以它提供了一个媒体服务器。当报文发出并得到回复之后，事实上这一步只是确定了DMR有谁，接着用户选择了某个DMR，这就确定了要与之通信的DMR是谁，然后，A和B其实就已经建立了一种端对端的关系，A会先发起一个HTTP请求，告诉B，我要播放什么格式的内容，它的URL地址是什么，然后B接收到请求之后，解析到要播放的地址文件格式及其地址等信息之后，先会判断它支持不支持这个媒体内容，如果不知吃，那么就需要返回一个400或者什么错误码给A（错误码，DLNA spec里都有详细介绍），如果它支持，那么就开始建立与该流媒体的连接，通过HTTP去拿数据，然后根据媒体类型再在本地进行解码，然后进行播放。
在刚才的过程中，如果媒体文件是视频或者音频，那就更复杂一些，一是B要进行实时解码播放，二是还需要把播放的进度不断返回给A，因为对于A来讲，它需要把播放进度条展示给用户去看。同时A一般还会提供一些更具体的视频、音频操作，例如暂停、恢复、跳转等。这些都是协议里面规定的，具体如何去通信，还要仔细的阅读spec。

DMR搜索报文 写道

M-SEARCH * HTTP/1.1
USER-AGENT: SEC_HHP_Galaxy S/1.0
ST: urn:schemas-upnp-org:device:MediaRenderer:1
MX: 3
MAN: "ssdp:discover"
HOST: 239.255.255.250:1900

目前还没找到回复报文，因为回复报文都是需要截取DMR的数据包，可是我手头还没有DMR设备，唯一能用的WMP12，只能在win7下用，只好等以后有空把win7的开发环境配置好，才能抓取。

补充：为什么默认组播地址和端口用的是239.255.255.250:1900，是因为这是SSDP协议所用的地址。

引用

SSDP is a text-based protocol based on HTTPU. It uses the User Datagram Protocol (UDP) as underlying transport protocol. Services are announced by the hosting system with multicast addressing to a specifically designated IP multicast address at port number 1900. In IPv4, the multicast address is 239.255.255.250[1] and SSDP over IPv6 uses the address set FF0X::C for all scope ranges indicated by X.[2]

9.基于DLNA的应用有什么特点吗？
除了即插即用之外，我暂时还注意到另外一个特点。
我们知道，对于web应用来说，服务器端大多是被动的，即便某些服务可能会主动推送数据，但是那也要提前注册了才行。
而UPNP应用中，由于基于组播，DLNA media server一旦建立，就需要自己每隔一个时间段往组播组中发送心跳数据报，以保证同组中关注DMS的设备更新它的DMS列表。（这点可能不是很对，不过目前看起来确实很想这样，以后花时间再具体考证）。



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评论

5 楼 viptmd 2013-08-20  

谢谢 lz的解释。。受教了，正在搞dmc

4 楼 enlangs 2012-06-07  

学习了。。

3 楼 doom2011 2011-10-20  

正在做这个 东西，不错。

2 楼 Teok 2011-08-07  

ai4life 写道

CMS是Connection Manager Service的意思，既可以直接利用URI获得DMS的服务，还可以由DMS主动推送数据给予控制点。

噢，是的。上文有的，我应该注意到的。谢谢你的解释。

1 楼 ai4life 2011-08-05  

CMS是Connection Manager Service的意思，既可以直接利用URI获得DMS的服务，还可以由DMS主动推送数据给予控制点。