UPnP通用隨插即用

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通用隨插即用（UPnP）是由通用隨插即用論壇（UPnP
Forum）提出的一套網路通訊協定。該協議的目標是使家用網路（資料共用、通訊和娛樂）

和公司網路中的各種裝置能夠相互無縫串連，並簡化相關網路的實現。UPnP 通過定義和發布基於開放、網際網路通訊網協議標準的 UPnP 裝置控制

協議來實現這一目標。

UPnP 這個詞是從隨插即用（Plug-and-play）衍生而來的。隨插即用是一種熱拔插技術。

概述

UPnP 體系允許 PC 間的點對點連接、網際互連和無線裝置。它是一種基於 TCP/IP、UDP 和 HTTP 的分布式、開放體系。

UPnP 使得任意兩個裝置能在 LAN 控制裝置的管理下相互連信。其特性包括：

• 傳輸介質和裝置獨立。UPnP 技術可以應用在許多媒體上，包括電話線、電線（電力線通訊PLC）、乙太網路、紅外通訊技術(IrDA)、無線電（Wi-Fi，藍芽）和Firewire(1394)。無需任務裝置驅動；而是採用共同的協議。
• 使用者介面（UI）控制。UPnP 技術使得裝置廠商可以通過網頁瀏覽器來控制裝置並進行互動。
• 作業系統和程式語言獨立。任何作業系統和程式語言均可以用於構建 UPnP產品。UPnP 並沒有設定或限制運行於控制裝置上的應用程式 API；OS廠商可以創
                        建滿 足他們客戶需求的 API。UPnP使得廠商可以像開發常規應用程式一樣來控制裝置 UI 和互動。
• 基於網際網路技術。UPnP 構建於 IP, TCP, UDP, HTTP，和 XML 等許多協議之上。
• 編程式控制制。UPnP 體系同時支援常規應用程式編程式控制制。
• 擴充性。每個 UPnP 裝置都可以有構建於基本體系之上、與具體裝置相關的服務。

UPnP 支援零配置，"看不見的網路" 和自動檢測；任何裝置能自動加入一個網路， 擷取一個 IP 位址，宣布自己的名字，根據請求檢查自身功能以及檢測出其它裝置                      和它們的功能。DHCP 和 DNS 服務是可選的，並只有它們在網路上存在的時候才會
使用。裝置可以自動離開網路而不會遺留下任何不需要的狀態資訊。

UPnP 的基礎是 IP 位址解析。每一個裝置都應當有一個 DHCP 用戶端並在連入網 絡的時候自動搜尋 DHCP 服務。如果沒有找到 DHCP 服務，也就是說網路是缺乏

管理狀態，那麼裝置必須給自己設定一個地址。如果在和 DHCP 伺服器互動的過程中， 裝置獲得了一個網域名稱（比如通過 DNS 伺服器或者 DNS 傳遞），那麼它應當

在接下 來的網路操作中使用這個網域名稱；否則，裝置應當使用它的 IP 位址。

協議

發現

給定一個IP地址，UPnP 網路中的第一步是發現。當一個裝置被加入到網路中， UPnP檢測協議允許該裝置向控制點廣播自己的服務。類似地，當一個控制點加入到 網路中的時候，它也能夠搜尋到網路中存在的、感興趣的裝置相關資訊。這兩種類 型的基礎互動是一種僅包含少量、重要相關裝置資訊或者它的某個服務。比如，類 型、標識和指向更詳細資料的連結。UPnP 檢測協議是基於簡單服務發現協議（SSDP）的。

描述

UPnP 網路的下一步是描述。當一個控制點檢測到一個裝置時，它對該裝置仍然知 甚少。為了使控制點瞭解更多關於該裝置的資訊或者和裝置進行互動，控制點必須 從裝置發出的檢測資訊中包含的 URL 擷取更多的資訊。某個裝置的 UPnP 描述是 XML 的方式，包括品牌、廠商相關資訊，如型號名和編號、序號、廠商名、品牌 相關 URL 等。描述還包括一個嵌入式裝置和服務列表，以及控制、事件傳遞和存
在相關的 URL。對於每種裝置，描述還包括一個命令或動作列表，包括響應何種服 務，針對各種動作的參數；這些變數描述出運行時裝置的狀態資訊，並通過它們的 資料類型、範圍和事件來進行描述。

控制UPnP 網路的下一步是控制。當一個控制點擷取到裝置描述資訊之後，它就可以向該 裝置發送指令了。為了實現此，控制點發送一個合適的控制訊息至服務相關控制 URL（包含在裝置描述中）。控制訊息也是通過簡易物件存取通訊協定 (SOAP)（SOAP）用
XML 來描 述的。類似函數調用，服務通過返回動作相關的值來回應控制訊息。動作的效果， 如果有的話，會反應在用於刻畫運行中服務的相關變數。

事件通知

下一步是事件通知。一個 UPnP 描述包括一組命令欄表和刻畫運行時狀態資訊的變 量。服務在這些變數改變的時候進行更新，控制點可以進行訂閱以擷取相關改變。 服務通過發送事件訊息來發布更新。事件訊息包括一個或多個狀態資訊變數以及它 們的當前數值。這些訊息也是採用 XML 的格式，用通用事件通知體系（GENA）進行
格式化。一個特殊的初始化訊息會在控制點第一次訂閱的時候發送，它包括服務相 關的變數名及值。為了支援多個控制點並存的情形，事件通知被設計成對於所有的 控制點都平行通知。因此，所有的訂閱者同等地收到所有事件通知。

存在

最後一步是存在。如果裝置帶有存在 URL，那麼控制點可以通過它來擷取裝置存在 資訊，即在瀏覽器中載入 URL，並允許使用者來進行相關控制或查看操作。具體支援 哪些操作則是由存在頁面和裝置完成的。

參考資料

• UPnP Forum Universal Plug and
  Play Device Standards
• Golden G. Richard：Service
  and Device Discovery : Protocols and Programming, McGraw-Hill Professional, ISBN
  0-07-137959-2
• Michael Jeronimo，Jack
  Weast：UPnP Design by Example: A Software Developer's Guide to Universal Plug and Play, Intel Press, ISBN
  0-9717861-1-9