CN1748400A - 用于对UPnP设备的改变作出反应的方法和系统 - Google Patents

用于对UPnP设备的改变作出反应的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由UPnP控制点(302)对UPnP设备(304)配置的即将到来的改变作出反应的方法，该方法包括：由UPnP设备(304)为UPnP控制点(302)提供迁移服务；由UPnP控制点(302)预订迁移服务；通过改变事件将UPnP设备(304)配置的即将到来的改变通知给UPnP控制点(302)；改变UPnP设备的配置(304)；由UPnP控制点(302)基于改变事件对UPnP设备(304)配置的改变作出反应。本发明还涉及一种由UPnP控制点(302)对UPnP设备(304)配置的即将到来的改变作出反应的系统(300，328，330)，该系统包括(300，328，330)：提供装置(312)，用于由UPnP设备(304)为UPnP控制点(302)提供迁移服务；预订装置(322)，用于由UPnP控制点(302)预订迁移服务；通知装置(314)，用于通过一改变事件将UPnP设备(304)配置的即将到来的改变通知给UPnP控制点(302)；改变装置(316)，用于改变UPnP设备(304)的配置；反应装置(324)，用于由UPnP控制点(302)基于改变事件对UPnP设备(304)配置的改变作出反应。

Description

用于对UPnP设备的改变作出反应的方法和系统
本发明涉及由UPnP控制点对UPnP设备配置即将到来的改变作出反应的方法。
本发明还涉及由UPnP控制点对UPnP设备配置即将到来的改变作出反应的系统。
本发明也涉及其上存储用于使一个或多个处理单元执行这样的方法的指令的计算机可读介质。
本发明还涉及包括这样的系统的UPnP设备和UPnP控制点。
“通用即插即用(UPnP)”是用于有所有形状因素(form factor)的智能设备、无线设备和PC等的普遍的对等网络连通性的架构。它被设计成为不管是在家庭、小型企业、公共场所中或是附接到互联网时都带来到特设或自由网络的、易于使用的、灵活和基于标准的连通性。通用即插即用是分布式的、开放的联网架构，它对TCP/IP和万维网技术起到杠杆的作用，使得除了在家庭、办公室，以及公共场所中的联网的设备之间的控制和数据传输之外，还能够近似无缝地联网，正如1999-2000微软公司版权所有，2000年6月8日，版本1.0的“UniversalPlug and Play Device Architecture(通用即插即用设备架构)”中描述的，而它的下一代，即版本2.0正在开发中。
这样的方法和系统的实施方案在WO 02/49276中披露。这里，描述了UPnP控制点设备和被控设备的网络。每个设备为网络提供该设备和/或其服务的基本细节。控制点设备能够搜索特定感兴趣的设备。设备在传达注销消息时从网络注销。当控制点获悉某设备的能力后，它能够控制和/或监控该设备。控制点还可以请求无论何时在设备处发生事件都得到通知。控制点进行“预订”以便被通知给设备的任何状态改变，并可以从此通知进程排除指定的状态改变，例如特定变量的值的改变。无论何时设备改变了状态，它都向所有用户通知该事件，除了那些已从其预订中排除了特定状态改变的用户。当设备因为例如IP地址的改变和/或需要改变设备描述的任意部分而改变时，设备需要从网络注销。它必须发送一个“再见”消息，从而有效地表明它内嵌的设备和服务不再可用。在设备从网络注销之后，能够再次建立与网络的连接并重新宣告它很可能已经改变的细节和服务。
本发明的另一个目的在于提供一种象上文提出的方法以改进UPnP设备和UPnP控制点之间的通信。为了达到该目的，该方法包括：
-由UPnP设备为UPnP控制点提供迁移服务；
-由UPnP控制点预订迁移服务；
-通过改变事件来将UPnP设备配置的即将到来的改变通知给UPnP控制点；
-改变UPnP设备；
-由UPnP控制点基于改变事件对UPnP设备配置的改变作出反应。
通过提供UPnP控制点能够预订的迁移服务，UPnP控制点可以被通知：UPnP设备将通过从网络注销而改变。然后UPnP控制点可以采取预防措施来使该UPnP设备可能的暂时不可用性的影响减到最低。
权利要求2描述了根据本发明的方法的一个实施方案。通过向UPnP控制点通知UPnP设备新的IP地址，UPnP设备能够针对改变的IP地址的可能影响而采取预防措施。例如，当UPnP控制点包含UPnP设备的统一资源定位器(URL)时，URL可以在该UPnP设备向网络重新宣告它自己之前改变。并且，由UPnP控制点维持的包含“老的”URL的最后的高速缓存器可以被清除。
权利要求3描述了根据本发明的方法的一个实施方案。通过向UPnP控制点通知UPnP设备的改变的服务，UPnP设备能够针对改变的服务的可能影响而采取预防措施。例如服务可以被丢弃，并因而例如使得UPnP设备能从它的用户界面移除对该服务的接入。这防止了例如用户试图接入服务而该服务在网络中已经不再可用的情况。
本发明的另一个目的在于提供一种上文提出的系统，以改进UPnP设备和UPnP控制点之间的通信。为了达到该目的，该系统包括：
-提供装置，用于由UPnP设备为UPnP控制点提供迁移服务；
-预定装置，用于由UPnP控制点预订迁移服务；
-通知装置，用于通过改变事件来将UPnP设备配置的即将到来的改变通知给UPnP控制点；
-改变装置，用于改变UPnP设备；
-反应装置，用于由UPnP控制点基于改变事件而对UPnP设备配置的改变作出反应。
根据本发明的系统的实施方案在从属权利要求中进行了描述。
本发明的这些和其他方面将在下面通过结合附图的描述变得更加明显。
图1解释了用于建立并维持UPnP控制点设备和被控设备的网络的UPnP过程的一个例子；
图2以示意性的方式解释了根据本发明的方法的一个例子；
图3以示意性的方式解释了根据本发明的系统的一个例子。
图1解释了用于建立并维持UPnP控制点设备和被控设备的网络的UPnP过程的一个例子。UPnP联网的基础是IP寻址。在110，每个设备或者由管理网络的动态主机配置协议(DHCP)服务器指定一个唯一的地址，或者如果网络无管理，则通过自动IP地址生成功能来指定一个唯一的地址。设备还可以被指定给一个UPnP友好的设备名，以便简化随后的对每个设备的引用。然而，当适用时，也可以使用例如动态命名服务(DNS)命名的其他命名。
给定了IP地址，UPnP过程的下一步骤是发现120，其中每个设备为网络提供关于设备或其服务的一些基本的细节，按需要而带有指向更多详细信息的指针。控制点还利用发现过程搜索特定感兴趣的设备。设备在其第一次加入网络、以及响应控制点对其特性的搜索时宣告其基本的特性。为了保证网络一直维持最新，要求设备通过发现过程120周期性地更新它们的宣告。设备在传达注销信息时或当它们不能刷新其宣告时从网络注销。
UPnP过程的下一步骤是描述130，其中对被宣告设备感兴趣的控制点发出对来自设备宣告中包含的URL(统一资源定位器)地址的附加信息的请求。典型地，有关该设备及其服务的这个附加信息位于该设备中，但也可能位于远程位置，例如由设备的厂商维持的互联网站点。
当控制点获悉某设备的能力时，它能够在140通过动作请求或数值询问来控制和/或监控该设备。响应于动作请求，设备实现该动作并报告结果。通常，该结果是一个请求的动作被实现的应答，但也可以是更详细的消息，该消息报告当前的设备状态，和/或与设备相关的一个或多个变量的状态。响应于数值询问，设备报告数值询问中标识的一个或多个变量的状态。
通过事件过程150，控制点还可以请求无论何时设备处发生事件都得到通知。控制点进行“预订”以便被通知给设备的任何状态改变，并可以从这个通知过程中排除指定的状态改变，例如特定变量的值的改变。无论何时设备改变了状态，它都向所有用户通知该事件，除了那些重其预订中排除了特定状态改变的用户。
控制点在160基于设备提供的表示页来呈现与设备相关联的能力和控制。控制点根据设备描述中提供的URL来请求表示页。利用在130处的设备描述，URL可以寻址该设备，或寻址远程站点，例如厂商的互联网站点，或是第三方服务提供商的站点。
现在，如果被控设备例如由于设备需要重新启动而从网络注销，则控制点将确定该被控设备离开了网络。在被控设备在控制点的用户界面内呈现的情况下，被控设备可以从其用户界面移除该被控设备。如果被控设备再次进入网络，被控设备可以被再次加入用户界面。当离开和进入网络之间的时间非常短时，这将造成用户界面的闪烁现象。例如，由于IP地址变化而暂时离开网络的媒体再现器(被控设备)将被完全移除，而它的停机仅仅是很短的时间，以致停机时间在用户界面中可被忽略。
图2以图示的方式阐明了根据本发明的方法的一个例子。这里，S200表示用于UPnP被控设备的方法的步骤，而S202表示用于UPnP控制点的方法的步骤。
在宣告步骤S120，被控设备宣告其迁移服务。一般的服务宣告消息包括在http：//www.upnp.org/download/UPnPDA10_20000613.htm中UPnP 1.0设备架构规范中定义的以下参数(斜体字是实际值的占位符)：
NOTIFY*HTTP/1.1
HOST：239.255.255.250：1900
CACHE-CONTROL：max-age＝秒，直到宣告满期
LOCATION：用于迁移服务的UPnP描述的URL
NT：搜索目标
NTS：ssdp：alive
SERVER：OS/版本  UPnP/1.0  产品/版本
USN：宣告UUID
其中：
“HOST”被要求。用于由互联网指配数字管理机构(IANA)保留用于简单服务发现协议(SSDP)的多播信道和端口。必须是239.255.255.250：1900。
“CACHE-CONTROL”被要求。必须具有max-age(最长时间)指示，规定宣告有效的秒数。在该持续时间之后，控制点应假定设备(或服务)不再可用。应该大于1800秒(30分钟)。由UPnP厂商指定。为整数。
“LOCATION”被要求。包括到根设备的UPnP描述的统一资源定位器(URL)。在某些无管理的网络中，该URL的主机可以包括IP地址(与域名相对)。由UPnP厂商指定。单一的URL。
“NT”被要求的GENA定义的头。通知类型。必须是下列中的某一个。单一的统一资源识别符(URI)。
“upnp：rootdevice”为根设备发送一次
“uuid：device-UUID”为每个设备，根或内嵌设备发送一次。设备UUID由UPnP厂商指定。。
“urn：schemas-upnp-org：device：deviceType：v”
为每个设备，根或内嵌设备发送一次。设备类型和版本由UPnP论坛工作委员会定义。
“urn：schemas-upnp-org：service：serviceType：v”
为每种服务发送一次。服务类型和版本由UPnP论坛工作委员会定义。
“NTS”被要求的通用事件通知结构(GENA)定义的头。通知子类型。必须是“ssdp：alive”。单一URI。
“SERVER”被要求。操作系统(OS)名、OS版本、UPnP/1.0、产品名和产品版本的级联。由UPnP厂商指定。字符串。
“USN”被要求的SSDP定义的头。唯一的服务名。必须是下列中的某一个。前缀(在双冒号前)必须匹配设备描述中的唯一设备名(UDN)元素的值。单一URI。
“uuid：device-UUID::upnp：rootdevice”
为根设备发送一次。设备通用唯一识别符(UUID)由UPnP厂商定义。
“uuid：device-UUID”
为每个设备，根或内嵌设备发送一次。设备UUID由UPnP厂商定义。
“uuid：device-UUID::urn：schemas-upnp-org：device：deviceType：v”
为每个设备，根或内嵌设备发送一次。设备UUID由UPnP厂商定义。设备类型和版本由UPnP论坛工作委员会定义。
“uuid：device-UUID::urn：schemas-upnp-org：service：serviceType：v”
为每种服务发送一次。设备UUID由UPnP厂商定义。服务类型和版本由UPnP论坛工作委员会定义。例如，一个非标准的迁移服务(填入实际的值)：
NOTIFY*HTTP/1.1
HOST：239.255.255.250：1900
CACHE-CONTROL：max-age＝300
LOCATION：http：//169.254.25.129：80/public/deseription.xml
NTS：ssdp：alive
SERVER：Win/5.0，UPnP/1.0，Philips UPnP-Stack/1.0
NT：urn：Philips：service：Migration：1
USN：uuid：PhilipsTestDevice::urn：Philips：service：Migration：1
(如果标准化，USN和NT用“urn：schemas-upnp-org”代替“urn：Philips”)
基本上，NT和USN头的值向控制点指示在USN头和“LOCATION”处的描述位置中标识的设备中的迁移服务的存在。各知道该迁移服务的控制点现在能够着手去检索服务的描述文档，从中它们能够检索它们需要用来预订事件的URL。
在被控设备由于例如它的IP地址改变、必须停止服务、必须增加服务等原因而需要从网络注销的情况下，在步骤S206，被控设备向订户通知即将到来的注销。为此，在迁移服务中定义下列状态变量：
1)目标IP地址；
2)目标服务列表。
目标服务列表是由逗号分隔的“服务类型:服务版本”列表。“服务类型”的例子是：内容目录服务和音频视频传输连接管理器。
通知的迁移事件包括那些改变的状态变量，因此是：新的IP地址，和/或目标服务的列表。再下一步S208中，被控设备用适当的UPnP协议从网络注销。然后，在改变其服务之后，被控设备在步骤S210“重新启动”。通过该重新启动，被控设备停止其所有的服务，解除所有的预订并执行UPnP协议要求的所有其他步骤。然后，它在步骤S212中像前面步骤S120中描述的那样重新向网络宣告自己。
在前述事件步骤S150中，UPnP控制点在步骤S214预订被控设备的迁移服务。在步骤S216中，控制点接收被控设备发送的迁移事件。
在下一步S218中，被控设备采取预防措施来对被接收的迁移事件作出反应。例如，控制点可以使用高速缓存机制作为预防措施，用于在服务的停机时间期间接入服务。使用这样的高速缓存机制，如果被控设备宣告它将暂时丢弃其服务并将再次出现，则控制点的用户界面能够在停机时间期间继续提供服务。如果在停机时间期间出现对服务的请求，则控制设备能够高速缓存该请求并在被控设备重新向网络宣告自己之后将该请求发送到被控设备。
同时，“带外”流可以使用UPnP音频视频(AV)框架结构(参见UPnP AV架构0.83文档，位于http：//www.upnp.org/download/UPnPAvArchitecture％200.83.prtad.pdf)建立。UPnP音频视频1.0标准(参见http：//www.intel.com/technology/itj/2002/volume06issue04/art02_distribution/p09_references.htm)规定控制点如何在媒体服务器和媒体再现器实现之间建立带外流。典型的带外流机制，像HTTP-GET使数据在IP网络中使用传输控制协议(TCP)连接流播。由于TCP连接的定义包括流的源和目标两者的IP地址，因此IP地址的改变将破坏此连接。这可在音频/视频内容的呈现中导致中断，而用户将其感觉为低质量。
TCP迁移(参见 http：//nms.lcs.mit.edu/projects/migrate或http：//discolab.rutgers.edu/mtcp)是用于在改变连接的某一个端点的IP地址时保持TCP连接完整的众所周知的机制。TCP迁移的一个问题是两端必须都支持并且必须对启动迁移达成一致。UPnP迁移服务能够为该协议(带外)提供必要的控制信息以便执行该迁移。应该指出，TCP迁移仅被要求用于在TCP上的流播协议。带外流播协议不依赖于IP地址(例如1394/IEC61883流播)，它们不受IP地址改变的影响。
控制点、媒体再现器和媒体服务器的例子如下：
-Philips iPronto：便携触摸屏，具有到网络的802.11b连接，允许控制网络上所有的UPnP设备
-Philips Streamium。主要是一个媒体再现器：控制点可以通过给它正确的URL来告诉它播放内容。然而，它还是媒体服务器：通过将MP3 CD插入到Streamium中，它能够向网络呈现这些内容。它也是控制点：它能控制网络上其它的Streamium。
在迁移事件包含被控设备的新IP地址的情况下，控制点可以更新它所有对旧的IP地址的引用作为一种预防措施。如果只有IP地址被改变，则可以不向使用该被控设备的应用或用户界面通知迁移。例如如果应用正在浏览媒体服务器，则它将使用新的IP地址继续浏览媒体服务器。
TCP连接由4个参数定义：
-1，2连接发起方的IP地址和端口号，
-3，4连接的目标的IP地址和端口号。
这些参数在每个发送的消息中给出。现在，如果发起方或目标改变IP地址，则消息将不再到达，且连接被断开。
假设目标改变IP地址(对发起方的对称的解决方案)，TCP迁移是允许以下两件事的机制(在Linux的旧版中给出)：
1)发起方和目标都同意设法保持TCP连接为开
2)发起方可以发现用于旧连接的新IP地址/端口号
有了这两个事实，目标和发起方都替换在它们当前的TCP连接中的IP地址和端口号。在连接期间处于转运中的消息将被丢失(且因而决不被应答，并因而像正常的TCP行为那样被重新传输)。
在迁移事件包含被丢弃服务的情况下，用户界面可以更新，以使丢弃的服务不再可用。在迁移事件包含新服务的情况下，应用可以对该新的服务预作准备。例如，如果附加的图像增强功能变得可用，则应用可以挂起对当前图像的处理，一直到增强功能变为可用。由于该迁移事件，已预订的控制点“知道”被控设备将要重新启动。
在下一步骤S220中，被控设备向网络重新宣告自己，而且所有的控制点都可以重新预订被控设备提供的服务。这保证了与不支持迁移服务的控制点的兼容。
上述方法的顺序是执行根据本发明的方法的一个优选的顺序。然而，执行这些步骤的其他顺序也是可能的。而且在不脱离本发明概念的前提下也可以不执行某些步骤。
图3以示意性的方式解释了根据本发明的系统的一个例子。系统300分成两个子系统328和330：一个于系统328位于UPnP控制点302，另一个子系统330位于UPnP被控设备308。UPnP控制点302为MP3播放设备，而UPnP被控设备308为MP3服务器。MP3播放设备302通过网络306连接到MP3服务器。网络连接更多的控制点326和更多的被控设备332。不止一个控制点能够控制被控设备。
子系统328包括一个或多个微处理器318和通用存储器322和324。取代两个存储器，也可以使用一个存储器。存储器322和324通过软件总线320与微处理器318通信。存储器322包括计算机可读代码，该计算机可读代码被设计成执行如前述的对迁移服务的预订。存储器324包含计算机可读代码，该计算机可读代码被设计成执行对接收的迁移事件的反应。系统进一步包括存储器，在其上包含设计成执行如UPnP协议规范所描述的、用于UPnP控制点的UPnP协议的计算机可读代码。
子系统330包含一个或多个微处理器308和通用存储器312、314和316。取代三个存储器，也可以使用一个存储器。存储器312、314、和316通过软件总线310与微处理器308通信。存储器312包括设计成执行如前述的宣告的计算机可读代码。存储器314包括设计成执行如前述的通知迁移事件的计算机可读代码。存储器316包含设计成执行如前述的改变IP地址或可用服务的计算机可读代码。系统进一步包括存储器，在其上包含设计成执行在UPnP协议规范描述中的UPnP协议的计算机可读代码。
在另一个音频视频框架结构的实施方案中，系统分为三个子系统：控制点，例如像Philips iPronto的远程控制；媒体服务器，像包含MP3文件的硬盘的PC；和媒体再现器，像Philips Streamium。还可以想到的是将不同的子系统合并到一个物理系统中。
应该指出，上述的实施方案不会限制本发明，而本领域技术人员能够在不离开所附权利要求的范围内设计很多可替换的实施方案。权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求。单词“包含”不排除没有在权利要求中列出的步骤或单元。元素之前的“一个”不排除多个元素的可能。该方法可以通过包含一些不同元件的硬件、以及通过适当编程的计算机实现。系统权利要求中列举了一些装置，这些装置中的一些可以采用计算机可读软件或硬件的同一项来具体化。某些措施记载于相互不同的从属权利要求中的单纯事实并不表明这些措施的组合不能被用来获益。

Claims (7)

1.一种由UPnP控制点(302)对UPnP设备(304)配置的即将到来的改变作出反应的方法，该方法包括：
-由UPnP设备为UPnP控制点(302)提供迁移服务；
-由UPnP控制点(302)预订该迁移服务；
-通过改变事件将UPnP设备(304)配置的即将到来的改变通知给UPnP控制点(302)；
-改变UPnP设备的配置(304)；
-由UPnP控制点(302)基于该改变事件而对UPnP设备(304)配置的改变作出反应。
2.根据权利要求1的方法，其中改变事件包括UPnP设备(304)的新的IP地址。
3.根据权利要求1的方法，其中改变事件包括UPnP设备(304)所提供的服务的改变。
4.一种由UPnP控制点(302)对UPnP设备(304)配置的即将到来的改变作出反应的系统(300，328，330)，该系统(300，328，330)包括：
-提供装置(312)，用于由UPnP设备(304)为UPnP控制点(302)提供迁移服务；
-预订装置(322)，用于由UPnP控制点(302)预订该迁移服务；
-通知装置(314)，用于通过改变事件将UPnP设备(304)配置即将到来的改变通知给UPnP控制点(302)；
-改变装置(316)，用于改变UPnP设备(304)的配置；
-反应装置(324)，用于由UPnP控制点(302)基于该改变事件而对UPnP设备(304)配置的改变作出反应。
5.一种计算机可读介质，其上存储用于使一个或多个处理单元执行权利要求1至3中任一方法的指令。
6.一种包含根据权利要求4的系统的UPnP设备(304)。
7.一种包含根据权利要求4的系统UPnP控制点(302)。
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