Android DLNA投屏-基本原理

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1. DLNA简介

DLNA(Digital Living Network Alliance),即数字家庭网络联盟。
DLNA不是技术,而是一种解决方案,它是多种技术的整合,并致力于构建家庭媒体共享。
DLNA包含多种网络协议,如http、https、upnp等,其中upnp是其重要组成部分。
DLNA主要包含以下四种产品:
DMS,即Digital Media Server(数字媒体服务器)的缩写,其主要作用是作为媒体内容的提供者,为DMP/DMR提供内容播放,DMS可控制提供哪些媒体内容。
DMP,即Digital Media Player(数字媒体播放器)的缩写,可搜索并播放DMS的内容,其作用相当于DMR+DMC。
DMC,即Digital Media Controller(数字媒体控制器)的缩写,可搜索并控制DMR播放DMS提供的内容,即控制DMR与DMS的交互。
DMR,即Digital Media Renderer(数字媒体渲染器)的缩写,可播放DMS提供的内容。

2.Upnp设备架构(Upnp Device Architecture)

Upnp DA将家庭网络中的角色分为三种:控制点、设备和服务。它们之间主要通过HTTP技术实现通信。设备和相关服务的规格信息使用XML方式向其他节点公布。
Upnp DA中各角色的关系如下图:

 

Upnp组件架构.png

 

各个角色的基本概念如下:

  1. 根设备/设备,即硬件设备,如电脑、电视盒子等。一个设备可提供多个服务。但是家用电器内部一般都包含了多个功能不同的设备,这样由多个设备集合而成的设备集合体,被称为根设备。
  2. 设备所能提供的功能服务。分为控制服务、事件服务、展示服务。服务是Upnp系统中最小的可控制单元(动作与状态)。
  3. 控制点。即控制设备,可发现并控制其他设备。如控制其他设备的视频播放、暂停等。
    在DLNA投屏的过程中,Android设备充当的角色是控制点,它初始化并配置好DMS和DMR设备之间的连接,并不直接参与真正的内容传输,内容传输由DMS和DMR完成。

3.DLNA网络传输流程

DLNA的网络传输由设备发现开始。首先,一个新的控制点(Control Point)加入局域网,那么这个Control Point就会开始搜索局域网内可用的设备了。当控制点开始搜索时,它会从UDP端口发送如下格式的搜索请求消息:

M-SEARCH * HTTP/1.1

MX: 1 //最大时间间隔数

ST: upnp:rootdevice //搜索的设备类型

MAN: "ssdp:discover" 

User-Agent: iOS 10.2.1 product/version

Connection: close

Host: 239.255.255.250 //多播地址

如果发现可用设备,则会从UDP端口收到如下响应消息:

HTTP/1.1 200 OK

Cache-control: max-age=1800

Date: Thu, 16 Feb 2017 09:09:45 GMT

EXT:

LOCATION: http://10.2.9.152:49152/TxMediaRenderer_desc.xml //URL for UPnP description for device

Server: search target

USN: uuid:3c970e3c0c0d0000_MR::upnp:rootdevice //composite identifier for the advertisment

BOOTID.UPNP.ORG: 1487062102 //number increased each time device sends an initial announce or an update message

CONFIGID.UPNP.ORG: 499354 //number used for caching description information

SEARCHPORT.UPNP.ORG: number identifies port on which device responds to unicast M-SEARCH

ST: upnp:rootdevice //device type

可以看到,在响应消息中,LOCATION这个字段是一个url:

LOCATION: http://10.2.9.152:49152/TxMediaRenderer_desc.xml  //URL for UPnP description for device

这个url指向的是设备服务和信息描述文档,一般为xml格式。我们可以直接通过浏览器访问该链接查看该设备的相关信息:


  
    1
    1
  
  
    urn:schemas-upnp-org:device:MediaRenderer:1
    卧室的创维盒子Q+
    Plutinosoft LLC
    http://www.plutinosoft.com
    Plutinosoft AV Media Renderer Device
    AV Renderer Device
    http://www.plutinosoft.com/platinum
    uuid:9c443d47158b-dmr
    DMR-1.50
    
      
        urn:schemas-upnp-org:service:AVTransport:1
        urn:upnp-org:serviceId:AVTransport
        /AVTransport/9c443d47158b-dmr/scpd.xml
        /AVTransport/9c443d47158b-dmr/control.xml
        /AVTransport/9c443d47158b-dmr/event.xml
      
      ...
    
  

在设备信息描述文档中,有一个名为的节点,该节点是设备可提供服务的描述。有多个节点,
节点中,包含了多个在节点,每一个节点代表着一个服务
节点中主要包含着以下节点:

  • service的类型
  • service的ID值
  • 该节点的url指向服务的动作描述文档(SDD),可以直接通过浏览器访问
  • 该节点为服务请求url,在发送动作请求消息时,需要将动作参数以规定格式发送给该url以获取响应消息

可以看出,节点的url并没有标出域名和端口号,因为其域名和端口号与响应消息中LOCATION字段的域名和端口号一致。如上述代码中的的完整url应为:

http://10.2.9.152:49152/AVTransport/9c443d47158b-dmr/scpd.xml

通过浏览器访问url,可获取如下格式的内容:


  
    1
    0
  
  
    
      SetAVTransportURI
      
        
          InstanceID
          in
          A_ARG_TYPE_InstanceID
        
        
          CurrentURI
          in
          AVTransportURI
        
        
          CurrentURIMetaData
          in
          AVTransportURIMetaData
        
      
    
    ...
  
    
      AVTransportURI
      string
    
    ...
  

可以看到,文档中包含一个名为的节点,该节点为服务的动作描述。
中包含了多个节点,每个节点对应着一个动作
每个节点中都包含着如下节点:

  • 动作名
  • 参数列表。每个节点中包含了多个节点,每个节点代表着一个动作参数。一个节点包含着如下节点:
    • 参数名
    • 该节点参数取值为in/out, 当的值为in时,表明这个参数的值是传入值,当为out时,表明这个参数的值是返回值,则该值会随着订阅事件一起返回给订阅者。
    • 该节点的值是一个节点的映射,映射的内容可在下方节点中找到,节点包含值的类型及取值范围等信息。

简单的来说,可以把一个action当成一个API接口,而action中的argument则可表示为API接口的参数,而service即是多个相关接口的集合。
通过上面的信息,就可以请求服务动作,实现设备控制了。开发者可根据文档中规定的请求参数,发送如下格式的请求消息:

POST /AVTransport/9c443d47158b-dmr/control.xml HTTP/1.1
HOST: 10.2.9.152
Content-Type: text/xml; charset="utf-8"
SOAPAction: "urn:schemas-upnp-org:service:AVTransport:1#SetAVTransportURI"

  
  
    
      0
      yourAVURI
    
  

POST 字段后面跟的是节点的url,HOST对应的LOCATION字段的IP。
SOAPAction的格式:"节点的值#请求的action的名称"
节点的内容是请求体,请求体的格式为:


      <参数1>参数值
      <参数2>参数值
      ...
    

如果请求成功,会获取如下格式的响应消息:

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/xml; charset="utf-8"
Date: Thu, 16 Feb 2017 09:09:45 GMT
Server: OS/version UPnP/1.1 product/version

  
    
      
        
          <_xmlns:u>"urn:schemas-upnp-org:service:AVTransport:1"
        
      
    
  

这样,整个传输流程就完成了。同一种类型的设备提供的服务大部分相同,但也可能有所差异,因此,在请求设备服务之前,最好先浏览其设备描述文档,查看设备支持哪些服务。


 

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