Android DLNA投屏-基本原理

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：

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。
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）。
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，
在节点中，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。
在介绍完DLNA投屏基本原理之后，在下一篇博客《Android DLNA投屏-基于CyberGarage开发投屏功能》，我将介绍如何使用CyberGarage开发Android投屏功能。
参考博客:

基于DLNA的移动端网络视频投屏技术初探基于DLNA的移动端网络视频投屏技术初探
android设备投屏技术:协议&概念
在android系统中开发DLNA
DLNA协议总结

Android DLNA投屏-基本原理

1. DLNA简介

2.Upnp设备架构（Upnp Device Architecture）

3.DLNA网络传输流程

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