UPNP协议细节(转)

UPNP的全称是 Universal plug-and-play( 通用即插即用).UPnP 是针对智能家电、无线设备以及各种外观尺寸的个人电脑的普遍对等（peer-to-peer）网络连接而设计的一种架构。它旨在为家庭、小型企业、公共场所中或连接到互联网的ad-hoc 网或未管理网络提供易于使用、灵活且基于标准的连接。(引自 这里.)

　　我们这里用到的自动端口映射只是UPNP的一个小应用。按照UPNP的相关规范，UPNP网络的第０步是寻址（获得一个IP地址，在我要解决的问题中这不是一个问题。）　　　　　　　
    第１步是发现，控制点在网上搜索感兴趣的设备，而设备向网络中的控制点宣告其服务。对于自动端口映射来说就是发现带UPNP功能的路由器。

 发现这个过程主要有两步。第一，使用数据报套接字向239.255.255.250:1900，发送一条多播请求，格式如下

M-SEARCH * HTTP/1.1
HOST: 239.255.255.250:1900
MAN:"ssdp:discover"
MX:3
ST:UPnP:rootdevice

      这个多播请求的含义如下：M-SEARCH SSDP协议定义的搜索请求方法。HOST必须是这个多播地址。MAN的值也必须是"ssdp:discover" 不可少了双引号。MX的含义是最长等待时间，可以自己设置。ST表示search target 搜索目标。我们在这里用找根设备。另外在编程中我们要在每一行后面加上"rn" 表示换行。（详见源码 UPNPNAT.discovery()).

      第二步，如果你的网络存在一个UPNP设备的话，为了被找到，设备必须向发送查找请求的多播通道的源 IP 地址与端口发送响应信息。所以你可以从239.255.255.250:1900这个地址接收到响应消息。类似下面的消息。

HTTP/1.1 200 OK
CACHE-CONTROL: max-age=100
DATE: Sun, 15 Jan 2006 06:51:02 GMT
EXT:
LOCATION: http://192.168.14.1:1900/igd.xml
SERVER: TP-LINK Wireless Router WR541G/5, UPnP/1.0
ST: upnp:rootdevice
USN:uuid:upnp-InternetGatewayDevice-192168141678900001::upnp:rootdevice

      接下来我们要从里面获得我们要的消息。首先，我们必须找到" 200 OK ",说明没有错误发生，否则一切免谈。接着，我们要找到LOCATION项，获得设备描述URL。（程序中的处理归根到底就是一个子字符的查找。）

       到这里，我们的第一步“发现”完成。


   第２步是描述。在第１步中我们往往能获得一个设备的描述URL,在第２步中我们要通过一个URL，下载一个XML文件。并从中找到有关设备的类型，服务类型，控制URL,事件触发URL等。

我们同样分两步进行，首先下载设备描述文件。（请看源码中UPNPNAT::get_description()函数）
    1.解析描述文件的URL，获得主机(host)、端口(port)、路径(path).(parseUrl函数) 
    2.连接到host:port (tcp_connect 函数)
    3.构造类似

                                                GET path HTTP/1.1
                                                Host: host:port

的信息（第二行下要一个空行），并通过刚才的TCP 套接字，发送到路由器。（sprintf ,send 函数).

4.接收数据，我使用flag为 MSG_WAITALL的recv函数，函数一直阻塞直到数据全部读完。 数据最终保存在std::string description_info中。

我想通过浏览器下载这个文件的过程是类似的吧。

然后，解析这个XML文件。（请看 源码 中UPNPNAT:: parser_description()函数）

我们找到"root"的"deviceType"是 "urn:schemas-upnp-org:device:InternetGatewayDevice:1"的"device" childNode ,获得这个"device"的"deviceList",记为A。

找到A的"deviceType"是 "urn:schemas-upnp-org:device:WANDevice:1"的"device" childNode ,获得这个"device"的"deviceList",记为B。

找到B的"deviceType"是 "urn:schemas-upnp-org:device:WANConnectionDevice:1"的"device" childNode ,获得这个"device"的"serviceList",记为C。

找到C的"serviceType"是 "urn:schemas-upnp-org:service:WANIPConnection:1" 或 "urn:schemas-upnp-org:service:WANPPPConnection:1" 的"service"  childNode ,记为D.
    获得D的"controlUrl"保存在std::string control_url中。

但是这里获得control_url一般为相对URL,所以要从"root"下面，找到"URLBase"的值，（如果是空，则用describe_url的"htpp://xxx.xxx.xxx.xxx:xxxx"部分代替.)

最后在相对的control_url前加上URLBasr 获得完整的control_url.

至此，第二步“获得控制URL”完成。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

    第３步是控制。通过第２步获得的控制URL，通过向其发送控制消息（同样用XML描述）来实现某些功能。对于自动端口映射来说就是查看、增加、删除等。

在这里我先把各种控制信息的格式说明一下。（下面的rn都是表示换行，我输入不了反斜杠。）

• 增加端口映射。 "AddPortMapping"
• "<NewRemoteHost></NewRemoteHost>rn"                              "<NewExternalPort>ExternalPort</NewExternalPort>rn"                               "<NewProtocol>Protocol</NewProtocol>rn"                                      "<NewInternalPort>InternalPort</NewInternalPort>n"
  "<NewInternalClient>InternalClient</NewInternalClient>rn"                 
  "<NewEnabled>1</NewEnabled>rn"
  "<NewPortMappingDescription>PortMappingDescription"       "</NewPortMappingDescription>rn"       
  "<NewLeaseDuration>LeaseDuration</NewLeaseDuration>rn"
• 删除端口映射　"DeletePortMapping"
• "<NewRemoteHost></NewRemoteHost>rn" "<NewExternalPort>ExternalPort</NewExternalPort>rn"   "<NewProtocol>Protocol</NewProtocol>rn"
• 获得端口映射信息　"GetGenericPortMappingEntry"
• "<NewPortMappingIndex>PortMappingIndex</NewPortMappingIndex>"  "<NewRemoteHost></NewRemoteHost>rn"   "<NewExternalPort></NewExternalPort>rn" "<NewProtocol></NewProtocol>rn"     "<NewInternalPort></NewInternalPort>rn" "<NewInternalClient></NewInternalClient>rn" "<NewEnabled>1</NewEnabled>rn"  "<NewPortMappingDescription>"                                          "</NewPortMappingDescription>rn"           　"<NewLeaseDuration></NewLeaseDuration>rn"

     其中斜体部分需要在编程是填入的。ExternalPort 外部端口。InternalPort内部端口。这 两者一般就填映射的端口。Protocal 填TCP或UDP。InterClient 一般就是本地IP地址。PortMappingDescription 填写端口映射的描述，比如什么程序建立了这个端口。LeaseDuration 是映射的持续时间，用0表示不永久。PortMappingIndex 是端口映射索引，路由上第几个映射。

     我们再来看下面这个XML文档结构。

     "<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>rn" 
     "<s:Envelope xmlns:s="
     ""http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" "
     "s:encodingStyle="                                   
     ""http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">rn"
     "<s:Body>rn" 
     "<u:actionName xmlns:u="serviceType">rn"
     "actionParams</u:actionName>rn" 
     "</s:Body>rn"
     "</s:Envelope>rn"

     我们在actionName 处填入"AddPortMapping" "DeletePortMapping" "GetGenericPortMappingEntry"。serviceType 处填入设备的服务类型。"urn:schemas-upnp-org:service:WANIPConnection:1"或"urn:schemas-upnp-org:service:WANPPPConnection:1"。actionParams 填入上面的各种控制信息。

    最后在前面加上HTTP头。

    "POST path HTTP/1.1rn"
    "HOST: host:portrn"      
    "SOAPACTION:"serviceType#actionName"rn"  
    "CONTENT-TYPE: text/xml ; charset="utf-8"rn"
    "Content-Length: contentLength rnrn"

    path host port 意思很明显。contentLength面那个XML文档的长度。

　 然后连接到host:port，发送到整个信息即可完成控制　　　　　　　　　　　　

    第４步事件触发和第５步展示在自动端口映射没用用到。有兴趣可以自己看文档。 

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参考资料：

UPnP协议： 
UPnP协议文档的相关信息保存在 http://www.upnp.org/resources/目录下。

Auto IP配置协议： 
协议原文参考 http://www.upnp.org/download/draft-ietf-zeroconf-ipv4-linklocal-01-Apr.txt

SSDP协议： 
简单服务发现协议，协议原文参考 http://www.upnp.org/download/draft_cai_ssdp_v1_03.txt

HTTPU和HTTPMU： 
在UDP上实现HTTP协议传送以及HTTP协议多址传送。协议规范参考 http://www.upnp.org/download/draft-goland-http-udp-04.txt

GENA： 
通用事件通知结构，协议原文参考 http://www.upnp.org/download/draft-cohen-gena-client-01.txt

XML 规范： 
扩展标记语言，W3C组织标准文档 http://www.w3c.org/xml。

SOAP： 
简单对象存取协议（Simple Object Access Protocol ）,协议原文可以参考 http://www.w3.org/TR/SOAP/

RFC 2616： 
关于超文本传输协议（HTTP 1.1）原文IETF的RFC文档 http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt?number=2616

RFC 2131： 
关于动态主机控制协议（DHCP）的 RFC文档， http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt?number=2131

RFC 2616: 
关于超文本传输协议（HTTP 1.1）原文IETF的RFC文档 http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt?number=2616

SSDP协议: 
简单服务发现协议，协议原文参考 http://www.upnp.org/download/draft_cai_ssdp_v1_03.txt

GENA: 
通用事件通知结构，协议原文参考 http://www.upnp.org/download/draft-cohen-gena-client-01.txt

HTTPU和HTTPMU: 
在UDP上实现HTTP协议传送以及HTTP协议多址传送。协议规范参考 http://www.upnp.org/download/draft-goland-http-udp-04.txt

转自http://hi.baidu.com/abcserver/blog/item/5089d0809a3975dd9023d960.html