黃全明+張豐源+楊夫星

摘 要： 在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，UPnP與IGRS都能實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間無縫聯(lián)接，但這兩種協(xié)議存在差異，無法互聯(lián)互通。針對(duì)該問題，從尋址、發(fā)現(xiàn)、描述、控制、事件幾個(gè)方面著手，找出兩個(gè)協(xié)議間的聯(lián)系和區(qū)別，然后提出了一種新的方法：基于UPnP與IGRS互操作雙協(xié)議框架。圍繞該框架，詳細(xì)描述了轉(zhuǎn)換橋、虛設(shè)備管理以及UPnP/IGRS 設(shè)備管理三個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過程。將基于雙協(xié)議框架開發(fā)的程序運(yùn)行在PC上，使其與IGRS設(shè)備和 UPnP設(shè)備交互。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PC能夠發(fā)現(xiàn)這兩種設(shè)備，而且這兩種設(shè)備間也能夠互相發(fā)現(xiàn)，共享資源。提出的基于UPnP與IGRS互操作雙協(xié)議框架能夠有效實(shí)現(xiàn)這兩種協(xié)議間的互操作。

關(guān)鍵字： IGRS； UPnP； 互操作； 雙協(xié)議框架

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）14?0032?04

Research on interoperability technology of UPnP and IGRS protocols in digital home environment

HUANG Quan?ming1， ZHANG Feng?yuan1， YANG Fu?xing2

（1. College of Information Science and Engineering， Ocean University of China， Qingdao 266100， China； 2. Hisense Group Co.， Ltd.， Qingdao 266071， China）

Abstract： In the digital home network environment， UPnP and IGRS can achieve the seamless connection among different devices， but these two protocols are different so that they cant interact with each other. Aiming at this problem， proceeding from addressing， discovery， description， control and event， the differences and similarities of these two protocols are found out. A new approach called interoperation dual?protocol architecture based on UPnP and IGRS is proposed in this paper. Three modules of conversion bridge， virtual device management and UPnP/IGRS device management are described in detail according to the architecture. The program developed on the basis of the dual?protocol architecture is run in PC， and interacted with IGRS device and UPnP device. The experimental results show the PC can find these two devices， and these two devices can find each other. The resource sharing is realized finally. Therefore， the proposed interoperability dual?protocol architecture based on UPnP and IGRS protocols can achieve the interoperation between these two protocols.

Keywords： IGRS； UPnP； interoperability； dual?protocol architecture

0 引 言

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及3C融合技術(shù)的快速發(fā)展[1]，智能家電、智能終端等消費(fèi)類電子產(chǎn)品不斷普及，人們希望家庭設(shè)備的能夠無縫互聯(lián)，共享資源、協(xié)同服務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，人們研究了許多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)[2?3]，其中UPnP[4]和IGRS[5]已經(jīng)發(fā)展成為了主流協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。它們都采用了許多標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議機(jī)制，如HTTP，SOAP等，但在服務(wù)描述、消息格式上存在很大的差異。因此，基于UPnP 和IGRS協(xié)議的設(shè)備之間不能互聯(lián)互通。本文提出了一種UPnP和IGRS互操作雙協(xié)議框架，通過設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換橋和虛設(shè)備管理模塊，基于這兩種協(xié)議的消息能夠相互轉(zhuǎn)換，并生成相應(yīng)的虛設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互操作。

1 UPnP和IGRS協(xié)議分析

UPnP和IGRS協(xié)議工作過程包含以下幾步：尋址、發(fā)現(xiàn)、描述、控制和事件[6?9]。以下通過分析各個(gè)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)過程，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)協(xié)議互操作的可行性。

1.1 尋址

UPnP協(xié)議基于IP尋址，IGRS協(xié)議沒有限定設(shè)備間尋址的方式。所以兩個(gè)協(xié)議都支持設(shè)備使用靜態(tài) IP、動(dòng)態(tài)DHCP 和Auto?IP 的尋址方式。

1.2 發(fā)現(xiàn)

UPnP的設(shè)備服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制使用SSDP協(xié)議，以UDP多播為基礎(chǔ)。IGRS基于全局對(duì)等組的設(shè)備服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制建立在SSDP協(xié)議基礎(chǔ)上。因此，通過SSDP協(xié)議，IGRS 與UPnP 可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備服務(wù)的相互發(fā)現(xiàn)。

1.3 描述

UPnP和IGRS 都采用XML 模板定義了設(shè)備描述模板，但兩種模板在格式定義上有所區(qū)別。IGRS 使用 WSDL 作為服務(wù)描述模板，而UPnP使用自定義服務(wù)描述模板，這兩種模板格式也存在較大差異。由于IGRS設(shè)備服務(wù)描述模板都是可擴(kuò)展的，所以可以在IGRS的設(shè)備服務(wù)描述中加入相應(yīng)的UPnP 描述擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)設(shè)備服務(wù)的相互發(fā)現(xiàn)。

1.4 控制

UPnP 服務(wù)控制調(diào)用機(jī)制采用SOAP 協(xié)議機(jī)制，IGRS則定義了基于會(huì)話的服務(wù)控制調(diào)用機(jī)制，同時(shí)支持基于非安全管道的客戶/服務(wù)間交互作為擴(kuò)展接口。IGRS 服務(wù)可以在IGRS 設(shè)備描述文檔中的服務(wù)描述中加入相應(yīng)的UPnP調(diào)用接口描述，從而實(shí)現(xiàn)與UPnP客戶間的交互和控制。

1.5 事件

UPnP 采用 GENA 機(jī)制，而IGRS采用基于管道（安全/非安全）的機(jī)制實(shí)現(xiàn)。但通過非安全管道機(jī)制，IGRS服務(wù)可以向UPnP客戶暴露事件訪問接口，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的事件訂閱和事件通知。

2 UPnP和IGRS互操作框架

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中基于UPnP和IGRS協(xié)議設(shè)備間的互聯(lián)互通，本文提出了一種互操作協(xié)議框架，如圖1所示。

圖1 UPnP和IGRS互操作框架

該框架接受UPnP和 IGRS 各種類型的請求和響應(yīng)消息（例如發(fā)現(xiàn)消息、控制消息、事件消息等），并做出相應(yīng)處理。通過實(shí)現(xiàn)框架中描述的轉(zhuǎn)換橋和虛設(shè)備管理模塊，家庭網(wǎng)絡(luò)中的UPnP設(shè)備和IGRS 設(shè)備就可以相互發(fā)現(xiàn)控制。因?yàn)樵摽蚣艿讓又饕訳PnP協(xié)議和IGRS 協(xié)議為基礎(chǔ)，所以還可單獨(dú)和UPnP設(shè)備或者IGRS設(shè)備進(jìn)行交互。所以為了實(shí)現(xiàn)該框架，重點(diǎn)在于研究設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換橋、虛設(shè)備管理模塊和UPnP/IGRS 設(shè)備管理模塊。

2.1 轉(zhuǎn)換橋

轉(zhuǎn)換橋是具體的UPnP設(shè)備或IGRS 設(shè)備抽象化虛擬IGRS 設(shè)備或UPnP設(shè)備的基礎(chǔ)。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。轉(zhuǎn)換橋由各種類型轉(zhuǎn)換模塊和控制點(diǎn)組成。轉(zhuǎn)換模塊類型包括宣告、發(fā)現(xiàn)、描述、控制、事件等。轉(zhuǎn)換模塊的功能是轉(zhuǎn)換服務(wù)描述文檔和翻譯家庭網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)的UPnP消息和IGRS 消息?？刂泣c(diǎn)主要負(fù)責(zé)接收底層消息，同時(shí)分發(fā)上層傳遞的消息。

圖2 轉(zhuǎn)換橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)

通過對(duì)比分析IGRS 和UPnP各種消息格式，轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行消息頭和消息內(nèi)容的融合和替換，生成相應(yīng)協(xié)議的消息，然后控制點(diǎn)進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)。下面以轉(zhuǎn)換橋處理上線宣告消息和離線宣告消息過程為例，介紹轉(zhuǎn)換橋的工作原理。根據(jù)上線宣告消息中Location字段描述的URL地址，控制點(diǎn)可以獲取UPnP設(shè)備的描述文檔。轉(zhuǎn)換模塊再把它轉(zhuǎn)換成IGRS設(shè)備描述文檔，并且保存在本地，同時(shí)把UPnP設(shè)備的IP地址和端口號(hào)以及其他信息提交給虛設(shè)備管理模塊。

虛設(shè)備管理模塊注冊生成一個(gè)針對(duì)UPnP設(shè)備的虛擬IGRS設(shè)備，并生成它的上線宣告消息，然后控制點(diǎn)宣告上線消息。以此實(shí)現(xiàn)UPnP/IGRS設(shè)備上線廣播消息轉(zhuǎn)換。對(duì)于UPnP設(shè)備的離線消息，可以根據(jù)相應(yīng)的消息格式進(jìn)行相關(guān)信息融合和替換，虛設(shè)備管理模塊轉(zhuǎn)換成IGRS設(shè)備的離線消息，同時(shí)控制點(diǎn)宣告此離線消息。通過這種方式，其他的IGRS設(shè)備就可以感知UPnP設(shè)備離線。

由于IGRS通過WSDL描述服務(wù)，UPnP則自定義了一套服務(wù)描述模板，所以實(shí)現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)化對(duì)于各自服務(wù)接口的調(diào)用十分重要，它們間轉(zhuǎn)換過程描述如下[10]：

IGRS 的WSDL轉(zhuǎn)換為UPnP服務(wù)描述文檔主要是把操作字段轉(zhuǎn)化生成動(dòng)作列表字段，消息字段轉(zhuǎn)換生成服務(wù)狀態(tài)表信息，消息和操作字段轉(zhuǎn)換生成輸入或輸入?yún)?shù)信息；UPnP服務(wù)描述文檔轉(zhuǎn)換為IGRS的WSDL，主要是把UPnP設(shè)備服務(wù)描述文檔的動(dòng)作列表字段轉(zhuǎn)換成端口類型信息，動(dòng)作列表信息和服務(wù)狀態(tài)表信息生成消息字段。

2.2 虛設(shè)備管理模塊

虛設(shè)備管理模塊以轉(zhuǎn)換橋?yàn)榛A(chǔ)。它管理IGRS或UPnP虛設(shè)備，并支持IGRS和UPnP設(shè)備間的互操作。它由設(shè)備管理、服務(wù)管理、控制管理以及事件管理四個(gè)模塊組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 虛設(shè)備管理模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)

設(shè)備管理模塊主要將具體設(shè)備和虛擬設(shè)備綁定在一起，在虛擬設(shè)備結(jié)構(gòu)中，保存著具體設(shè)備的IP地址，端口號(hào)，設(shè)備ID，類型，名稱等信息。服務(wù)管理模塊記錄具體設(shè)備和對(duì)應(yīng)虛擬設(shè)備的服務(wù)信息，同時(shí)保存具體設(shè)備的服務(wù)接口信息。控制管理模塊主要負(fù)責(zé)IGRS設(shè)備和UPnP設(shè)備間服務(wù)調(diào)用和會(huì)話管理。事件管理模塊主要負(fù)責(zé)事件訂閱和事件通知。這些模塊不是孤立存在的，它們之間有著緊密的聯(lián)系。下面描述了這兩種設(shè)備間交互過程。

當(dāng)轉(zhuǎn)換橋把一個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)UPnP設(shè)備映射成IGRS虛設(shè)備，虛擬設(shè)備管理模塊會(huì)綁定它們的設(shè)備服務(wù)信息，其他的IGRS設(shè)備也會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)虛設(shè)備。當(dāng)這個(gè)虛設(shè)備收到具體IGRS設(shè)備服務(wù)請求信息時(shí)，它會(huì)根據(jù)UPnP服務(wù)調(diào)用機(jī)制生成新的請求消息，并將它發(fā)送給具體的UPnP設(shè)備（它的IP和端口信息已經(jīng)保存在設(shè)備管理結(jié)構(gòu)中）。然后，UPnP設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的響應(yīng)消息。當(dāng)IGRS虛設(shè)備收到響應(yīng)消息，它會(huì)根據(jù)IGRS服務(wù)調(diào)用機(jī)制生成新的響應(yīng)消息，并把它發(fā)送給IGRS設(shè)備。通過這種方式，IGRS設(shè)備可以控制家庭網(wǎng)絡(luò)中UPnP設(shè)備，反之亦然。

2.3 UPnP/IGRS 設(shè)備管理模塊

UPnP/IGRS 設(shè)備管理模塊可以作為一個(gè)控制點(diǎn)，單獨(dú)與UPnP設(shè)備或者IGRS設(shè)備進(jìn)行交互。它也包括設(shè)備管理、服務(wù)管理、控制管理以及事件管理四個(gè)模塊。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。

設(shè)備管理主要保存控制點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備信息和服務(wù)信息。服務(wù)管理通過控制點(diǎn)獲取的設(shè)備服務(wù)的描述文檔，得到設(shè)備的服務(wù)功能調(diào)用接口。根據(jù)服務(wù)管理保存的不同服務(wù)的功能調(diào)用接口，控制管理模塊可以管理會(huì)話，處理服務(wù)調(diào)用請求和響應(yīng)消息。事件管理主要負(fù)責(zé)事件訂閱和事件通知。

圖4 UPnP/IGRS設(shè)備管理模塊

3 UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用場景

圖5描述了數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中基于UPnP和IGRS互操作框架下設(shè)備間交互應(yīng)用場景。安裝有UPnP和IGRS互操作協(xié)議框架的設(shè)備翻譯轉(zhuǎn)換IGRS設(shè)備和UPnP設(shè)備間不同類型的消息，UPnP控制點(diǎn)和IGRS控制點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)瀏覽彼此的多媒體資源和共享服務(wù)內(nèi)容，同時(shí)它們可以通過建立在設(shè)備和媒體服務(wù)器之間帶外連接實(shí)現(xiàn)音頻視頻資源的播控。這樣，用戶便可以方便共享基于不同協(xié)議設(shè)備間資源。

圖5 UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用場景

4 實(shí)驗(yàn)分析

4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)測試的PC的CPU主頻是2.8 GHz，擁有4 GB 內(nèi)存，搭載的操作系統(tǒng)是Ubuntu，內(nèi)核版本是2.6.32。在此平臺(tái)上開發(fā)了基于UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用程序。除此之外，實(shí)驗(yàn)設(shè)備還包括裝有IGRS協(xié)議海信平板電腦，和裝有UPnP協(xié)議三星手機(jī)。通過局域網(wǎng)，PC、平板、手機(jī)實(shí)現(xiàn)交互。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先運(yùn)行將基于雙協(xié)議框架開發(fā)的程序在PC上運(yùn)行，然后將裝有UPnP協(xié)議三星手機(jī)加入網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)PC可以發(fā)現(xiàn)三星手機(jī)上提供的共享資源。再將裝有IGRS協(xié)議海信平板電腦加入網(wǎng)絡(luò)，PC上顯示海信平板電腦上提供的共享資源，同時(shí)海信平板電腦顯示三星手機(jī)上提供的共享資源，三星手機(jī)發(fā)現(xiàn)海信平板電腦提供的共享資源。在海信平板電腦上，IGRS播放器可以正常播控三星手機(jī)提供的視頻。同樣，在三星手機(jī)上，UPnP播放器可以正常播控海信平板電腦提供的視頻。這說明UPnP和IGRS互操作框架能夠?qū)崿F(xiàn)UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互聯(lián)互通，可以單獨(dú)和UPnP設(shè)備或IGRS設(shè)備進(jìn)行交互。為了測試雙協(xié)議框架的性能，做了60次上述實(shí)驗(yàn)，以每10次為增量統(tǒng)計(jì)了UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互相發(fā)現(xiàn)的平均時(shí)間，如表1所示。由于網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載不確定時(shí)地增加，有時(shí)統(tǒng)計(jì)的平均時(shí)間會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，但會(huì)控制在1 s以內(nèi)，這表明該協(xié)議框架能夠有效實(shí)現(xiàn)這兩種協(xié)議間的互操作。

表1 UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互相發(fā)現(xiàn)的平均時(shí)間 s

5 結(jié) 語

本文針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)中大量IGRS 和UPnP設(shè)備不能互操作的問題，提出一種新方法：基于UPnP與IGRS互操作雙協(xié)議框架，并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該協(xié)議框架的可行性。今后將在該協(xié)議框架基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，使之解決更多基于不同協(xié)議設(shè)備間的互操作問題。

參考文獻(xiàn)

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設(shè)備管理主要保存控制點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備信息和服務(wù)信息。服務(wù)管理通過控制點(diǎn)獲取的設(shè)備服務(wù)的描述文檔，得到設(shè)備的服務(wù)功能調(diào)用接口。根據(jù)服務(wù)管理保存的不同服務(wù)的功能調(diào)用接口，控制管理模塊可以管理會(huì)話，處理服務(wù)調(diào)用請求和響應(yīng)消息。事件管理主要負(fù)責(zé)事件訂閱和事件通知。

圖4 UPnP/IGRS設(shè)備管理模塊

3 UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用場景

圖5描述了數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中基于UPnP和IGRS互操作框架下設(shè)備間交互應(yīng)用場景。安裝有UPnP和IGRS互操作協(xié)議框架的設(shè)備翻譯轉(zhuǎn)換IGRS設(shè)備和UPnP設(shè)備間不同類型的消息，UPnP控制點(diǎn)和IGRS控制點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)瀏覽彼此的多媒體資源和共享服務(wù)內(nèi)容，同時(shí)它們可以通過建立在設(shè)備和媒體服務(wù)器之間帶外連接實(shí)現(xiàn)音頻視頻資源的播控。這樣，用戶便可以方便共享基于不同協(xié)議設(shè)備間資源。

圖5 UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用場景

4 實(shí)驗(yàn)分析

4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)測試的PC的CPU主頻是2.8 GHz，擁有4 GB 內(nèi)存，搭載的操作系統(tǒng)是Ubuntu，內(nèi)核版本是2.6.32。在此平臺(tái)上開發(fā)了基于UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用程序。除此之外，實(shí)驗(yàn)設(shè)備還包括裝有IGRS協(xié)議海信平板電腦，和裝有UPnP協(xié)議三星手機(jī)。通過局域網(wǎng)，PC、平板、手機(jī)實(shí)現(xiàn)交互。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先運(yùn)行將基于雙協(xié)議框架開發(fā)的程序在PC上運(yùn)行，然后將裝有UPnP協(xié)議三星手機(jī)加入網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)PC可以發(fā)現(xiàn)三星手機(jī)上提供的共享資源。再將裝有IGRS協(xié)議海信平板電腦加入網(wǎng)絡(luò)，PC上顯示海信平板電腦上提供的共享資源，同時(shí)海信平板電腦顯示三星手機(jī)上提供的共享資源，三星手機(jī)發(fā)現(xiàn)海信平板電腦提供的共享資源。在海信平板電腦上，IGRS播放器可以正常播控三星手機(jī)提供的視頻。同樣，在三星手機(jī)上，UPnP播放器可以正常播控海信平板電腦提供的視頻。這說明UPnP和IGRS互操作框架能夠?qū)崿F(xiàn)UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互聯(lián)互通，可以單獨(dú)和UPnP設(shè)備或IGRS設(shè)備進(jìn)行交互。為了測試雙協(xié)議框架的性能，做了60次上述實(shí)驗(yàn)，以每10次為增量統(tǒng)計(jì)了UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互相發(fā)現(xiàn)的平均時(shí)間，如表1所示。由于網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載不確定時(shí)地增加，有時(shí)統(tǒng)計(jì)的平均時(shí)間會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，但會(huì)控制在1 s以內(nèi)，這表明該協(xié)議框架能夠有效實(shí)現(xiàn)這兩種協(xié)議間的互操作。

表1 UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互相發(fā)現(xiàn)的平均時(shí)間 s

5 結(jié) 語

本文針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)中大量IGRS 和UPnP設(shè)備不能互操作的問題，提出一種新方法：基于UPnP與IGRS互操作雙協(xié)議框架，并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該協(xié)議框架的可行性。今后將在該協(xié)議框架基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，使之解決更多基于不同協(xié)議設(shè)備間的互操作問題。

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設(shè)備管理主要保存控制點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備信息和服務(wù)信息。服務(wù)管理通過控制點(diǎn)獲取的設(shè)備服務(wù)的描述文檔，得到設(shè)備的服務(wù)功能調(diào)用接口。根據(jù)服務(wù)管理保存的不同服務(wù)的功能調(diào)用接口，控制管理模塊可以管理會(huì)話，處理服務(wù)調(diào)用請求和響應(yīng)消息。事件管理主要負(fù)責(zé)事件訂閱和事件通知。

圖4 UPnP/IGRS設(shè)備管理模塊

3 UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用場景

圖5描述了數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中基于UPnP和IGRS互操作框架下設(shè)備間交互應(yīng)用場景。安裝有UPnP和IGRS互操作協(xié)議框架的設(shè)備翻譯轉(zhuǎn)換IGRS設(shè)備和UPnP設(shè)備間不同類型的消息，UPnP控制點(diǎn)和IGRS控制點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)瀏覽彼此的多媒體資源和共享服務(wù)內(nèi)容，同時(shí)它們可以通過建立在設(shè)備和媒體服務(wù)器之間帶外連接實(shí)現(xiàn)音頻視頻資源的播控。這樣，用戶便可以方便共享基于不同協(xié)議設(shè)備間資源。

圖5 UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用場景

4 實(shí)驗(yàn)分析

4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)測試的PC的CPU主頻是2.8 GHz，擁有4 GB 內(nèi)存，搭載的操作系統(tǒng)是Ubuntu，內(nèi)核版本是2.6.32。在此平臺(tái)上開發(fā)了基于UPnP和IGRS互操作框架應(yīng)用程序。除此之外，實(shí)驗(yàn)設(shè)備還包括裝有IGRS協(xié)議海信平板電腦，和裝有UPnP協(xié)議三星手機(jī)。通過局域網(wǎng)，PC、平板、手機(jī)實(shí)現(xiàn)交互。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先運(yùn)行將基于雙協(xié)議框架開發(fā)的程序在PC上運(yùn)行，然后將裝有UPnP協(xié)議三星手機(jī)加入網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)PC可以發(fā)現(xiàn)三星手機(jī)上提供的共享資源。再將裝有IGRS協(xié)議海信平板電腦加入網(wǎng)絡(luò)，PC上顯示海信平板電腦上提供的共享資源，同時(shí)海信平板電腦顯示三星手機(jī)上提供的共享資源，三星手機(jī)發(fā)現(xiàn)海信平板電腦提供的共享資源。在海信平板電腦上，IGRS播放器可以正常播控三星手機(jī)提供的視頻。同樣，在三星手機(jī)上，UPnP播放器可以正常播控海信平板電腦提供的視頻。這說明UPnP和IGRS互操作框架能夠?qū)崿F(xiàn)UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互聯(lián)互通，可以單獨(dú)和UPnP設(shè)備或IGRS設(shè)備進(jìn)行交互。為了測試雙協(xié)議框架的性能，做了60次上述實(shí)驗(yàn)，以每10次為增量統(tǒng)計(jì)了UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互相發(fā)現(xiàn)的平均時(shí)間，如表1所示。由于網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載不確定時(shí)地增加，有時(shí)統(tǒng)計(jì)的平均時(shí)間會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，但會(huì)控制在1 s以內(nèi)，這表明該協(xié)議框架能夠有效實(shí)現(xiàn)這兩種協(xié)議間的互操作。

表1 UPnP設(shè)備和IGRS設(shè)備互相發(fā)現(xiàn)的平均時(shí)間 s

5 結(jié) 語

本文針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)中大量IGRS 和UPnP設(shè)備不能互操作的問題，提出一種新方法：基于UPnP與IGRS互操作雙協(xié)議框架，并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該協(xié)議框架的可行性。今后將在該協(xié)議框架基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，使之解決更多基于不同協(xié)議設(shè)備間的互操作問題。

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