Software ubiquitärer Systeme

Transkript

1 Software ubiquitärer Systeme Universal Plug and Play Olaf Spinczyk Arbeitsgruppe Eingebettete Systemsoftware Lehrstuhl für Informatik 12 TU Dortmund 1

2 Inhalt Komplexe UbiComp Middleware Universal Plug and Play (UPnP) Anwendungsszenarien Struktur Grundlegende Protokolle Demo Ausblick zu UPnP Zusammenfassung 04.3 Universal Plug and Play 2

3 Komplexe UbiComp Middleware Einfache Middleware (letzte VL OSEK/COM+NM) Leichtgewichtig, asynchrone Kommunikation, kontextgewahr Knoten erscheinen und verschwinden im laufenden Betrieb Voraussetzung: In sich geschlossenes und homogenes Netz - z.b. statische Nummerierung der Knoten für OSEK/NM Komplexe Middleware (diese VL UPnP) Unterstützung offener Netze (potentiell auch ad-hoc Netze) Interoperabilität zwischen Geräten beliebiger Hersteller Interoperabilität mit PCs und Einbindung ubiquitärer Systeme in das Internet Unabhängigkeit von Programmiersprache, Betriebssystem und Netzwerktyp Nicht ganz so leichtgewichtig 04.3 Universal Plug and Play 3

4 Inhalt Komplexe UbiComp Middleware Universal Plug and Play (UPnP) Anwendungsszenarien Struktur Grundlegende Protokolle Demo Ausblick zu UPnP Zusammenfassung 04.3 Universal Plug and Play 4

5 UPnP Forum: Gegründet 1999 Etwa 880 Mitglieder (2009) Firmen und Personen aus diversen Ländern Definiert und publiziert die für UPnP nötigen Spezifikationen Ziel: Enable the emergence of easily connected devices and to simplify the implementation of networks in the home and corporate environments Universal Plug and Play 5

6 UPnP: Szenarios [1] The new printer Drucker im Heimnetz werden automatisch erkannt und können umgehend benutzt werden. Out of storage space again Mobile Speichermedien (USB- Platte, Digitale Videokamera) werden automatisch eingebunden und gesteuert. The master switch Diverse Geräte werden auf einmal an oder aus geschaltet, wenn man z.b. von der Arbeit kommt. It's always freezing when I wake up... Wecker und Heizung über Skripte steuerbar Ereignisse können verknüpft werden 04.3 Universal Plug and Play 6

7 UPnP: Strategie (1) Auschließlich Austausch von Daten (kein Code) Minimiert Kompatibiltätsprobleme Reduziert Sicherheitsprobleme Vereinbarungen bzgl. Bedeutung und Format von Daten Basis bilden bewährte und verbreitete Protokolle Gerätespezifische bzw. dienstspezifische Protokolle werden vom UPnP Forum definiert Die Implementierung der Geräte selbst ist privat UPnP ist unabhängig von Programmiersprache und Betriebssystem Ermöglicht Aktualisierung der Implementierung ohne Kommunikationspartner ebenfalls aktualisieren zu müssen 04.3 Universal Plug and Play 7

8 UPnP: Strategie (2) Taktisches Vorgehen Start simple ähnelt dem familienbasierten Systementwurf - Integration universeller Eigenschaften, die jeder benötigt - Erweiterungen, wenn Bedarf besteht Minimize requirements - Grundlegende Fähigkeiten von IP-Netzwerken - Ausnutzung des verbreiteten HTTP-Protokollstapels Leverage existing standard - HTTP, XML, SOAP 04.3 Universal Plug and Play 8

9 UPnP: Inhalt [2] Beschreibung der Kommunikationsprotokolle zwischen... Control Point - Geräte, die Dienste (Services) anderer Geräte nutzen können Device - Geräte, die Dienste bereitstellen Tatsächliche Geräte können beide logischen Funktionen beinhalten Control Point Device Service Control Point Device Service 04.3 Universal Plug and Play 9

10 UPnP: Devices Container für Services und Nested Devices Ein Videorekorder könnte z.b. einen Tape-Transport-Service, einen Tuner-Service und einen Clock-Service anbieten. Selbstbeschreibend Ein XML-Dokument im Device Description Format beschreibt Services und Nested Devices und kann im laufenden Betrieb ausgelesen werden. - zudem weitere Infos wie Name und Icon Zwecks Interoperabilität definiert das UPnP Forum Device-Klassen. - Internet Gateway Device, Printer Enhanced, MediaServer and MediaRenderer, Quality of Service, Printer Device and Print Basic Service, Basic Device, WLAN Access Point Device, Digital Security Camera, Device Security and Security Console, HVAC, Lighting Controls, Remote UI Client and Server, Scanner (External Activity, Feeder, Scan, Scanner) 04.3 Universal Plug and Play 10

11 UPnP: Services Kleinste Einheit eines UPnP-Netzes Verfügt über einen Zustand (state variables) und Zugriffoperationen (actions) Beim Clock-Service unseres Videorekorders: - current_time: aktuelle Uhrzeit (state variable) - set_time, get_time: Zugriffsoperationen (actions) Kann Interessenten bei Zustandsänderungen (events) informieren Ist selbstbeschreibend XML Dokument im Service Description Format. Ein Zeiger (URL) zu den Service Descriptions befindet sich in der Device Description Universal Plug and Play 11

12 UPnP: Control Points Haben die Fähigkeit Geräte aufzuspüren und zu steuern. Nach dem Aufspüren: Abfrage der Gerätebeschreibung inkl. der Liste der URLs der Dienstbeschreibungen. Einlesen interessanter Dienstbeschreibungen. Verwendung der Actions eines Dienstes, um dessen Zustand zu verändern. Eintragen als Abonnent von Ereignisses des Dienstes. Den Vorgang des Suchens nach Diensten nennt man auch Service Discovery Universal Plug and Play 12

13 UPnP: Struktur UPnP Enabled Device Device Service 1 Service 2 UPnP Enabled Device Control Point Control Point Device Service UPnP Enabled Device Root Device Embedded Device Service Service 1 Service 2 Service State Table Control Server Event Server 04.3 Universal Plug and Play 13

14 Schritte beim UPnP-Networking 0 Addressing 3 Control 2 Description 1 Discovery 4 Eventing 5 Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 14

15 UPnP: Protokollstapel UPnP vendor UPnP Forum UPnP Device Architecture HTTPU/MU GENA SSDP SOAP HTTP GENA HTTP UDP TCP IP 04.3 Universal Plug and Play 15

16 Schritte beim UPnP-Networking 0* Addressing 3 Control 2 Description 1 Discovery 4 Eventing 5 Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 16

17 0 Addressing Control Point und Gerät erhalten eine Adresse Entweder mit Hilfe von DHCP oder durch Auto IP Was ist Auto IP? IETF Draft Automatically Choosing an IP Address in an Ad-Hoc IPv4 Network Schritte von Auto IP Auswahl einer beliebigen IP-Adresse im /16 Bereich Prüfung, ob diese Adresse bereits in Benutzung ist (ARP) Trotzdem periodische DHCP-Anfragen 04.3 Universal Plug and Play 17

18 Schritte beim UPnP-Networking 0 Addressing 3 Control 2 Description 1* Discovery 4 Eventing 5 Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 18

19 1 Discovery Control Point findet interessantes Gerät 0 Adresse ermitteln 1 Gerät erforschen Möglichkeit nach Geräte-/Servicetypen zu suchen Garantierte Minimalfähigkeiten Sehr einfaches Protokoll Geräte - Machen sich selbst beim Einschalten/Anschließen bekannt. - Erneuern die Bekanntmachung regelmäßig - Melden sich ab, wenn sie entfernt werden. Control Points - Suchen bei Bedarf - Geräte antworten - Control Points filtern passende Geräte heraus 04.3 Universal Plug and Play 19

20 1 Discovery: Protokollstapel UPnP vendor UPnP Forum UPnP Device Architecture HTTPMU (multicast) GENA SSDP HTTPU (unicast) SSDP UDP IP 04.3 Universal Plug and Play 20

21 1 Discovery: SSDP IETF Draft Simple Service Discovery Protocol Entwurfsprinzipien UDP Nutzung von Multicasts für Suche und Bekanntmachung Nutzung von Unicasts für Antworten Sehr einfaches Verfahren 04.3 Universal Plug and Play 21

22 1 Discovery: Bekanntmachung Wer? Gerät sendet HTTP-Multicast per UDP Wann? Geräteaktivierung oder -erneuerung Was? NOTIFY * HTTP/1.1 HOST: :1900 CACHE-CONTROL: max-age = seconds until advertisement expires LOCATION: URL for UPnP description for root device NT: search target NTS: ssdp:alive USN: advertisement UUID 1 mal pro Diensttyp mit NT == Diensttyp 1 mal pro Gerätetyp mit NT == Gerätetyp 1 mal pro Gerät mit NT == Geräte-UUID 1 mal mit NT == upnp:rootdevice 04.3 Universal Plug and Play 22

23 1 Discovery: Suche Wer? Control Point sendet Multicast Wann? Suche nach einem Gerät oder Dienst Was? M-SEARCH * HTTP/1.1 HOST: :1900 MAN: "ssdp:discover" MX: seconds to delay response ST: search target ST kann Folgendes sein... - Diensttyp - Gerätetyp - Geräte-UUID - upnp:rootdevice - ssdp:all 04.3 Universal Plug and Play 23

24 1 Discovery: Antwort Wer? Gerät antwortet per Unicast Wann? Wenn ST zum gesuchten NT passt. Was? HTTP/ OK CACHE-CONTROL: max-age = seconds until advertisement expires LOCATION: URL for UPnP description for root device ST: search target USN: advertisement UUID einmal pro passendem NT 04.3 Universal Plug and Play 24

25 Schritte beim UPnP-Networking 0 Addressing 3 Control 2* Description 1 Discovery 4 Eventing 5 Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 25

26 2 Description Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 0 Adresse ermitteln 1 Gerät erforschen - hole URL der Beschreibung 2 Hole Gerätebeschreibung - hole URL der Dienstbeschreibung Gerätefähigkeiten werden zuvor von den Geräten deklariert. Protokollstapel UPnP vendor UPnP Forum UPnP Device Architecture HTTP TCP IP 04.3 Universal Plug and Play 26

27 2 Description Geräte Typ Physikalische Beschreibung - Hersteller, Modell,... Logische Beschreibung - Für jeden Dienst - Typ - URL der Beschreibung - URL für Steuerung - URL für Ereignisse Benutzerschnittstelle - Icons - URL für Browser-basierte interaktive Konfigurierung Dienste (Funktionseinheiten innerhalb der Geräte) Aktionen Zustandvariablen Alle Beschreibungen in XML Herstellern ist freigestellt, beliebige Erweiterungen zu implementieren 04.3 Universal Plug and Play 27

28 2 Description: XML Was ist XML? W3C Recommendation Extensible Markup Language "Universal format for structured documents and data on the Web." - Feldnamen in <Spitzen Klammern> - Feldwerte zwischen den Namen Definiert 24 Datentypen - ui1, ui2, ui4, i1, i2, i4, int - r4, r8, number, fixed.14.4, float - char, string - date, datetime, datetime.tz, time, time.tz - boolean - bin.base64, bin.hex - uri - uuid 04.3 Universal Plug and Play 28

29 2 Description: Geräte (phys.) <?xml version="1.0"?> <root xmlns="urn:schemas-upnp-org:device-1-0"> <URLBase>base URL for all relative URLs</URLBase> <device> <friendlyname>short user-friendly title</friendlyname> <manufacturer>manufacturer name</manufacturer> <manufacturerurl>url to manufacturer site</manufacturerurl> <modeldescription>long user-friendly title</modeldescription> <modelname>model name</modelname> <modelnumber>model number</modelnumber> <modelurl>url to model site</modelurl> <serialnumber>manufacturer's serial number</serialnumber> <UDN>uuid:UUID</UDN> <UPC>Universal Product Code</UPC> <devicetype>urn:schemas-upnp-org:device:devicetype</devicetype> <servicelist> <service> <servicetype>urn:schemas-upnp-org:service:servicetype:v</servicetype> <serviceid>urn:upnp-org:serviceid:serviceid</serviceid> <SCPDURL>URL to service description</scpdurl> <controlurl>url for control</controlurl> <eventsuburl>url for eventing</eventsuburl> </service> Declarations for other services (if any) go here </servicelist> <devicelist>description of embedded devices (if any) go here</devicelist> <iconlist> <icon> <mimetype>image/format</mimetype> <width>horizontal pixels</width> <height>vertical pixels</height> <depth>color depth</depth> <url>url to icon</url> </icon> XML to declare other icons, if any, go here </iconlist> <presentationurl>url for presentation</presentationurl> </device> <specversion> <major>1</major> <minor>0</minor> </specversion> </root> 04.3 Universal Plug and Play 29

30 2 Description: Geräte (log. Beschr.) <?xml version="1.0"?> <root xmlns="urn:schemas-upnp-org:device-1-0"> <URLBase>base URL for all relative URLs</URLBase> <device> <friendlyname>short user-friendly title</friendlyname> <manufacturer>manufacturer name</manufacturer> <manufacturerurl>url to manufacturer site</manufacturerurl> <modeldescription>long user-friendly title</modeldescription> <modelname>model name</modelname> <modelnumber>model number</modelnumber> <modelurl>url to model site</modelurl> <serialnumber>manufacturer's serial number</serialnumber> <UDN>uuid:UUID</UDN> <UPC>Universal Product Code</UPC> <devicetype>urn:schemas-upnp-org:device:devicetype :v</devicetype> <servicelist> <service> <servicetype>urn:schemas-upnp-org:service:servicetype:v</servicetype> <serviceid>urn:upnp-org:serviceid:serviceid</serviceid> <SCPDURL>URL to service description</scpdurl> <controlurl>url for control</controlurl> <eventsuburl>url for eventing</eventsuburl> </service> Declarations for other services (if any) go here </servicelist> <iconlist><devicelist>description of embedded devices (if any) go here</devicelist> <icon> <mimetype>image/format</mimetype> <width>horizontal pixels</width> <height>vertical pixels</height> <depth>color depth</depth> <url>url to icon</url> </icon> XML to declare other icons, if any, go here </iconlist> <presentationurl>url for presentation</presentationurl> </device> <specversion> <major>1</major> <minor>0</minor> </specversion> </root> 04.3 Universal Plug and Play 30

31 2 Description: Geräte (Benutzerschn.) <?xml version="1.0"?> <root xmlns="urn:schemas-upnp-org:device-1-0"> <URLBase>base URL for all relative URLs</URLBase> <device> <friendlyname>short user-friendly title</friendlyname> <manufacturer>manufacturer name</manufacturer> <manufacturerurl>url to manufacturer site</manufacturerurl> <modeldescription>long user-friendly title</modeldescription> <modelname>model name</modelname> <modelnumber>model number</modelnumber> <modelurl>url to model site</modelurl> <serialnumber>manufacturer's serial number</serialnumber> <UDN>uuid:UUID</UDN> <UPC>Universal Product Code</UPC> <devicetype>urn:schemas-upnp-org:device:devicetype</devicetype> <servicelist> <service> <servicetype>urn:schemas-upnp-org:service:servicetype:v</servicetype> <serviceid>urn:upnp-org:serviceid:serviceid</serviceid> <SCPDURL>URL to service description</scpdurl> <controlurl>url for control</controlurl> <eventsuburl>url for eventing</eventsuburl> </service> Declarations for other services (if any) go here </servicelist> <devicelist>description of embedded devices (if any) go here</devicelist> <iconlist> <icon> <mimetype>image/format</mimetype> <width>horizontal pixels</width> <height>vertical pixels</height> <depth>color depth</depth> <url>url to icon</url> </icon> XML to declare other icons, if any, go here </iconlist> <presentationurl>url for presentation</presentationurl> </device> <specversion> <major>1</major> <minor>0</minor> </specversion> </root> 04.3 Universal Plug and Play 31

32 2 Description: Dienst (Aktionen) <?xml version="1.0"?> <scpd xmlns="urn:schemas-upnp-org:service-1-0"> <actionlist> <action> <name>actionname</name> <argumentlist> <argument> <name>formalparametername</name> <direction>in xor out</direction> <retval /> <relatedstatevariable>statevariablename</relatedstatevariable> </argument> Declarations for other arguments (if any) go here </argumentlist> </action> Declarations for other actions (if any) go here </actionlist> <servicestatetable> <statevariable sendevents= yes xor no > <name>variablename</name> <datatype>variable datatype</datatype> <defaultvalue>default value</defaultvalue> <allowedvaluerange> <minimum>minimum value</minimum> <maximum>maximum value</maximum> <step>increment value</step> </allowedvaluerange> </statevariable> <statevariable sendevents= yes xor no > <name>variablename</name> <datatype>variable data type</datatype> <defaultvalue>default value</defaultvalue> <allowedvaluelist> <allowedvalue>some value</allowedvalue> <allowedvalue>some value</allowedvalue> </allowedvaluelist> </statevariable> Declarations for other state variables (if any) go here </servicestatetable> <specversion> <major>1</major> <minor>0</minor> </specversion> </scpd> 04.3 Universal Plug and Play 32

33 2 Description: Dienst (Variablen) <?xml version="1.0"?> <scpd xmlns="urn:schemas-upnp-org:service-1-0"> <actionlist> <action> <name>actionname</name> <argumentlist> <argument> <name>formalparametername</name> <direction>in xor out</direction> <retval /> <relatedstatevariable>statevariablename</relatedstatevariable> </argument> Declarations for other arguments (if any) go here </argumentlist> </action> Declarations for other actions (if any) go here </actionlist> <servicestatetable> <statevariable sendevents= yes xor no > <name>variablename</name> <datatype>variable datatype</datatype> <defaultvalue>default value</defaultvalue> <allowedvaluerange> <minimum>minimum value</minimum> <maximum>maximum value</maximum> <step>increment value</step> </allowedvaluerange> </statevariable> <statevariable sendevents= yes xor no > <name>variablename</name> <datatype>variable data type</datatype> <defaultvalue>default value</defaultvalue> <allowedvaluelist> <allowedvalue>some value</allowedvalue> <allowedvalue>some value</allowedvalue> </allowedvaluelist> </statevariable> Declarations for other state variables (if any) go here </servicestatetable> <specversion> <major>1</major> <minor>0</minor> </specversion> </scpd> 04.3 Universal Plug and Play 33

34 2 Description: Dienst (Variablen) <?xml version="1.0"?> <scpd xmlns="urn:schemas-upnp-org:service-1-0"> <actionlist> <action> <name>actionname</name> <argumentlist> <argument> <name>formalparametername</name> <direction>in xor out</direction> <retval /> <relatedstatevariable>statevariablename</relatedstatevariable> </argument> Declarations for other arguments (if any) go here </argumentlist> </action> Declarations for other actions (if any) go here </actionlist> <servicestatetable> <statevariable sendevents= yes xor no > <name>variablename</name> <datatype>variable datatype</datatype> <defaultvalue>default value</defaultvalue> <allowedvaluerange> <minimum>minimum value</minimum> <maximum>maximum value</maximum> <step>increment value</step> </allowedvaluerange> </statevariable> <statevariable sendevents= yes xor no > <name>variablename</name> <datatype>variable data type</datatype> <defaultvalue>default value</defaultvalue> <allowedvaluelist> <allowedvalue>some value</allowedvalue> <allowedvalue>some value</allowedvalue> </allowedvaluelist> </statevariable> Declarations for other state variables (if any) go here </servicestatetable> <specversion> <major>1</major> <minor>0</minor> </specversion> </scpd> 04.3 Universal Plug and Play 34

35 Schritte beim UPnP-Networking 0 Addressing 3* Control 2 Description 1 Discovery 4 Eventing 5 Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 35

36 3 Control Control Point benutzt die Actions des Geräts 0 Adresse ermitteln 1 Gerät erforschen 2 Hole Gerätebeschreibung - hole URL der Dienstbeschreibung 3 Sende Actions an das Gerät Protokollstapel UPnP vendor UPnP Forum UPnP Device Architecture SOAP HTTP TCP IP 04.3 Universal Plug and Play 36

37 3 Control: SOAP Was ist SOAP? IETF Draft Simple Object Access Protocol "Lightweight, XML-based protocol for exchange of information in a decentralized, distributed environment." - Definiert einer Rahmen für XML-Nachrichten (Envelope) - Wird insbesondere für XML-basierte RPCs benutzt Universal Plug and Play 37

38 3 Control: Action aufrufen Wer? Control Point Wann? Um eine Action eines Geräts aufzurufen Was? POST path of control URL HTTP/1.1 HOST: host of control URL:port of control URL CONTENT-TYPE: text/xml; charset="utf-8" SOAPACTION: "urn:schemas-upnp-org:service:servicetype:v#actionname" <s:envelope xmlns:s=" s:encodingstyle=" <s:body> <u:actionname xmlns:u="urn:schemas-upnp-org:service:servicetype:v"> <argumentname>in arg value</argumentname> other in args and their values (if any) go here </u:actionname> </s:body> </s:envelope> 04.3 Universal Plug and Play 38

39 3 Control: Action Resultat Wer? Gerät Wann? Action durchgeführt Was? HTTP/ OK CONTENT-TYPE: text/xml; charset="utf-8" <s:envelope xmlns:s=" s:encodingstyle=" <s:body> <u:actionnameresponse xmlns:u="urn:schemas-upnp-org:service:servicetype:v"> <argumentname>out arg value</argumentname> other out args and their values (if any) go here </u:actionnameresponse> </s:body> </s:envelope> 04.3 Universal Plug and Play 39

40 Schritte beim UPnP-Networking 0 Addressing 3 Control 2 Description 1 Discovery 4* Eventing 5 Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 40

41 4 Eventing Control Point wartet auf Zustandsänderungen 0 Adresse ermitteln 1 Gerät erforschen 2 Hole Gerätebeschreibung - hole URL der Dienstbeschreibung 4 Abonniere Ereignisse des Geräts Einfaches Push Model Protokollstapel UPnP vendor UPnP Forum UPnP Device Architecture HTTP TCP GENA IP 04.3 Universal Plug and Play 41

42 4 Eventing: GENA Was ist GENA? IETF Draft General Event Notification Architecture "Send and receive notifications using HTTP over TCP/IP and administratively-scoped multicast UDP." - SUBSCRIBE - Sich als Abonnent registrieren - UNSUBSCRIBE - Sich abmelden - NOTIFY - Signalisierung einer Geräteverfügbarkeit - Signalisierung einer Zustandsänderung Das Publisher/Subscriber-Modell ist generell für ubiquitäre Systeme vorteilhaft, da eine lose Kopplung von Sender und Empfänger erreicht wird. Das klassische Client/Server-Modell führt zu einer engen Kopplung Universal Plug and Play 42

43 4 Eventing: Abonnieren (subscribing) Wer? Control Point Wann? Voraussetzung für den Empfang von Ereignissen Was? SUBSCRIBE publisher path HTTP/1.1 HOST: publisher host:publisher port CALLBACK: <delivery URL> NT: upnp:event TIMEOUT: Second-requested subscription duration 04.3 Universal Plug and Play 43

44 4 Eventing: Abonnement akzeptiert Wer? Gerät Wann? Abonnement wird akzeptiert Was? HTTP/ OK SID: uuid:subscription-uuid TIMEOUT: Second-actual subscription duration Das Gerät antwortet sofort mit einem speziellen initialen Event, das die Werte aller beobachteten Variablen enthält Universal Plug and Play 44

45 4 Eventing: Benachrichtigung (notify) Wer? Das Gerät Wann? Eine Zustandsvariable wurde geändert. Was? NOTIFY delivery path HTTP/1.1 HOST: delivery host:delivery port CONTENT-TYPE: text/xml NT: upnp:event NTS: upnp:propchange SID: uuid:subscription-uuid SEQ: event key <e:propertyset xmlns:e="urn:schemas-upnp-org:event-1-0"> <e:property> <variablename>new value</variablename> </e:property> Other variable names and values (if any) go here </e:propertyset> 04.3 Universal Plug and Play 45

46 Schritte beim UPnP-Networking 0 Addressing 3 Control 2 Description 1 Discovery 4 Eventing 5* Presentation 0. Control Point und Gerät erhalten eine Adresse 1. Control Point spürt interessantes Gerät auf 2. Control Point erfährt die Gerätefähigkeiten 3. Control Point benutzt die Actions des Geräts 4. Control Point wartet auf Zustandsänderungen 5. Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 04.3 Universal Plug and Play 46

47 5 Presentation Control Point benutzt die URL einer Konfigurationsseite und stellt diese dem Benutzer zur Verfügung 0 Adresse ermitteln 1 Gerät erforschen 2 Hole Gerätebeschreibung - hole URL der Dienstbeschreibung 5 Lade Präsentationsseite Mehr ist hier nicht festgelegt, um die Hersteller nicht einzuschränken Protokollstapel UPnP vendor UPnP Device Architecture HTTP TCP IP 04.3 Universal Plug and Play 47

48 Inhalt Komplexe UbiComp Middleware Universal Plug and Play (UPnP) Anwendungsszenarien Struktur Grundlegende Protokolle Demo Ausblick zu UPnP Zusammenfassung 04.3 Universal Plug and Play 48

49 Inhalt Komplexe UbiComp Middleware Universal Plug and Play (UPnP) Anwendungsszenarien Struktur Grundlegende Protokolle Demo Ausblick zu UPnP Zusammenfassung 04.3 Universal Plug and Play 49

50 UPnP Nachfolger: DPWS ( Device Profile for Web Services ) Verfolgt zusätzlich folgende Ziele: Nutzung von Web Service-Technologien - Services werden mittels WSDL beschrieben Integration von ubiquitären Geräten in Geschäftsprozesse Erhöhte Sicherheit DPWS wurde von Microsoft vorgeschlagen (2004) und in Windows Vista und Windows Embedded implementiert 04.3 Universal Plug and Play 50

51 Inhalt Komplexe UbiComp Middleware Universal Plug and Play (UPnP) Anwendungsszenarien Struktur Grundlegende Protokolle Demo Ausblick zu UPnP Zusammenfassung 04.3 Universal Plug and Play 51

52 Zusammenfassung: UPnP... ist eine komplexe Middleware für ubiquitäre Systeme unterstützt die Suche nach Diensten im Netz (Service Discovery) die Beschreibung von Geräten und Diensten mittels XML die Steuerung von Diensten durch Actions (mittels SOAP) das Abonnieren von Ereignissen (mittels GENA) ist programmiersprachen- und betriebssystemunabhängig hat einen vergleichsweise hohen Ressourcenverbrauch benutzt diverse Internet-Protokolle basiert auf XML als Standardaustauschformat und SOAP adressierte anfangs nicht das Thema Sicherheit 04.3 Universal Plug and Play 52

53 Literatur [1] Microsoft Corporation, White Paper: Understanding Universal Plug and Play, 06/2000. [2] UPnP Forum, UPnP Device Architecture 1.0, Universal Plug and Play 53