程式扎記: [文章收集] 網際網路上用來找尋設備的方法

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2015年8月3日 星期一

[文章收集] 網際網路上用來找尋設備的方法

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Preface 
欲實作 NVR,第一步就是要能夠找到想要連接的IP Camea。 茲將網際網路上常用來找尋設備的方法整理如下: 
WS-Discovery (ONVIF組織定義的方法)
SSDP (DLNA組織定義的方法)
Multicast Domain Name Service(mDNS)
* ADwin Config
Bonjour

WS-Discovery (Web Services Dynamic Discovery) 
WS-Discovery 方法屬於 web services 的一部分,又稱為 SOAP-over-UDP。2009/07/01 由 OASIS 組織宣布成為業界標準。透過 multicast 傳送 SOAP/XML,流程如下: 
 

IPCam 開機後,會在網路上群播 Hello 資訊,若此時網路上存在NVR,便可以收到此資訊。 若 NVR 啟動後沒有收到 Hello 資訊,則可以主動送出 Probe,其中會包含service contract type, keywords, and scope,若區域網路內的 IPCam 發現彼此服務match,便會回覆訊息(PM:ProbeMatch)。接著NVR可以送出 Resolve 取得 IPCam 的 transport address。 
* DISCOVERY_PORT: port 3702 [IANA]
* IPv4 multicast address: 239.255.255.250
* IPv6 multicast address: FF02::C (link-local scope)

SSDP (Simple Service Discovery Protocol) 
屬於 UPNP 服務的一部分。作法是透過multicast送出http封包 (M-Search),支援SSDP的設備會回復設備資訊。實例如下: 
M-SEARCH * HTTP/1.1
MX: 3
ST: upnp:rootdevice
HOST: 239.255.255.250:1900
MAN: "ssdp:discover"

HTTP/1.1 200 OK
ST:upnp:rootdevice
USN:uuid:a05b0a2c-0094-4528-b4d6-0113e8acd9d1::upnp:rootdevice
Location:http://192.168.0.241:2869/upnphost/udhisapi.dll?content=uuid:a05b0a2c-0094-4528-b4d6-0113e8acd9d1
OPT:"http://schemas.upnp.org/upnp/1/0/"; ns=01
01-NLS:60bd0ff8ccca4bf14f50eda2f7e62ad7
Cache-Control:max-age=900
Server:Microsoft-Windows-NT/5.1 UPnP/1.0 UPnP-Device-Host/1.0
Ext:

MDNS (Multicast Domain Name Service) 
屬於 Zero configuration 的一部分,當區域網路內不存在 DNS 伺服器時,可以透過此種方式找尋想要的服務。其技術原理是透過 IP multicast over User Datagram Protocol (UDP),進行 Host Discovery 或是 Service Discovery。下圖為一個 Host Discovery 的例子。 
 

ADwin Config 
用來偵測或設定ADwin公司的設備。 

Bonjour 
Apple公司用來找尋設備的協議,只能夠在一個子網內運行。主要支援三種運作。 

Publication (advertising a service) 
設備配置給自己一個 link-local IP address,例如:169.254.150.84,接著在網路上廣播尋找此位置(透過ARP),若沒有收到回應,表示此IP尚未有人使用,設備便可以將此IP當成自己的IP位置。 接著透過同樣的方式,設定設備的Domain name,例如:eds-musicbox.local. ,同時設定Domain name時,可以設定 service record,註明將會提供的無誤,例如:Ed’s Party Mix._music._tcp.local.

Discovery (browsing for available services) 
要找尋某個特別設備時,可使用 MDNS 定義的 standard query,詢問網路上是否在區域網路上存在一個使用TCP的音樂設備,例如:詢問 ._music._tcp.local.,如此便可以找到步驟 publication 中的設備。

Resolution (translating service names to addresses and port numbers for use) 
將查詢到的 name " Ed’s Party Mix._music._tcp.local." 轉換為 IP address + port number

其運作細節與範例可以參考 官方說明。 

Conclusion 
找尋設備的方法,其基本原則是透過 IP Multicast/broadcast,每種協定對應的 address/port 整理如下: 
* 239.255.255.250:3702 --> WS-Discovery
* 239.255.255.250:1900 --> SSDP
* 224.0.0.251:5353 --> MDNS
* 255.255.255.255:10669 -->ADWin Config

其作法大同小異,但特別需要注意的是穿透 NAT (Network Address Translation) 的方法,就上述幾個方法而言,只有 UPNP 與 WS-Discovery 可以!

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