Android车载应用开发——DLNA开发浅析

DNLA的建立

DLNA 成立于2003 年6 月24 日, 其前身是DHWG （Digital Home Working Group 数字家庭工作组），由Sony、Intel、Microsoft等发起成立、旨在解决个人PC ，消费电器，移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通，使得数字媒体和内容服务的无限制的共享和增长成为可能。DLNA的口号是Enjoy your music, photos and videos, anywhere anytime。该组织的官方网站是http://www.dlna.org . 页面主色调green,black,white,silver和gray，后面要讲到的UPnP的主业也是同样的调调，这两个关系挺大的，后面讲。

DLNA的设备

在讲DLNA的架构之前先讲一下DLNA规定的设备分类，这些设备就是DLNA标准执行的物理和逻辑对象。

这是一个DLNA 设备的类图。

1.Home NetWork Device(HND)。这类设备指家庭设备，具有比较大的尺寸及较全面的功能，主要与移动设备区别开来，下属5类设备：

• (1)Digital Media Server(DMS)。数字媒体服务器，提供媒体获取、记录、存储和输出功能。同时，内容保护功能是对DMS的强制要求。
• DMS总是包含DMP的功能，并且肯能包含其他智能功能，包括设备/用户服务的管理；丰富的用户界面；媒体管理/收集和分发功能。DMS的例子有PC、数字机顶盒（附带联网，存储功能）和摄像机等等。
• (2)DMP。数字媒体播放器。能从DMS/M-DMS上查找并获取媒体内容并播放和渲染显示。比如智能电视、家庭影院等
• (3)DMC。数字媒体控制器，查找DMS的内容并建立DMS与DMR之间的连接并控制媒体的播放。如遥控器。
• (4)DMR。数字媒体渲染设备。通过其他设备配置后，可以播放从DMS上的内容。与DMP的区别在于DMR只有接受媒体和播放功能，而没查找有浏览媒体的功能。比如显示器、音箱等。
• (5)DMPr。数字媒体打印机，提供打印服务。网络打印机，一体化打印机就属于DMPr。

2.Mobile Handheld Devices(MHD)手持设备。相比家庭设备，手持设备的功能相对简化一些，支持的媒体格式也会不同。

• (1)M-DMS。与DMS类似，如移动电话，随身音乐播放器等。
• (2)M-DMP。与DMP类似。比如智能移动电视。
• (3)M-DMD。移动多媒体下载设备。如随身音乐播放器，车载音乐播放器和智能电子相框等
• (4)M-DMU。移动多媒体下载设备。如摄像设备和手机等。
• (5)M-DMC。与DMC类似。P如DA，智能遥控器。 手持设备没有定义M-DMR，因为手持设备会讲究便利性，会附加查找控制功能，要不然就只是普通的移动电视或收音机了。

3.Networked Infrastructure Devices (NID) 联网支持设备。

• (1)Mobile Network Connectivity Function (M-NCF)。移动网络连接功能设备。提供各种设备接入移动网络的物理介质。 DLNA的希望是全部实现无线化。
• (2)Interoperability Unit (MIU)媒体交互设备。提供媒体格式的转换以支持各种设备需要。

DLNA的架构

DLNA架构是个互联系统，因此在逻辑上它也类似OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型。

DLNA架构分为如下图7个层次：

DLNA ARCHITECTURE

• (1) NetWorking Connectivity 网络互联方式:包括物理连接的标准，有有线的，比如符合IEEE802.3标准的Ethernet，；有无线
• 的 ，比如符合IEEE802.11a/g标准的WiFi，能做到54Mbps，蓝牙(802.15)等,技术都很成熟。现在OFDM和MIMO(802.11n)已经能做到300Mbps了，早就超过比较普及的100Mbps的Ethernet了，只不过产品还没有普及，以后肯定会用到。
• (2) NetWorking Stack 网络协议栈：DLNA的互联传输基本上是在IPV4协议簇的基础上的。用TCP或者UDP来传都可以。这一层相当于OSI网络层。
• (3)Device Discovery&Control 设备发现和控制。

(4)Media Management媒体管理。媒体管理包括媒体的识别、管理、分发和记录（保存），UPnP AV Architecture:1 and UPnP Printer Architecture:1这两个属于UPnP的文档会说明如何进行媒体管理。我将在 扩展阅读II：UPnP AV Architecture 一文中稍微详细介绍UPnP AV设备和CP之间的交互模型及媒体的控制。

UPnP AV Architecture 定义了UPnP AV设备间媒体传送以及和CP间的交互。UPnP AV也定义了两种UPnP AV设备：UPnP AV MediaServer（MS）和UPnP AV MediaRender（MR），以及他们具有的4种服务：

• 1)Content Directory Service(CDS)：能将可访问的媒体内容列出。
• 2)Connection Manager Service(CMS)：决定媒体内容可以通过何种方式由UPnP AV Media Server传送至UPnP AV MediaRender。
• 3)AVTransport Service：控制媒体内容，比如播放、停止、暂停、查找等。
• 4)Rendering Control Service：控制以何种方式播放内容，比如音量、静音、亮度等。

UPnP Printer Architecture:1 定义了打印设备和CP的交互模型，这将不再细说。

• (5) Media Transport 媒体传输：这一层用HTTP(HyperText Transfer Protocol)超文本传输协议。就是平时我们上网用的媒体传输协议。HTTP用TCP可靠传输，也有混合UDP方式的HTTP。现在HTTP的最新版本是HTTP1.1。可选协议是RTP。

exsample：我们输入一个网址，回车，给server发一个request，用TCP我们就可以等server给我们消息，说明server收到我们的消息了，否则我们就重发；接着server给我们TCP包，我们收一个就给server回信说我们收到了，要是server收不到回信，他就认为包丢掉了，会再传一个同样的包过来。不停地回信就是会比较慢。

那如果我们用UDP会怎样？就是说我们不给server回信说我们收到编号是x的包了，server也就不给我们重发丢掉的包了，这样我们就丢包了。

但是我们传stream的时候，比如视频流，不用存，看完就完了，这种时候就可以用UDP来传。加上局域网里面QoS本来就很高，丢包都是不太可能的。所以UDP肯定会用。局域网多播的时候也用UDP，这个在后面讲。

媒体的传输方案如下：

• 1)从DMS/M-DMS至DMP/M-DMP，即使不立即播放。
• 2)从一个DMS到另一个DMS，这时接收方DMS播放接收媒体内容，表现为一个DMP；也可以不立即播放，可能只是存储或者处理。

媒体传输 模式有三种：

1)流传输。当DMR/DMP需要实时渲染接收媒体，媒体具时序性。

2)交互传输。不包含时序的媒体，如图片传输。

3)后台传输。非实时的媒体传输，比如上传下载等。

• (6)Media Formats媒体格式。格式Formats在这里等同于编码格式Codec，平时我们说的编码格式比如Mpeg-2，AVC，x264就是视频编码格式；PCM，mp3(MPEG-2 Layer 3)，aac，flac就是音频编码格式。而avi，rmvb，mkv这些是媒体封装格式，包含视频音频可能还有字幕流。比如一个常见的后缀为mkv的文件，它的视频Codec是x264，音频是aac，它的视音频编码属于Mpeg-4 Codec Family。

我们知道不同设备对编码格式的支持能力不同，Media Formats这一部分规定了设备应该具有的格式支持能力。下面的表是DLNA支持的所有编码格式：

DLNA-proved format

Video	Audio	Images
MPEG-1MPEG-2H.263MPEG-4 Part 2MPEG-4 Part 10WMV9VC-1	LPCMMPEG-1/2 L2MPEG-1/2 L3MPEG-4 AAC LCMPEG-4 AAC LTPMPEG-4 HE AACMPEH-4 BSAC	AC-3ATRAC3plusWMAWMA ProfessionalAMRAMR-WB+G.726	JPEGPNGGIFTIFF

针对家庭设备和手持设备，DLNA有不同的格式规定：

• (7)Remote UI 远程用户接口。说白了就是遥控器。比如说有个TV，我们说不管是用遥控器还是直接在TV上按按钮，效果是一样的。不过两者按钮的排列布局是不一样的。好了，现在到DLNA了，我想用手机当遥控器可不可以？当然可以，只要获得TV上按钮的功能，传到手机上来，模拟一个遥控器就好了。DLNA现在想用浏览器的方式，TV给你一个XML，手机上就出现遥控器界面了，有点像webQQ，webOS那种，这样在手机上就不需要客户端了，TV功能更新了，手机直接跟TV要新的XML，很方便。

在详细介绍Cling开源库的使用之前，我们还是先来介绍下DLNA的相关知识和一些比较有用的相关资料，正所谓磨刀不误砍柴工吗！

1.DLNA（DIGITAL LIVING NETWORK ALLIANCE，数字家庭网络联盟）

DLNA不是创造技术，是一种组合的解决方案：利用现今比较成熟的各种相关技术，组合形成一个致力于构建家庭媒体共享的解决方案。

1)DLNA中几种主要的家庭网络设备类型：

DMS(数字媒体服务器)

DMP(数字媒体播放器)

DMC(数字媒体控制器)

DMR(数字媒体渲染器)

2)DLNA几个重要功能组件

网络互联(有线，无线)

网络协议(IPV4/IPV6)

媒体传输(HTTP)

设备的发现、控制和媒体管理（UPNP）：定义各个设备对媒体操作的功能,下面是其框架图

2.UPNP(Univer sal Plug and Play，通用即插即用)

用于各种设备之间的互联，具有良好的通用性，不需要专门的设备驱动层，并且可以在任何的系统上实现

1)UPNP基本组件

服务、设备和控制点是UPnP网络的基本组件。其组件图如下：

服务(Service)

在UPNP网络中，最新的控制控制单元就是服务，服务描述的设备在不同的情况下的活动和设备的状态。例如，时钟服务可以表述为时间变化(状态变化)，当前的时间(时间状态)以及设置时间和读取时间两个活动，通过这两个活动，你就可以控制服务

设备(Device)

UPnP网络中定义的设备具有很广泛的含义，各种各样的家电、电脑外设、智能设备、无线设备、个人电脑等等都可以成为其中一员。一个UPnP设备可以是多个服务的载体和多个子设备的嵌套集。例如一台印表机有提供列印这样的服务；一台电视有提供收讯的服务，这些都属于设备。

控制点(ControlPoint)

在UPnP网络中，控制点指的是可以发现并控制其它设备的控制设备。在UPnP网络中，设备可以和控制点合并。也就是说，同一个设备，可以同时具有设备的功能和控制点的功能，即可以作为设备提供服务，也可以作为控制点发现和控制其它设备。

3.UPNP设备协议栈

UPnP定义了设备之间、设备和控制点、控制点之间通讯的协议。完整的UPnP由设备寻址、设备发现、设备描述、设备控制、事件通知和基于Html的描述界面几部分构成。UPnP设备协议栈如下图所示:

UPnP协议结构最底层的TCP/IP协议是UPnP协议结构的基础。IP层用于数据的发送与接收。对于需要可靠传送的信息,使用TCP进行传送, 反之则使用UDP。UPnP对网络物理设备没有要求,可以使用以太网、无线网、IEEE1394、红外进行连接, 只要支持IP协议即可。同时UPnP还可以使用TCP/IP协议族中的其他协议, 如ARP、IGMP、DHCP、DNS等。

构建在TCP/IP协议之上的是HTTP协议及其变种,这一部分是UPnP协议的核心部分, 所有UPnP消息都被封装在HTTP协议及其变种之中。HTTP协议的变种是HTTPU和HTTPMU, 这些协议的格式沿袭了HTTP协议,只不过与HTTP协议不同的是它们通过UDP而不是TCP来发送消息,并且可以用于多播通信。

下面分别介绍几种协议：

1)SSDP协议

简单服务发现协议（Simple Service Discovery Protocol：SSDP)，内建在HTTPU/HTTPMU 里，定义如何让网络上有的服务被发现的协议。包括控制点如何发现网络上有哪些服务，并取得这些服务的资讯，还有装置本身宣告他提供哪些服务。该协议运用在UPnP工作流程的设备发现部分。

2)SOAP协议

简单对象访问协议( Simple Object Access Protocol) 定义了可扩展标记语言(XML ) 和HTTP 的使用来执行远程调用,包括控制点如何发送命令消息给设备，及设备接收到命令消息后如何发送响应消息给控制点。该协议运用在UPnP工作流程的设备控制部分。

3)GENA协议

一般事件通知架构(Generic Event Notification Architecture：GENA)定义在控制点想要监听设备的某个服务状态变量的状况时，控制点如何传送订阅讯息并如何接收通知讯息用的。该协议运用在UPnP工作流程的事件订阅部分。

4.DLNA开发

目前来说在android中用到的UPNP框架基本为cyberlink框架和cling框架。开心视频和快手看片用的是基于cling框架的dlna开发，而腾讯视频和搜狐视频用的就是基于cyberlink的dlna开发。所以我们也采用了cyberlink这个框架。cyberlink框架效率稍微低而且有几个致命的Bug，但是比较稳定

UPNP协议的几个重要服务: AVTransport：传输服务，提供媒体文件传输，播放控制等功能。

ContentDirectory：内容目录，用于提供媒体文件浏览，检索，获取媒体文件信息等功能。

ConnectionManager：连接管理，用于提供连接方面的管理，例如获取源/目的双方支持的MIME格式信息。

RendringControl：渲染控制，用于播放时的一些渲染控制，如调节音量，调节亮度等。厂商也可自定义服务

以上是有关车载技术中的DLNA开发，简单的浅析。有关更多的Android车载应用技术，大家可以参考《车载技术手册》学习里面的核心技术点。里面内容在大部分网上找不到的，且学且珍惜！

文末

DLNA只是一种分享。举个简单的例子，比如在家里，你手机里有一部电影，但是手机没电了，或者你想通过电视浏览手机里的图片。此时，您的电视和电脑等所有智能设备都可以在手机中即时共享电影。这条路叫DLNA。它最大的特点是不需要传输，不需要云存储，可以多台设备共享。嗯，是不是很有趣？下面给大家演示一下如何使用手机、平板等安卓系统与网络机顶盒进行交互，将照片、音乐、视频节目推送到电视上！(如果其他机顶盒有DLNA功能，原理是一样的。)