SEC Grousenet Middleware Package

Grousenet UPnPにてご提供する、UPnP(ユニバーサルプラグアンドプレイ)の技術概要について、ご説明いたします。詳細に関しては、UPnP Forumに掲載されている仕様をご確認ください。

　UPnP(ユニバーサルプラグアンドプレイ)とは、家庭内のパソコンや周辺機器、AV機器、電話・家電製品などの機器をネットワークを通じて接続し、相互に機能を提供しあう為の技術仕様です。1990年に米国マイクロソフト社が提唱し、多くの企業が支持している技術です。インターネットで標準となっている技術を基盤とし、UPnPを導入することによって、ネットワークにつなぐだけで複雑な操作や設定作業を伴うことなく機能するようになります。
　UPnPの規定を検討しているUPnP Forumには、550社以上の企業が参加しており、いくつもの作業委員会が標準デバイス・タイプの開発に当たっています。

　UPnPを実現するプロトコルは、インターネット上で標準となっている技術を基盤としています。
　基本となるプロトコルはHTTP及び、HTTPプロトコルのUDP版であるHTTPU/HTTPMUになります。
　更に、HTTP、HTTPU、HTTPMUの上位プロトコルとして、ネットワーク機器の検出を行うSSDP(Simple Service Discovery Protocol)、状態変更などの状態を通知するGENA(General Event Notification Architecture)、デバイスのコントロールを行うSOAP(Simple Object Access Protocol)を使用しています。

　UPnPの世界は、大きく「デバイス」と、「コントロールポイント」の2つの機能に分かれます。

デバイス

UPnP1.0勧告では、デバイスはサービスの集合体、もしくは、ネストされたデバイスと明記されています。サービスとは、例えばラジオを一つのデバイスであると仮定した場合、時計を表示するクロック処理や、バンド、音量などを調節するコントロール制御等、一つの機能を実現するための制御を、サービスと呼びます。そのサービスが集まって、一つのオーディオデッキというデバイスになる訳です。

コントロールポイント

他のデバイスをコントロールする機能を、コントロールポイントと呼びます。例えば、UPnPを使用したネットワークリモコンや、デバイスをコントロールできるWindowsパソコンがそれにあたります。Windowsパソコンのように、デバイスと、コントロールポイントの両方の機能を持つことも可能です。

　アドレッシング機能は、自動的にIPアドレスを決定する機能です。ホームネットワークで広く使われているDHCP クライアント機能を基本とし、DHCPサーバよりIPアドレスを取得します。もしDHCPサーバが存在しない場合はAutoIPという自動アドレス決定プロトコルを使用して、IPアドレスを確定します。

AutoIP
　DHCP などで自動的に IP アドレスを取得する事に失敗した場合、「169.254.0.0/16」のアドレス空間から任意の IP アドレスを取得して、ARP ブロードキャストを行い、誰も使っていない場合にそのアドレスを使う。

　ディスカバリ機能は、ネットワーク上の機器の検出を行う機能です。検出には、SSDPというネットワーク検出プロトコルを使用します。
　デバイスがネットワーク上に接続された際、デバイスはUPnP ネットワークに対しての告知(NOTIFY)を行い、ネットワーク上の全てのコントロールポイントへ存在を通知します。また、コントロールポイントは任意(もしくは全て)のデバイスの検索(M-SEARCH)を行い、ネットワーク上のUPnPデバイスを検索します。
　この、告知と検索の2つの処理を行うことよって、コントロールポイントは、自分が制御できるデバイスを知ることが可能になります。

　ディスクリプション機能は、ディスカバリによって検出したデバイスから、詳細な情報を取得する機能です。
　デバイスは、その機器毎にデバイス情報(装置名称、種類や、サービスの一覧)や、UPnPを介して制御が出来るサービスのアクション(詳細はコントロール機能にて説明します)一覧をXMLドキュメント(ディスクリプションドキュメント)として保持しています。
　ここで、デバイス情報や、デバイス情報を示すドキュメントを「デバイスディスクリプションドキュメント」、サービスのアクション一覧を「サービスディスクリプションドキュメント」と呼びます。
　コントロールポイントは、ディスカバリ機能によって検出したデバイスに対して、このXMLドキュメントを取得することにより、自分が制御できるアクションの一覧を知ることが出来ます。

　UPnPネットワーク上では、機器がUPnPネットワーク上に接続した場合にディスカバリ機能によって検出が行われ、ディスクリプション機能によってコントロールポイントが実行できる制御情報を知ることが出来、常にこれらの２機能が動作しています。

　コントロール機能は、コントロールポイントが、ディスクリプションドキュメントの取得によって知ることが出来たUPnPデバイスを、実際にコントロールする機能です。
　本制御には、SOAPというXMLを応用した規格を使用します。SOAPは、RPC（Remote Procedure Call）をXMLベースで行う規格で、UPnPでは本規格を使用して、デバイスの操作・情報の参照等を行うことが出来ます。
　例えば、コンフィグの設定変更や参照、デバイスの操作等、コントロールポイントからデバイスに対する命令は、本機能を使用して行います。

　イベンティング機能は、いわゆる状態監視機能として実装されています。例えば、とあるテレビデバイスが、とあるコントロールポイントAからのコントロール制御によってチャネルを4から3に変更された場合、デバイスは、自分が管理しているコントロールポイントに対して、「チャネル3にが変更された」という告知メッセージ(NOTIFY)を送信します。
　これによって、同一UPnPネットワーク上に存在するコントロールポイントBも、コントロールポイントCも、テレビデバイスのチャネルが変更された事を知ることが出来ます。
　コントロールポイントは、あらかじめデバイスに対して、状態変更が発生した場合に自分に通知する旨の登録要求(SUBSCRIBE)を行う必要があります。

　プレゼンテーション機能は、UPnPデバイスのメインURLへ接続し、WEBブラウザ等を使用してコンフィグ設定を行う為の機能です。Windows　XPの場合、デバイスが検出されると「マイネットワーク」上に検出されたデバイスが表示されますが、ここをダブルクリックすると、デバイスディスクリプションで指定していたプレゼンテーションページへアクセスします。
　本ページから、デバイスのコンフィグ設定などを行うことが出来ます。
　これは、通常のWebコンフィグページとしての役割と同等になります。

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