UPnP

初めに

UDPでマルチキャストしてデバイス発見、みたいなあたりに興味があったので、 大御所？っぽいUPnPについてざっくり調べてみた。

参考元は以下。

Device Architecture Documents » UPnP Forum -> UPnP Device Architecture version 2.0(PDF)

「ざっくり」というのは、自分の興味ある以下の部分に絞って流し読みをしたからだ。

• UPnPではどんな用語が使われているのか？
• UPnPにはどんな処理があり、どういう順番でそれらが行われているのか？

これら以上のこと、たとえばXMLの要素とか使用ポート番号とか、そういうものは調べていない。

なぜこの部分だけ興味があるのかと言えば、類似のシステムを自分で作りたいからだ。 （もちろん、まんまUPnPだと車輪の再発明なのでする気はないが）

そのために既存の技術を調べ、どのような流れで成り立っているのか知りたいし、 名付けづらい部分は既存の用語をお借りしたい。（今回だとcontrol pointとか）

そういう背景なので、ご了承ください。

UPnPの用語

とりあえず気になった用語は以下だ。

仕様書の翻訳ではないので正確な定義は原本に譲るとして、 以下ではざっくりと自分なりの言葉で定義する。

• control point : deviceを使う人。
• device : serviceを提供する人。root deviceとembedded deviceがある。（embedded deviceは用語集に書かれていないが）
• service : いわゆるサービス。
• device description : deviceの詳細。中にどんなembedded deviceがあるかとか、どんなserviceをどんなURLで提供しているかとか。
• service description : serviceの詳細。どんなactionがあるかとか、どんなstate variableがあるかとか。
• action : control pointからserviceへのメソッド呼び出し。
• state variable : serviceのフィールド（メンバ変数）。変更時にeventを発行するものがある。
• event : serviceからの通知。購読（subscribe）すると飛んでくるものと、強制的にマルチキャストされてくるものがある。
• publisher : eventの発行者。今のところserviceのみ。
• subscriber : eventの購読者。普通はcontrol pointだが、deviceがなる場合もある。

つまり、登場人物としてはcontrol pointとdevice、あとはserviceがいる。

deviceはコンポジット構造＋serviceを持っていて、 その定義がdevice descriptionに書かれている。

serviceはメソッドとしてaction、フィールドとしてstate variableを持っており、 その定義がservice descriptionに書かれている。

state variableにはobservableなものと非observableなものがある。

……オブジェクト指向的にはこんな感じだろうか。

UPnPのステップ

UPnPには、以下のステップがある。

• Addressing : control pointやdeviceにIPアドレスを割り当てる。
• Discovery : control pointがdeviceを発見する、探す。
• Description : control pointがdeviceやserviceのdescriptionを取得する。
• Control : control pointがserviceのactionを実行する。
• Eventing : control pointがserviceのstate variableを購読する。
• Presentation : control pointがdeviceの持つHTML画面を描画する？　あまり興味がないので調べていない。

仕様書にはそれぞれに0～5の番号が振られているが、 実際にシーケンシャルに行う必要があるのはaddressing, discovery, descriptionくらいで、 control, eventing, presentationはdescriptionまで終われば順番に関係なく自由に実行してよさそうだ。

addressing, presentationはちょっと詳細すぎて興味がわかず、 description, controlはシンプルすぎて書くことがないので、 以下はdiscovery, eventingについてまとめる。

Discovery

discovery、と銘打たれているが、発見だけでなくその逆（紛失？*1）もこの範疇だ。

ざっくり以下の処理が登場する。

• Advertisement : deviceからcontrol pointへの存在通知。
• Search : control pointからdeviceへ放つソナー。

使われている単語をおおまかにピックアップしながら詳述すると、 advertisementには「ネットワーク上にいるよ！」と通知（advertise）するaliveと、 ネットワークからいなくなる際にadvertiseを取り消す（revokeする）byebyeがある。

deviceがネットワーク上にいる状態をavailable、いない状態をunavailableと言っているようだ。

searchにはrequestとresponseがあり、まあそのままだ。 ただしrequestはユニキャストもマルチキャストもできる。

TTLとかupdateとかもあるらしいがとりあえず端折る。

Eventing

eventingにはunicast eventingとmulticast eventingがある。 multicast eventingは何も考えずeventをズドーンとマルチキャストするだけで面白くないので、 ここではunicast eventingについて詳述する。

unicast eventingで登場する処理は以下4つだ。

• Subscribe : 制限時間付きでeventを購読する。（無制限も可能らしい）
• Renew : Subscribeの制限時間を延長する。
• Cancel : Subscribeしたeventの購読を中止する。
• Event : 発行されたeventの通知。（名詞と動詞があって紛らわしい）

図を見る限りでは、subscribeとrenewはresponseあり、他は一方通行。

subscribeのresponseでsubscription IDが割り当てられ、 以降のrenew, cancel, eventではそのIDを使ってやりとりするようだ。

まとめ

ものすごくさっくりとした、駆け足なUPnP旅行ではあったが、 参考にできる程度には用語を拾えたのではなかろうか。

類似システム構築の際に抽象化の助けとなればいいが。

もう一つ参考として、次はBLEあたりの仕様を読んでみたい。

*1:正直、この「発見の対義語」が欲しかったのだが、それっぽい言葉は見付からなかった