Universaler Stecker und Spiel (UPnP) sind eine Reihe von Netzwerkanschlussprotokollen, der vernetzten Geräten, wie Personalcomputer, Drucker, Internettore, Wi-Fi Zugriffspunkte und bewegliche Geräte erlaubt, jede Anwesenheit eines anderen im Netz nahtlos zu entdecken und funktionelle Netzdienste für das Datenteilen, die Kommunikationen und die Unterhaltung zu gründen. UPnP ist in erster Linie für Wohnnetze ohne Unternehmensklassengeräte beabsichtigt.

Die Technologie von UPnP wird durch das Forum von UPnP gefördert. Das Forum von UPnP ist eine Computerindustrieinitiative, einfache und robuste Konnektivität zu eigenständigen Geräten und Personalcomputern von vielen verschiedenen Verkäufern zu ermöglichen. Das Forum besteht aus mehr als achthundert Verkäufern, die an allem von der Verbraucherelektronik bis Netzcomputerwissenschaft beteiligt sind.

Das Konzept von UPnP ist eine Erweiterung des Steckers-Und-Spieles, einer Technologie, um Geräte direkt einem Computer dynamisch beizufügen, obwohl UPnP nicht direkt mit der früheren Technologie des Steckers-Und-Spieles verbunden ist. Geräte von UPnP sind "Stecker-Und-Spiel" darin, dass, wenn verbunden, mit einem Netz sie automatisch Arbeitskonfigurationen mit anderen Geräten gründen.

Übersicht

Die Architektur von UPnP erlaubt Gerät-zu-Gerät, von Personalcomputern, vernetzten Hausgeräten, Verbraucherelektronik-Geräten und Radiogeräten zu vernetzen. Es ist ein verteiltes, offenes Architektur-Protokoll, das auf feststehenden Standards wie das Internetprotokoll-Gefolge (TCP/IP), HTTP, XML und die SEIFE gestützt ist. Kontrollpunkte von UPnP sind Geräte, die Protokolle von UPnP verwenden, um Geräte von UPnP zu kontrollieren.

Die Architektur von UPnP unterstützt Nullkonfigurationsnetzwerkanschluss. UPnP vereinbares Gerät von jedem Verkäufer kann sich einem Netz dynamisch anschließen, eine IP-Adresse erhalten, seinen Namen bekannt geben, seine Fähigkeiten nach der Bitte befördern, und über die Anwesenheit und Fähigkeiten zu anderen Geräten erfahren. Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) und Server von Domain Name System (DNS) sind fakultativ und werden nur verwendet, wenn sie im Netz verfügbar sind. Geräte können vom Netz automatisch trennen, ohne Zustandinformation zu verlassen.

UPnP wurde als ein 73-teiliger internationaler Standard, ISO/IEC 29341, im Dezember 2008 veröffentlicht.

Andere Eigenschaften von UPnP schließen ein:

Medien und Geräteunabhängigkeit: Technologie von UPnP kann auf vielen Medien laufen, die IP einschließlich Ethernet, FireWire, IR (IrDA), Hausverdrahtung (G.hn) und RF (Bluetooth, Wi-Fi) unterstützen. Kein spezieller Gerät-Fahrer Unterstützung ist notwendig; allgemeine Netzprotokolle werden stattdessen verwendet.

Kontrolle der Benutzerschnittstelle (UI): Architektur von UPnP ermöglicht Geräten, eine Benutzerschnittstelle durch einen WWW-Browser zu präsentieren (sieh Präsentation unten).

Betriebssystem und Programmiersprache-Unabhängigkeit: Jedes Betriebssystem und jede Programmiersprache können verwendet werden, um Produkte von UPnP zu bauen. UPnP gibt nicht an oder beschränkt das Design einer API für Anwendungen, die auf Kontrollpunkten laufen; OS Verkäufer können APIs schaffen, die den Bedürfnissen ihres Kunden anpassen.

Kontrolle von Programmatic: Architektur von UPnP ermöglicht auch herkömmliche Anwendung programmatic Kontrolle.

Dehnbarkeit: Jedes Produkt von UPnP kann mit dem Gerät spezifische Dienstleistungen layered oben auf der grundlegenden Architektur haben. Zusätzlich zu sich verbindenden Dienstleistungen, die durch das Forum von UPnP auf verschiedene Weisen definiert sind, können Verkäufer ihr eigenes Gerät und Diensttypen definieren, und können Standardgeräte und Dienstleistungen mit Verkäufer-definierten Handlungen, Zustandsgrößen, Datenstruktur-Elementen und variablen Werten erweitern.

Protokoll

UPnP verwendet UDP Hafen 1900 und TCP Hafen 2869.

Das Wenden

Das Fundament für den Netzwerkanschluss von UPnP ist das IP-Wenden. Jedes Gerät muss einen DHCP Kunden durchführen und nach einem DHCP Server suchen, wenn das Gerät zuerst mit dem Netz verbunden wird. Wenn kein DHCP Server verfügbar ist, muss das Gerät sich eine Adresse zuteilen. Der Prozess, durch den ein Gerät von UPnP sich eine Adresse zuteilt, ist innerhalb der Gerät-Architektur von UPnP als AutoIP bekannt. In der Gerät-Architektur-Version 1.0 von UPnP wird AutoIP innerhalb der Spezifizierung selbst definiert; in der Gerät-Architektur-Version 1.1 von UPnP, Verweisungen von AutoIP IETF RFC 3927. Wenn während der DHCP Transaktion das Gerät einen Domainnamen zum Beispiel durch einen DNS Server oder über den DNS-Versand erhält, sollte das Gerät diesen Namen in nachfolgenden Netzoperationen verwenden; sonst sollte das Gerät seine IP-Adresse verwenden.

Entdeckung

Sobald ein Gerät eine IP-Adresse gegründet hat, ist der nächste Schritt im Netzwerkanschluss von UPnP Entdeckung. Das Entdeckungsprotokoll von UPnP ist als Simple Service Discovery Protocol (SSDP) bekannt. Wenn ein Gerät zum Netz hinzugefügt wird, erlaubt SSDP diesem Gerät, seine Dienstleistungen anzukündigen, Punkte im Netz zu kontrollieren. Ähnlich, wenn ein Kontrollpunkt zum Netz hinzugefügt wird, erlaubt SSDP diesem Kontrollpunkt, nach Geräten von Interesse im Netz zu suchen. Der grundsätzliche Austausch ist in beiden Fällen eine Entdeckungsnachricht, die einige wesentliche Details über das Gerät oder eine seiner Dienstleistungen, zum Beispiel, seines Typs, Bezeichners und eines Zeigestocks zur ausführlicheren Information enthält.

Beschreibung

Nachdem ein Kontrollpunkt ein Gerät entdeckt hat, weiß der Kontrollpunkt noch sehr wenig über das Gerät. Weil die Kontrolle hinweist, um mehr über das Gerät und seine Fähigkeiten zu erfahren, oder mit dem Gerät aufeinander zu wirken, muss der Kontrollpunkt die Beschreibung des Geräts von der URL-ADRESSE wiederbekommen, die durch das Gerät in der Entdeckungsnachricht zur Verfügung gestellt ist. Die Beschreibung von UPnP für ein Gerät wird in XML ausgedrückt und schließt mit dem Verkäufer spezifische Hersteller-Information wie der Mustername und die Zahl, die Seriennummer, der Hersteller-Name, die URL-ADRESSEN zu mit dem Verkäufer spezifischen Websites usw. ein. Die Beschreibung schließt auch eine Liste irgendwelcher eingebetteten Geräte oder Dienstleistungen, sowie URL-ADRESSEN für die Kontrolle, eventing, und Präsentation ein. Für jeden Dienst schließt die Beschreibung eine Liste der Befehle oder Handlungen ein, auf die der Dienst, und Rahmen oder Argumente für jede Handlung antwortet; die Beschreibung für einen Dienst schließt auch eine Liste von Variablen ein; diese Variablen modellieren den Staat des Dienstes in der Durchlaufzeit, und werden in Bezug auf ihren Datentyp, Reihe und Ereignis-Eigenschaften beschrieben.

Kontrolle

Eine Beschreibung des Geräts wiederbekommen, kann der Kontrollpunkt Handlungen an einen Dienst eines Geräts senden. Um das zu tun, sendet ein Kontrollpunkt eine passende Kontrollnachricht an die Kontroll-URL-ADRESSE für den Dienst (zur Verfügung gestellt in der Gerät-Beschreibung). Kontrollnachrichten werden auch in XML das Verwenden von Simple Object Access Protocol (SOAP) ausgedrückt. Viel wie Funktionsanrufe gibt der Dienst irgendwelche mit der Handlung spezifischen Werte als Antwort auf die Kontrollnachricht zurück. Die Effekten der Handlung werden falls etwa, durch Änderungen in den Variablen modelliert, die den Laufzeitstaat des Dienstes beschreiben.

Ereignis-Ankündigung

Eine zusätzliche Fähigkeit zum Netzwerkanschluss von UPnP ist Ereignis-Ankündigung oder eventing. Das in der Gerät-Architektur von UPnP definierte Ereignis-Ankündigungsprotokoll ist als General Event Notification Architecture (GENA) bekannt. Eine Beschreibung von UPnP für einen Dienst schließt eine Liste von Handlungen ein der Dienst antwortet auf und eine Liste von Variablen, die den Staat des Dienstes in der Durchlaufzeit modellieren. Der Dienst veröffentlicht Aktualisierungen, wenn sich diese Variablen ändern, und ein Kontrollpunkt unterschreiben kann, um diese Information zu erhalten. Der Dienst veröffentlicht Aktualisierungen durch das Senden von Ereignis-Nachrichten. Ereignis-Nachrichten enthalten die Namen von einer oder mehr Zustandsgrößen und den aktuellen Wert jener Variablen. Diese Nachrichten werden auch in XML ausgedrückt. Eine spezielle anfängliche Ereignis-Nachricht wird gesandt, wenn ein Kontrollpunkt zuerst unterschreibt; diese Ereignis-Nachricht enthält die Namen und schätzt für alle evented Variablen und erlaubt dem Unterzeichneten, sein Modell des Staates des Dienstes zu initialisieren. Um Drehbücher mit vielfachen Kontrollpunkten zu unterstützen, wird eventing entworfen, um alle Kontrollpunkte ebenso informiert über die Effekten jeder Handlung zu halten. Deshalb werden allen Unterzeichneten alle Ereignis-Nachrichten gesandt, Unterzeichnete erhalten Ereignis-Nachrichten für alle "evented" Variablen, die sich geändert haben, und Ereignis-Nachrichten ganz gleich gesandt werden, warum sich die Zustandsgröße geändert hat (entweder als Antwort auf eine gebetene Handlung, oder weil der Staat der Dienst geändert modelliert).

Präsentation

Der Endschritt im Netzwerkanschluss von UPnP ist Präsentation. Wenn ein Gerät eine URL-ADRESSE für die Präsentation hat, dann kann der Kontrollpunkt eine Seite von dieser URL-ADRESSE wiederbekommen, die Seite in einen WWW-Browser, und abhängig von den Fähigkeiten der Seite laden, einem Benutzer erlauben, das Gerät und/oder den Ansicht-Gerät-Status zu kontrollieren. Der Grad, zu dem jeder von diesen vollbracht werden kann, hängt von den spezifischen Fähigkeiten der Präsentationsseite und des Geräts ab.

UPnP AV Standards

UPnP AV ist eine Audio- und Videoerweiterung von UPnP. Am 12. Juli 2006 hat das Forum von UPnP die Ausgabe der Version 2 von UPnP Audio- und Videospezifizierungen, mit der neuen Version 2.0 von MediaServer und den Klassen der Version 2.0 von MediaRenderer bekannt gegeben. Diese Erhöhungen werden durch das Hinzufügen von Fähigkeiten zu den Gerät-Klassen von MediaServer und MediaRenderer geschaffen, die ein höheres Niveau der Zwischenfunktionsfähigkeit zwischen MediaServers und MediaRenderers von verschiedenen Herstellern erlauben. Einige der frühen Geräte, die diese Standards erfüllen, wurden von Philips unter dem Markennamen von Streamium auf den Markt gebracht.

In UPnP AV Standards ist in Spezifizierungen Verweise angebracht worden, die von anderen Organisationen einschließlich der Lebenden Digitalnetzverbindung Vernetzte Gerät-Zwischenfunktionsfähigkeitsrichtlinien, Internationale Electrotechnical Kommission IEC 62481-1 und Kabelfernsehlaboratorien OpenCable veröffentlicht sind, der Nach Hause Protokoll Vernetzt.

UPnP AV Bestandteile

Mediaserver

A ist der UPnP-Server (ein 'Master'-Gerät), der Mediabibliotheksauskunft und Strom-Mediadaten (wie Audio/Video/darstellen/ablegen) UPnP-Kunden im Netz gibt. Es ist ein Computersystem oder ein ähnliches Digitalgerät, das Digitalmedien, wie Fotographien, Kino oder Musik versorgt und diese mit anderen Geräten teilt.

UPnP stellen AV Mediaserver einen Dienst UPnP AV Kundengeräte, so genannte Kontrollpunkte zur Verfügung, für den Mediainhalt des Servers zu durchsuchen, und bitten den Mediaserver, eine Datei an den Kontrollpunkt für das Play-Back zu liefern.

Mediaserver von UPnP sind für am meisten Betriebssysteme und viele Hardware-Plattformen verfügbar. UPnP AV Mediaserver kann entweder, wie softwaregestützt, kategorisiert oder Hardware-basiert werden. Softwarebasierter UPnP AV Mediaserver kann auf einem PC geführt werden. Hardware-basierter UPnP AV Mediaserver kann auf irgendwelchen NAS Geräten oder jeder spezifischen Hardware laufen, um Medien wie ein DVR zu liefern. Bezüglich des Mais 2008 gab es mehr softwarebasierten UPnP AV Mediaserver als es gab Hardware-basierte Server.

Andere Bestandteile

• ControlPoint von MediaServer von UPnP - der der UPnP-Kunde ist (ein 'Sklaven'-Gerät), der UPnP-Server im Netz autoentdecken kann, um media/data-files von ihnen zu durchsuchen und zu verströmen.
• UPnP MediaRenderer DCP - der ein 'Sklaven'-Gerät ist, das machen kann (spielen) Inhalt.
• UPnP RenderingControl DCP - kontrollieren Einstellungen von MediaRenderer; Volumen, Helligkeit, RGB, Schärfe, und mehr).
• Kunde/Server von Remote User Interface (RUI) von UPnP - der Steuerbefehle zwischen dem UPnP-Kunden und UPnP-Server über das Netz/erhält sendet, (wie Aufzeichnung, Liste, hält Spiel, Pause, usw. an).
• Web4CE (CEA 2014) für UPnP Entfernter UI - CEA-2014 Standard hat durch VereinigungsR7 von Consumer Electronics Hausnetzkomitee entworfen. Webbasiertes Protokoll und Fachwerk für die Entfernte Benutzerschnittstelle in Netzen von UPnP und dem Internet (Web4CE). Dieser Standard erlaubt einem UPnP-fähigen Hausnetzgerät, seine Schnittstelle (Anzeige und Kontrolloptionen) als eine Webseite zur Verfügung zu stellen, um auf jedem anderen mit dem Hausnetz verbundenen Gerät zu zeigen. Das bedeutet, dass Sie ein Hausnetzwerkanschlussgerät durch jede WWW-Browser-basierte Kommunikationsmethode für CE Geräte auf UPnP Hausnetz mit ethernet und eine spezielle Version des HTML genannt das CE-HTML kontrollieren können.
• QoS (Qualität des Dienstes) - ist ein wichtiger (aber nicht obligatorisch) Dienstfunktion für den Gebrauch mit UPnP AV (Audio- und Video-). QoS (Qualität des Dienstes) bezieht sich, um Mechanismen zu kontrollieren, die verschiedenen Vorrang verschiedenen Benutzern oder Datenflüssen zur Verfügung stellen, oder ein bestimmtes Niveau der Leistung zu einem Datenfluss in Übereinstimmung mit Bitten aus dem Anwendungsprogramm versichern können. Seit UPnP soll AV größtenteils strömende Medien liefern, der häufig nahe Audio/Video oder Echtzeitechtzeitdaten ist, die es kritisch ist, innerhalb einer spezifischen Zeit geliefert zu werden, oder der Strom unterbrochen wird. QoS (Qualität des Dienstes) Garantien sind besonders wichtig, wenn die Netzkapazität, zum Beispiel öffentliche Netze wie das Internet beschränkt wird.
• QoS (Qualität des Dienstes) für UPnP bestehen aus dem Becken-Gerät (client-side/front-end) und Quellgerät (server-side/back-end) Dienstfunktionen. Mit Klassen solcher als; Verkehrsklasse, die die Art des Verkehrs im Verkehrsstrom, (zum Beispiel, Audio- oder Video-) anzeigt. Verkehrsbezeichner (TID), der Datenpakete als das Gehören einem einzigartigen Verkehrsstrom identifiziert. Verkehrsspezifizierung (TSPEC), der eine Reihe von Rahmen enthält, die die Eigenschaften des Verkehrsstroms, (zum Beispiel Betriebsvoraussetzung definieren und planend). Traffic Stream (TS), der ein Einrichtungsdatenfluss ist, der an einem Quellgerät entsteht und an einem oder mehr Becken-Gerät (En) endet.
• Entfernter Zugang - definiert Methoden, für Gerät-Sätze von UPnP zu verbinden, die nicht in demselben Mehrwurf-Gebiet sind.

Traversal von NAT

Eine Lösung für das NAT Traversal, genannt das Internettor-Gerät-Protokoll (IGD Protokoll), wird über UPnP durchgeführt. Viele Router und Brandmauern stellen sich aus, weil Internettor-Geräte, jede lokale Kontrolle von UPnP erlaubend, hinweisen, um eine Vielfalt von Handlungen, einschließlich des Wiederbekommens der IP Außenadresse des Geräts durchzuführen, vorhandenen Hafen mappings aufzuzählen, und Hafen mappings hinzuzufügen oder zu entfernen. Indem er einen kartografisch darstellenden Hafen hinzufügt, kann ein Kontrolleur von UPnP hinter dem IGD Traversal des IGD von einer Außenadresse bis einen inneren Kunden ermöglichen.

Probleme mit UPnP

Fehlen Sie von der Beglaubigung

Das Protokoll von UPnP, als Verzug, führt keine Beglaubigung durch, so müssen Gerät-Durchführungen von UPnP ihre eigenen Beglaubigungsmechanismen durchführen, oder die Gerät-Sicherheit Dienst durchführen. Dort auch besteht eine Sonderlösung genannt UPNP (Universaler Stecker und Spiel - Benutzerprofil), der eine Erweiterung vorschlägt, um Benutzerbeglaubigung und Genehmigungsmechanismen für Geräte von UPnP und Anwendungen zu erlauben.

Leider haben viele Gerät-Durchführungen von UPnP an Beglaubigungsmechanismen Mangel, und nehmen standardmäßig lokale Systeme an, und ihre Benutzer sind völlig vertrauenswürdig.

Am meisten namentlich haben Router und Brandmauern, die UPnP führen, den IGD Protokoll verwundbar ist, um seit dem framers der IGD Durchführung anzugreifen, eine Standardbeglaubigungsmethode weggelassen. Zum Beispiel sind Programme von Adobe Flash dazu fähig, einen spezifischen Typ der HTTP-Bitte zu erzeugen. Das erlaubt einem Router, der UPnP IGD Protokoll durchführt, von einer böswilligen Website kontrolliert zu werden, wenn jemand mit einem UPnP-ermöglichten Router einfach diese Website besucht. Das gilt nur für das "Loch-Lochen der Brandmauer" - Eigenschaft von UPnP; es gilt nicht, wenn der IGD UPnP nicht unterstützt oder UPnP auf dem IGD arbeitsunfähig gewesen ist. Außerdem können nicht alle Router solche Dinge wie DNS von UPnP veränderte Server-Einstellungen haben, weil viel von der Spezifizierung (einschließlich der LAN-Gastgeber-Konfiguration) für ermöglichte Router von UPnP fakultativ ist.

Das Annehmen BLASSER Bitten

2011 hat sich Forscher Daniel Garcia entwickelt ein Werkzeug hat vorgehabt, einen Fehler in einem UPnP IGD Gerät-Stapel auszunutzen, die Bitten von UPnP vom BLASSEN erlauben. Das Werkzeug wurde an DEFCON 19 bekannt gegeben und erlaubt Portmapping-Bitten äußerlichem IPs vom Gerät und innerem IPs hinter dem NAT. Das Problem wird um die Welt mit dem Ansehen weit fortgepflanzt, mindestens 500,000 verwundbare Geräte auf einmal zeigend.

Andere Probleme

UPnP verwendet HTTP über UDP (bekannt als HTTPU und HTTPMU für unicast und Mehrwurf), wenn auch das nicht standardisiert wird und nur in einem Internetentwurf angegeben wird, der 2001 abgelaufen ist.

• UPnP hat kein Leichtgewichtsbeglaubigungsprotokoll, während die verfügbaren Sicherheitsprotokolle kompliziert sind. Infolgedessen hat ein Gerät-Schiff von UPnP mit UPnP standardmäßig als eine Sicherheitsmaßnahme abgebogen.

Zukünftige Entwicklungen

UPnP setzt fort, aktiv entwickelt zu werden. Im Fall 2008 hat das Forum von UPnP den Nachfolger von UPnP 1.0, UPnP 1.1 bestätigt. Sieh für Dokumente, die den veröffentlichten Standard beschreiben.

Der DPWS Standard war ein Kandidat-Nachfolger von UPnP, aber UPnP 1.1 wurde durch das Forum ausgewählt.

Der Standard von Internet Gateway Device (IGD) von UPnP hat einen WANIPConnection Dienst, der eine konkurrierende Lösung bekannt als NAT-PMP enthält, der ein IETF Entwurf ist, der von Apple Inc. 2005 eingeführt ist. Jedoch wird NAT-PMP nur auf dem NAT Traversal eingestellt. Die Version 2 von IGD ist zurzeit unter der Entwicklung.

Siehe auch

• Vergleich von UPnP AV Mediaserver
• Gerät-Profil für Webdienste
• Digital Living Network Alliance (DLNA)
• Liste von UPnP AV Mediaserver und Kunden
• Zeroconf

Bücher

• Goldener G. Richard: McGraw-Hügel-Fachmann, internationale Standardbuchnummer 0-07-137959-2
• Michael Jeronimo, Jack Weast: Intel Press, internationale Standardbuchnummer 0-9717861-1-9

Außenverbindungen

• Das Forum von UPnP
• ISO/IEC 29341-1:2011
• upnp-database.info Gemeinschaftsbasierte Datenbank von UPnP/AV Geräten.