基于UPnP技术设计的多媒体云服务最佳播放设备智能选取系统

软件杂志欢迎推荐投稿：http://www.ccomsoft.com/· 55 · Software软件 2012 年第 33 卷 第 4 期 国际 IT传媒品牌 基于UPnP技术设计的多媒体云服务 最佳播放设备智能选取系统 尹磊，刘云龙，曾晋 （中国软件评测中心 信息系统可靠性测试中心，北京 100048） 摘　要：当前，许多媒体服务供应商利用云技术向使用者提供流媒体云服务。云服务虽然提升了流媒体业务按需访问的便捷性， 但用户在使用流媒体云服务的同时操作的智能化程度较低。用户在流媒体文件选择、媒体设备选择及服务器连接方面缺乏智能手 段。此外，系统不具有媒体流播放的断点支持功能。本文利用即插即用网络通信MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1717269927894_1 UPnP，设计了一套最佳播放设备的智能选取 模型。本模型通过 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 比较媒体文件元数据与播放设备元数据，自动选取最佳的播放设备。同时，本模型通过断点信息的保存来实 现媒体文件二次播放的连续性。本模型为流媒体云服务的断点播放和播放设备智能优化选取，提供了一种有效的技术模型。 关键词：通用即插即用；媒体云服务；自动服务；持续性服务 中图分类号：TP37 文献标识码：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.04.018 Design a Smart the Best Device Select Model for Media Cloud Service Base on UPnP YIN Lei , LIU Yun-long, ZeNG Jin (Information System Reliability Testing Center, China Software Testing Center, Beijing 100048, China) 【Abstract】at present, much of the media service provider using cloud technology to provide streaming cloud services to users. Cloud services to enhance the convenience of on-demand access to the streaming media business, but the low level of intelligence of the users in the use of streaming cloud services operating. Users lack of intelligence means for streaming media file Selection, Media Device selection, and server connectivity. In addition, the system does not have a media stream playback breakpoint support functions. In this paper, a smart selection of the best playback device model was designed by utilizing UPnP. this model automatically selects the best playback device by analyzing the media file metadata and playback device metadata. Meanwhile, the model achieved the continuity of the second play of me- dia files by saving breakpoint information. The model provides an effective model for Playback and playback device intelligence model for Breakpoint play and play equipment Intelligent optimal selection of streaming cloud services. 【Key words】UPnP; Media Cloud Service; automatic Service; Continuous Service 0　引　言 随着云计算技术 [1] 的发展，越来越多的技术研发者和服务 供应商开始热衷云计算技术的研发。他们利用云技术向服务的 使用者提供各种各样便利的服务。由于云服务在使用上没有 时间和地点上的限制，使用者只需通过手中的电子设备（PC, 智能终端等）接入互联网然后就可以无需考虑时间和地点的享 受云所带来的便利服务。所以许多媒体服务供应商利用云技 术向使用者提供多媒体云服务。使用者可以利用手中的智能 移动设备（智能手机、ipad、笔记本电脑等）或是在固定环境中 的各种播放设备（PC，智能电视等）来享受多媒体云服务所带 来的乐趣。虽然使用者可以利用手中或在周围固定环境中的 电子设备来播放从云端传来媒体流，但是使用者在播放云端传 来的流媒体时会遇到如下问题。使用者不仅要手动选择播放 感兴趣的媒体文件而且还要人为判断周围环境中最佳媒体播 放设备并且手动的使之与媒体云服务器建立连接。这样的话 使用户的操作变得非常复杂不利于体现云服务的便捷性。另 外当用户播放某一媒体文件时中途停止播放，下次再次播放时 无法从上次的播放停止点来播放需要用户手动去调节播放进 度来找到上次的播放停止点。这样的话也使用着的操作变的 复杂。所以本文为了解决以上问题利用开源的即插即用网络 通信协议 UPnP[2], 为媒体云服务的播放设计了一个最佳播放 设备的智能选取系统。本系统通过对利用使用者选定的媒体 文件的元数据与播放设备的元数据进行比较分析来自动选取 最佳的播放设备。另外本系统通过对播放文件时间停止断点 信息的保存来实现媒体文件二次播放的连续性。用户通过使 用本系统可以通过简单的操作来实现最佳设备的自动选取，同 时实现同一媒体文件二次播放的连续性。 作者简介：尹磊（1986-），男，工程师，主要研究方向分布式计算、智能系统、电子系统可靠性。 · 56 · 软件　（您的文章得到院士的关注） 软件杂志欢迎推荐投稿：http://www.ccomsoft.com/ 1　关联研究 本论文设计的智能最佳设备选取模型主要用到了两方面 的技术，第一是 UPnP 技术，其次是云计算技术，本章将分别 叙述为设计智能最佳设备选取模型，而对这两种技术的相关研 究。 1.1　UPnP 技术概要 UPnP(Universal Plug and Play)[2-3] 是一种可以提供设 备控制与服务共享的家庭网络 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化协议。UPnP 技术最初由 微软公司提出，现在很多计算机公司都已加入到了 UPnP 技术 的研究工作当中来，为 UPnP 技术的发展做出贡献。在网络当 中只要有搭载了 UPnP 协议的设备加入进来，无需其它的设置 其它在网络当中 UPnP 设备就会自动感知到设备的加入，并且 可以相互交流设备信息和共享服务。UPnP 的基本架构大体上 分为控制点和设备两部分。控制点一般搭载到一些移动的智能 设备上。使用者利用这些设备通过用户接口可以控制网络中 的其它 UPnP 设备。UPnP 设备就是在实际网络环境中存在的 一些搭载了 UPnP 协议的电子设备。这些设备通过搭载 UPnP 协议在网络环境下可以自动的被控制点发现，并且控制点可以 对这些设备进行控制同时这些设备之间进行信息交流和服务 共享。随着 UPnP 技术的不断发展，为了方便媒体服务的共享 在 UPnP 基础架构的基础上又提出了 UPnP AV 架构。UPnP AV 架构主要分为三部分控制点 [4]，媒体服务器 [4] 和媒体播放 设备 [4]。控制点的功能和UPnP基本架构中的控制点功能一直。 媒体服务器主要是存储媒体文件并且向控制点提供媒体列表 的服务，同时通过控制点的控制向媒体播放设备提供媒体数据 流服务。媒体播放设备可以远程的受控于控制点并且通过控制 点的控制播放媒体服务器传来的媒体流服务。本文提出的智 能最佳设备选取模型的架构是依据 UPnP AV 架构而设计的， 所以智能最佳设备选取模型的架构也是分为控制点，媒体服务 器，媒体播放设备。但是媒体服务器是结合云计算技术设计的， 所以接下来将介绍云计算技术的相关技术。 1.2　云计算技术概要 云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的 增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩 展且经常是虚拟化的资源。狭义云计算指 IT 基础设施的交 付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资 源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、 易扩展的方式获得所需服务。云计算可以认为包括以下几个 层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软 件即服务（SaaS）。基础设施即服务 IaaS(Infrastructure-as- a-Service)：基础设施即服务。消费者通过 Internet 可以从完 善的计算机基础设施获得服务。平台即服务 PaaS(Platform- as-a-Service)：平台即服务。PaaS 实际上是指将软件研发的 平台作为一种服务，以 SaaS 的模式提交给用户。因此，PaaS 也是 SaaS 模式的一种应用。但是，PaaS 的出现可以加快 SaaS 的发展，尤其是加快 SaaS 应用的开发速度。软件即服务 SaaS(Software-as-a-Service)：软件即服务。它是一种通过 Internet 提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租 用基于 Web 的软件，来管理企业经营活动。结合云计算技术 的特性在本文提出的模型中改进了 UPnP 媒体服务的架构，在 原有的媒体服务上加入了云架构 [5-6] 的设计。 2　智能最佳播放设备选取模型构造介绍 在本章将详细介绍本论文设计的智能最佳播放设备选取 模型的架构。前文已经指出智能最佳播放设备选取模型的架 构是以 UPnP AV 构造 [4] 为基础设计的。所以本文提出的智 能最佳播放设备选取模型的架构分为三个部分，智能移动控制 点，媒体流播放设备和媒体云服务器。另外在本章还将介绍为 了实现最佳播放设备的智能自动选取功能和同一文件二次播 放断点连续性保障功能点相关设计架构。 图 1展示智能最佳播放设备选取模型的基本架构。如图一 所示移动智能控制点可以构型在各种智能的电子设备（智能手 机 PDA, 笔记电脑，ipad）上。移动智能控制点通过 UPnP 的 网络协议 SSDP（Simple Service Discovery Protocol）[3] 在 网络中自动发现设备，并且获取设备提供的服务。同时移动智 能控制点可以远程控制设备，远程的使媒体服务与媒体播放设 备建立连接，并且控制媒体流从服务器准确的传送到被选定的 播放设备上。另外当媒体播放设备在播放时控制点可以对其 进行播放的相关控制。如图 1 所示在移动智能控制点上架构 了一个 Log 数据库，Log 数据库用于保存媒体流播放断点和媒 体流元数据信息。Log数据库的数据流程将在下文中详细介绍。 另外为了能保证移动智能控制点能够自动的为媒体流选取最 佳播放设备，本论文设计一套自动最佳设备选取方法，并使其 架构在移动智能控制点上。自动最佳设备选取方法也将会在 下文中详细介绍。图 1 所示的媒体服务器是被设计在云环境 图 1　智能最佳播放设备选取模型架构 Fig.1 model for selecting Intelligent optimal playback device 尹磊 等：基于UPnP 技术设计的多媒体云服务最佳播放设备智能选取系统 · 57 · 软件　（您的文章得到院士的关注） 软件杂志欢迎推荐投稿：http://www.ccomsoft.com/ 中的云媒体服务器上。云媒体服务器不仅具有 UPnP 媒体服 务的功能，同时也具有云架构的特点。这样的媒体服务器的存 储能力和传输速度以及提供的服务的质量的能力将更加强大。 媒体播放器是分布在不同网络环境中搭载了 UPnP 功能的媒 体播放器。媒体播放器主要功能就是播放云服务器传来媒体 流，并且可以远程的被移动智能控制点控制。 图 2 展示了 Log 数据库的数据工作流程。通过一系列的 数据的分析从而实现同一媒体流的二次播放的断点连续性。如 图 2 所示 Log 数据库保存用户选择播放的媒体流的四种信息。 媒体时间断点信息即媒体流播放中途的停止点信息。媒体资 源定位信息（URL）即媒体文件在云服务器的位置。媒体格式 和媒体分辨率是最佳播放设备自动选取方法所需的重要数据 信息。图二所示的数据流程如下。移动智能控制点每次与服 务建立连接后，都会首先从 Log 数据库中提取其保存的四条媒 体流信息。首先控制点会核对断点时间信息判断是否有上次 播放未完成的媒体流，如果断点信息为零则说明上次播放无未 完成的媒体流，这样的情况下控制点将会向用户列出从云媒体 服务器获得的媒体流播放列表。用户将会从中选出想要看的 媒体流，然后控制点通过最佳设备选取方法为媒体流选出最佳 播放设备，然后开始从头播放。如有中途停止播放控制点将会 把媒体流的四条相关信息更新到 Log 数据库中。如果核对的 断点时间不为零那么控制点将会判断出用户上次有播放未完 成的媒体流，那么控制点将会根据 Log 数据库中存储的媒体格 式信息和媒体分辨率信息选取最佳播放设备，然后使选取的最 佳播放设备与云存储服务器建立连接并且通过媒体资源定位 信息在云媒体服务器上找到上次播放未完成的媒体流，并使之 向媒体播放器传输，在媒体服务器上的播放开始点就是上次播 放的断点。 图 2　Log 数据库数据工作流程 Fig. 2 data workflow for Log Database 本文提出的智能最佳设备选取模型的一个重要功能就是 向用户提供最佳播放设备的自动选取功能。为了实现这一功 能本文设计了一套最佳播放设备匹配方法并使其架构在移动 智能控制点上。图 3 展示了最佳播放设备匹配方法的匹配流 程。当移动智能控制点进入网络环境后首先将会搜集搭载了 UPnP 功能的媒体播放设备的元数据信息。这些元数据包括 媒体播放器支持的媒体格式信息，和媒体播放器支持的分辨率 信息。智能控制点搜集这些媒体播放设备的元数据的同时也 会搜集将要播放的媒体流的元数据信息。媒体流的元数据信 息包括媒体流的媒体格式，和媒体流的分辨率。搜集到这些元 数据信息后，智能移动控制点将会根据媒体流的元数据信息对 周围网络中的媒体播放器的元数据信息进行分析。首先根据 媒体流的媒体格式信息分析媒体播放器的媒体格式支持情况。 在周围设备中首先选出支持媒体流播放格式的媒体播放器，并 且支持播放格式的媒体播放的优先选定级设定为优先，把不支 持媒体流播放格式的媒体播放设备的优先选定级设置为不选。 本文提出的模型是要自动选取最佳的播放设备，所以为了选出 最佳的播放设备还要在选出的支持流媒体播放格式的设备当 中进一步分析这些设备当中支持的播放的分辨率信息。根据 媒体流的播放分辨率信息在已选定的设备当中选出与媒体流 分辨率支持相同或最相似的分辨率的设备，这样的设备被选定 为最佳播放设备，这样的设备的选定优先级被定义为最优先。 移动智能控制点将获取这样设备的 UUID 信息。UUID 是为与 其他设备区分而定义的设备标识。移动智能控制点通过 UUID 信息是播放设备与云媒体服务器建立连接，并对其进行播放控 制。 图 3　最佳设备选取方法 Fig.3 best equipment selection method 3　结论与后续研究 本论文结合即插即用网络通信技术 UPnP 和云计算技术， 设计了一套智能最佳媒体播放设备的选取模型。本模型具有 以下两方面突出的特点。本模型可以为用户提供在用户所处 的网络环境中最佳媒体流播放设备的自动选取功能。另外本 模型还向用户提供同一媒体流二次播放时断点连续播放的功 下转第 60页 尹磊 等：基于UPnP 技术设计的多媒体云服务最佳播放设备智能选取系统 · 60 · 软件　（您的文章得到院士的关注） 软件杂志欢迎推荐投稿：http://www.ccomsoft.com/ 2）用 PING 命令测试本机网卡状态，如应答不正常，则需 更换网卡。使用 PING 命令的方法是先打开 DOS 的命令提示 符，输入：ping 本机 IP（如 192.168.0.2） ●　网络故障现象四：网卡指示灯亮，“本地连接”显 示 “已连接”，局域网内主机可以互相 PING 通，但不能连接 INTERNET。 ■　解决方法：依次按以下步骤执行相应操作，直到能连接 INTERNET 为止。 1）检查本机 IP 地址是否与其它主机 IP 地址相冲突，如有 冲突，更改 IP 地址； 2）检查 DNS 配置和网关设置是否正确，如果有误，改正即 可。 3）用 PING 命令检测能否连通网关，如不能 ping 通，则需 检查网关服务器是否工作正常。PING 网关的方法是先打开 DOS的命令提示符，输入：ping 网关 IP（如 192.168.0.1） 4）用杀毒软件和 ARP 防火墙软件扫描主机是否中了 ARP病毒，如有则清除之。 5）如本机受外部 ARP 病毒攻击，应先安装 ARP 防火墙， 并在本机用 ARP -s 命令绑定网关。具体方法是先打开命令 提示符，输入：arp -s 网关 IP 地址 MAC地址。 4　结　语 造成局域网网络连接故障的原因比较多，大致可分为软件 类和硬件类问题。排查故障时根据网络故障的严重程度可初步 判断故障发生的原因和大概位置，并遵循先软件后硬件，先本 机后网络的原则来逐步排查。软件类故障可通过完善 TCP/IP 协议、重装驱动程序、正确配置网络参数、清查计算机病毒和木 马来解决，硬件类故障可通过擦除网卡金手指氧化层、更换网 卡、重新制作网线RJ45 接头、更换交换机接口等方法来解决。 参考文献 [1]　 王振宇. 高效灵活的双WAN口路由器应用详解[J]．软件,2011， 32(06):90-92. [2]　 谢希仁 .计算机网络（第五版）[M]. 北京：电子工业出版社，2008 [3]　 杨华军 , 刘红星 , 罗威 . 计算机网络安装与维护 [M]. 成都：电子 科技大学出版社 ,2002. 能。用户使用本模型构建的系统时无需过多复杂的操作便可 在周围环境中自动选取到最近得流媒体播放设备。同时用户 也不必担心当同一媒体流未完全播放完成时而中途需要断开 的情况下二次播放时需要手动寻找时间断点的问题。 到目前为止智能最佳播放设备选取模型的理论建模部分 已经完成。在后续研究部分将对理论上的模型进行实际的构 型。另外在构建的实际模型的基础上构建一套完整的多媒体 云服务娱乐系统。并且在云媒体服务器性能扩展性测试以及 云媒体服务器数据挖掘方面在进行进一步的研究。 参考文献 [1]　 Chunye Gong, Jie Liu, Qiang Zhang, Haitao chen, Zhenghu Gong“The Characteristics of Cloud Computing”. Parallel Processing Workshops. PP.275-279. [2]　 UPnP Forum, http://www.upnp.org [3]　 UPnP Forum,“UPnP Device Architecture 1.0”. [4]　 UPnP Forum, “UPnP AV Architecture [5]　 Jung-Tae Kim; Jong-Hoon Lee; Jin-Young Moon; Hoon- ki Lee; Eui-Hyun Paik “Provision of the Social Media Service Framework based on the locality/sociality relations” Consumer Electronics, 2009. IEEE 13th International Symposium PP.632-636 [6]　 Myoungjin Kim, HanKu Lee, “SMCC: Social Media Cloud Computing Model for Developing SNS Based on Social Media” LNCS, PP.259-266 上接第 57页 林烈青：局域网典型故障解决方法探索