UPnP – Universal Plug and Play

Ursprünglich von dem US-amerikanischen Unternehmen Microsoft eingeführt, dient Universal Plug and Play grundsätzlich zur herstellerübergreifenden bzw. -unabhängigen Ansteuerung von Geräten wie zum Beispiel Druckern, Routern, Audio-Geräten oder auch Haussteuerungen über ein IP-basiertes (Internet Protocol) Netzwerk. UPnP wird dabei sowohl zur universellen Vernetzung von gewerblich genutzten Netzen als auch für das Home Networking – gerade im Bereich Smart Home – verwendet. Die Grundlage dieser speziellen Architektur bilden eine ganze Palette von standardisierten Datenformaten sowie Netzwerkprotokollen (UDP, IP, Multicast, HTTP, TCP, XML, SOAP etc.).

 

Upnp Architektur @ de.wikipedia.org

Upnp Architektur @ de.wikipedia.org

 

Universal Plug and Play: Grundvoraussetzung ist eine gültige IP-Adresse

Universal Plug and Play wird dabei durch bestimmte Funktionalitäten und damit zusammenhängende Prozesse charakterisiert. Wichtig ist diesbezüglich erst einmal die Adressierung (Addressing). Verfügt ein Gerät oder ein festgelegter Kontrollpunkt nämlich über keine gültige IP-Adresse, kann UPnP nicht eingesetzt werden. Es spielt allerdings keine Rolle, wie diese IP-Adresse zustande gekommen ist. Möglich ist der Erhalt der IP-Adresse zum Beispiel über Zeroconf, DHCP oder auch mittels einer manuellen IP-Konfiguration.

 

Die Lokalisierung von Geräten und Steuerungspunkten erfolgt via UDP

Anschließend erfolgt die so bezeichnete Lokalisierung (Discovery). Innerhalb dieses Prozesses gibt sich ein Universal Plug and Play-Gerät in einem IP-basierten Netzwerk anderen Steuerungspunkten und Geräten zu erkennen; hierzu wird als Basis das Simple Service Discovery-Protokoll (SSDP) verwendet. Die Lokalisierung erfolgt dann mittels UDP (User Datagram Protocol). Das UDP ist ein verbindungsloses Netzwerkprotokoll, das in die Transportschicht der Internetprotokollfamilie einzuordnen ist. So ermöglicht UDP den expliziten Versand von Datagrammen. Die jeweiligen Informationen, die zwischen dem Steuerungspunkt und dem Gerät ausgetauscht werden, sind dabei auf die Mitteilungen beschränkt, die relevante Informationen über eben das Gerät sowie die zugehörigen Dienste enthalten. Prinzipiell übermittelt wird zudem eine Beschreibungs-URL, um weiterführende Informationen über das jeweilige Gerät zu gewinnen.

 

 

Sämtliche relevanten Informationen sind in einer Beschreibung abgelegt

Ein Kontrollpunkt, wie zum Beispiel ein Handgerät (Handheld) kann die Geräte (Stereoanlage, DVD-Player, Spielkonsole etc.) ganz ohne Interaktion finden. Dabei können sämtliche Transportmedien, die eine entsprechende IP-Kommunikation unterstützen, auch verwendet werden. Als die gängigsten Medien dieser Art gelten Wireless LAN, Ethernet, Bluetooth sowie FireWire (IEEE 1394). Hat ein Kontrollpunkt ein Gerät identifiziert, fordert er per HTTP über TCP/IP von der URL die Beschreibung des lokalisierten Gerätes an. Er erhält es dann in Form eines XML-Dokumentes. In der Beschreibung sind sämtliche Daten bzw. Informationen über URL-Adressen hinsichtlich der Steuerung, Ereignisse sowie der Präsentation, den Hersteller und die Seriennummer vermerkt. Dabei sind sowohl Datentypen und Datenbereiche als auch Kommandos und Aktionen für jede Art von Service, das ein Gerät anbietet, spezifiziert. Die Beschreibung beinhaltet neben den angebotenen Diensten auch sämtliche integrierte Geräte sowie deren Dienste.

 

Durch Abonnements werden Statusveränderungen sofort angezeigt

Erst wenn alle Informationen aus dem Beschreibungsdokument vorhanden sind, schickt der Kontrollpunkt entsprechende SOAP-Mitteilungen an die vorliegende Steuerungs-URL. Im weiteren Verlauf nutzt UPnP die so bezeichnete General Event Notification Architecture (GENA), mit der Daten zum Ist-Zustand des Gerätes abonniert werden können. Dies hat den Vorteil, dass bei Änderungen von Statusvariablen der Kontrollpunkt automatisch informiert wird. Dies läuft über so bezeichnete „event messages“ ab, die den Zustand der veränderten Variabel beinhalten. Alternativ kann auch eine Presentation-URL genutzt werden, wobei auf das Gerät über einen Webbrowser zugegriffen werden kann. Damit stellt der Hersteller eine zusätzliche respektive alternative Benutzeroberfläche zur Verfügung.

 

Fazit: Insbesondere Smart Home profitiert von Universal Plug and Play

Zum Intelligenten Wohnen bzw. zum Smart Home zählt neben der Steuerung der Haustechnik und der Haushaltssteuerung auch die ganzheitliche Steuerung der Unterhaltungselektronik. Optimalerweise können dabei Medien wie zum Beispiel Musik, Filme, Spiele oder Fotos über einen zentralen Speicher abgerufen werden. Genau dies wird durch Universal Plug and Play komfortabel gewährleistet. Daher zählt UPnP auch zu den wesentlichen Komponenten des zukunftsorientierten intelligenten Wohnens. Zudem bietet UPnP dank des IGD-Protokolls (Internet Gateway Device) die Option, Router anzuweisen, bestimmte Ports zu öffnen und diesbezügliche Internet-Anfragen an einen via NAT an das Netz angeschlossenen Rechner weiterzuleiten. Weiterleitungen dieser Art werden beispielsweise für Dateitransfers in Instant-Messaging-Programmen, Filesharing sowie Videokonferenzen benötigt.

Ähnliche Beiträge

Antworten