android设备投屏技术🔥:协议&概念

细卷子

IP属地: 陕西

3.9 2017.07.01 19:14 字数 2958

前言

由于工作上的需求，开始接触投屏技术。

为何要写这篇文章？
我怀疑想学这技术的人群不多，也许文章不会火，毕竟也不是什么热门技术。
但正因为不是热门技术，所以资料很少。我也是自己摸索过来的，我希望写完这篇文章能帮助更多想学习这门技术的人。

“投屏技术”听起来挺高大上的样子，觉得可能比较难。其实实现并不难，因为有了很多成形的底层平台，在一些比较好的平台上连 demo 也帮你写好了。
虽然实现不难，但<b>作为优秀的程序员我们知其然也要知其所以然</b>。所以我们要理解它的原理。(看到“原理”，莫慌，我保你能轻松理解)

android投屏技术，我分三个部分来讲：
关于 android 投屏技术系列：
一、知识概念

android设备投屏技术:协议&概念

这章主要讲一些基本概念，那些 DLNA 类库都是基于这些概念来做的，了解这些概念能帮助你理清思路，同时可以提升开发效率，遇到问题也能有个解决问题的清晰思路。

二、手机与tv对接

这部分是通过Cling DLNA类库来实现发现设备的。
内容包括：

抽出发现设备所需接口
发现设备步骤的实现
原理的分析

三、手机与tv通信

这部分也是通过Cling DLNA类库来实现手机对tv的控制。
内容包括：

控制设备步骤
控制设备代码实现
手机如何控制tv
tv将自己的信息如何通知手机
原理的分析

第二部分跟第三部分我是通过使用Cling DLNA类库来实现的，目前已知的搜狐视频就是用的Cling。而且Cling实现起来还算不难，所以公司也使用Cling来实现投屏。

关于投屏 ios 可以使用苹果公司的 airplay，android 设备投屏可以使用 DLNA 功能来实现投屏 android 设备是具备 DLNA 功能的，而且很多物理设备也是具有 DLNA 功能的。

概念①：什么是DLNA

专业术语：
DLNA的全称是DIGITAL LIVING NETWORK ALLIANCE(数字生活网络联盟)。
DLNA(Digital Living Network Alliance) 由索尼、英特尔、微软等发起成立、旨在解决个人PC，消费电器，移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通。
DLNA 2003年诞生是为了能够把当时相互独立的电视机及其相关设备（功放、音响、DVD/蓝光播放机）、PC及其相关设备（数码相机、音乐播放器）和移动电话在家庭中有机地整合起来，使得多媒体内容能够在各个设备上便捷地播放。

通俗术语：
DLNA（数字生活网络联盟）就是大佬们一起搞事情商讨“我们要将物联网设备连接起来，怎么搞啊？” 搞着搞着就搞出了这套设备的工业标准。然后让其他设备具备 DLNA 这种工业标准，这样这些设备就可以互联互通了。

概念②：UPnP组件

UPnP组件包括如下：

UPnP组件

投屏设备提供控制服务、事件服务和展示服务，android设备通过控制点控制投屏设备的这些服务。

根设备与设备：
设备就是那些物联网设备如：家用电器、盒子等。因为一台 UPnP 设备可以是多个服务的载体或多个子设备的嵌套，所以存在一个根设备的概念。
服务：
是指设备所支持能提供的服务，例如：支持控制服务、事件服务、展示服务。
控制点：
控制点就是可以发现并控制其他设备的控制设备。听起来有点绕，其实就是控制设备，例如： android 设备需要控制设备来控制投屏设备的视频播放、暂停等操作，就需要控制点对设备进行控制。

下面是我们想象一下投屏的过程：
我在看楚乔传，我觉得手机屏幕太小看得不爽，我想要我的 android 手机投屏到大屏显示器上。
首先需要两个设备（一个是 android 手机，另一个是小米盒子）都连上同一个局域网中（假设连接的是 wifi），我的小米盒子就告诉 wifi 它的描述信息，android 手机开始进行设备发现，就发现了我的小米盒子。然后我就点击楚乔传要将它投屏到显示器上，那么首先小米盒子要支持投屏（这里路由器已经知道了小米盒子支持投屏的）， android 手机就通过控制点来控制视频的播放了。（视频的传输的话，可以直接传视频流。但现实情况不是这么干的。因为手机屏幕小，显示器屏幕大，所以显示器需要更清晰的分辨率，因此跟手机上的播放片源是不同的，所以只需要换一个更清晰的片源 url 就好了）

设备发现：
android设备投屏，首先android设备就要找到所有支持投屏的设备，找到设备的过程就是设备发现。
设备控制：
例如：android设备将视频播放投屏到显示器上，设备需要对显示器上的视频进行播放、暂停、进度拖拽等操作，这些操作就是设备控制。
设备事件：
例如：android 设备需要随时知道支持投屏设备在局域网中的出现，当出现一个新的设备 android 设备就通知到，要实现这点 android 设备就要订阅这个事件，这也就是设备事件。

DLNA 标准包括多项协议及标准，其中最重要的部分是 UPnP 协议

概念③：那些协议

协议部分，可能比较无聊（可能是我写得比较无聊吧），还是稍微了解一下吧。

UPnP协议栈：
UPnP是由“通用即插即用论坛”（UPnP Forum）推广的一套网络协议，它的目标是实现设备间网络互联。

UPnP协议定义了设备之间，设备和控制点，控制点之间通信的协议
完整的UPnP协议栈由设备寻址、设备发现、设备描述、设备控制、事件通知以及基于Html的描述等几部分构成

UPnP协议内容

别被吓跑了，我们目前还不用了解很透彻，心里有个底就好了，这对我们之后理解有帮助。
该图每一层都以相邻的下层为基础，同时又是相邻上层的基础。直至达到应用层为止。
看到这个图有没有想到 ISO 七层模型？

我从下至上来介绍一下：

ip网络协议大哥哥

IP：就是ip网络协议。
为什么需要它？
因为用到网络层数据的传输，IP层用于数据的发送与接收。
想象一下两个设备互联，其实就是在网络互联，所以需要网络层协议。

TCP-UDP

这里包含了UDP和TCP两块协议。
这里图应该这样表示：

一堆看不懂的？

UDP协议跟IP协议组合成：UDP/IP协议
而 HHTPMU 和 HTPU 这两个协议是基于 UDP/IP 协议之上的。
TCP协议跟IP协议组合成：TCP/IP 协议
HTTP 则是基于 TCP/IP 协议上。

TCP/IP 协议大家应该都了解，但为何出现一个 UDP/IP 呢？
使用UDP，可以通过多点传送（Multicast）向 LAN 上所有支持UPnP的设备发送新设备接入的通知。这里流媒体也会使用 UDP 来传输，因为速度快。

HHTPMU 和 HHTPU 是什么？
它是构建在 TCP/IP 协议之上的是 HTTP 协议及其变种，所有 UPnP 消息都被封装在 HTTP 协议及其变种中。HTTP 协议的变种是 HTTPU 和 HTTPMU，这些协议的格式沿袭了 HTTP 协议，只不过与 HTTP 不同的是他们通过 UDP 而非 TCP 来承载的，并且可用于组播进行通信。
可见它之所以存在就是替换 TCP 为 UDP。

接下来就是设备发现 | 设备控制 | 设备事件协议了：
（打起精神）
1、设备发现 SSDP 协议
简单服务发现协议（Simple Service Discovery Protocol：SSDP）
具体包括控制点如何发现网络上有哪些服务，以及这些服务的资讯，还有控制点本身宣告他提供哪些服务。

2、控制设备 SOAP 协议
简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol：SOAP）
它定义如何使用 XML 与 HTTP 来执行远程过程调用。包括控制点如何发送命令消息给设备，设备收到命令消息后如何发送响应消息给控制点。

3、设备事件 GENA 协议
通用事件通知架构（Generic Event Notification Architecture：GENA）
定义在控制点想要监听设备的某个服务状态变量的状况时，控制点如何传送订阅信息并如何接收这些信息。