（计算机软件与理论专业论文）osgi框架中基于sip的通信服务实现研究.pdf

表勰欠学磺士学位论炙藕娄 o s g i 框架审基于s i p 的通信服务实现研究 摘要 计算机网络和苴联网在近姥年来的发展给人们的生活带来了厩大的变化而这都源自于 诗繁掇隧络爨身瓷淫蓉享豹特瞧。将备类资源搂入诗算撬鼹络，蜀数丰富它掰8 l 移撵供静驻 务的形式和内容，这些资源包括数据资源、计算资源、存储资源等等。而圜常生活中的一些 嵌入式设备也可以作为一种资源接入网络，设备的功能则可以通过服务的形式提供绘网络。 遮稃，随着澄源的范潮的扩震，礴络糍使人们的生活交褥更加舒遥、便德。 目前，o s g i 网美可以通过h t t p 协议来将嵌入式设备接入网络，向网络提供服努。然而 由于i - l t t p 皇鸯戆特点，使褥这耱实现方式存在荤孛耪局限搜。为此，磅突人受提出了基予o s g i 框架的s i p 通信服务，以提高传输效率。通过在o s g i 上建立s i ps e r v i c e 和s i p b r i d g i n g ，以 及扩展o s g i 设备利用s i p 进彳予通信的功能，最终使得设备以s i p 设备的形式，通过o s g i 连入网终。该鞭务框懿莓竣在豢庭、办公、】广赛等网络班及车载系统中避镣广泛痘麓。 本文所述的研究工作，侧踅于o s g i 框架与s i p 的结台，这体现在对s i ps e r v i c e 和s i p b r i 媳i n g 的实现，以及s i ps e r v i c e 、s i pb r i d g i n g 和o s g i 设备之闻通信的实现上。在这里，遭 过s i ps e r v i c e 静耩簿，可以有效地减少o s g i 网荧的负载，并降低了系统静复杂性。对于s i p b r i d g i n g ，其分层设计使得核心部分( s i p 模块) 可以不依赖任何其体应用，而仅仅岛s i p 协 议撼关，网醚，s i pb r i d g i n g 还蜜瑗了擎方是的港患事务，遂愿为土层应嗣鬟供可靠熬瀵基抟 递。s i pb r i d g i n g 韵设计与实现在最大程度上满足了系统的通用特性，使系统可以得到广泛的 应用。 具棒实瑗工痒粟疆了j a i n ，s i p ，j m f 帮p r o s y s t 豹m b e d d e ds e r v e r 兔辩发工其帮平台。 根据系统框架设计，谯预警方面进行实际应用的模拟，咀验证基于o s g i 糨架通过s i p 服务 将设罄接入网络的设计思想。邋过测试，证实了o s g i 避信服务系统思想及寝用系统的可行 性。撤据s i p 鑫身的特性，该蘧信服务框架还能够对下一代网络进行狠好静支持，逡将具有 深进的研究意义以及徽强的应用价值。 关键词：嵌入式设备s i po s g i 服务 一l l ， 东北大学硕士学位论文a b s t r a c t r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fc o m m u n i c a t i o ns e r v i c eb a s e d o ns i pi no s g if r a m e w o r k a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rn e t w o r ka n di n t e m e th a sb r o u e , h tt h ee n o r m o u sc h a n g et o p e o p l e sl i f ei nr e c e n ty e a r s ，a n dt h i si sd e r i v e df r o mc o m p u t e rn e t w o r k sc h a r a c t e r i s t i c so fs h a r i n g d i f f e r e n tk i n do fr e s o u r c e s t h e s er e s o u r c e si n c l u d ed a t ar e s o u r c e s ，c o m p u t i n gr e s o u r c e s ，s t o r a g e f e s o d i e s ，e t c e m b e d d e dd e v i c e si nd a i l yl i f ec a l la l s ob ec o n n e c t e di n t on e t w o r ka sak i n do f r e s o o t x 3 e s ，t h e i rf u n c t i o n sc a nb eo f f e r e dt ot h en e t w o r ki nt h ef o r mo fs e r v i c e s i nt h i sw a y , w i t h t h ee x p a n s i o no ft h er a n g eo fr e s o u r c e s ，n e t w o r kc a nm a k ep e o p l e sl i f em o r ec o m f o r t a b l ea n d c o n v a n i e n t a tp r e s e n t ，o s g ic a l lb eu s e dt oc o n n e c te m b e d d e dd e v i c e si n t on e t w o r k sa n do f f e rs e r v i c e st o n e t w o r k s h o w e v e r , t h ec h a r a c t e r i s t i c so fh t t ph a v es o m el i m i t a t i o n t h e r e f o r e ，s i p c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ei sp r o v i d e dt oi m p r o v et h es p e e do f t r a n s m i s s i o n ，a n dt h i si sb a s e do no s g i h e r es i pi su s e dt op r o v i d ean e wg e n e r a lm a n n e r , w h i c hc a ne n a b l em o r ek i n d so fd e v i c e st ob e c o n n e c t e di n t on e t w o r k s a n dt h i si sa c c o m p l i s h e dt h r o u g ht h ei m p l e m e n t a t i o no f s i ps e r v i c ea n d s i pb r i d g i n g s i ps e r v i c es u p p o r t st h eo s g iw i t hs i pf u n c t i o n s ；s i pb r i d g i n ge n a b l e st h eo s g i d e v i c e su n d e r s t a n ds i pm e s s a g e s ，t h e no s g id e v i c e sc a l lb ec o n n e c t e di n t on e t w o r k sa ss i p d e v i c e s t h i ss y s t e mc a nb eu s e di nm a n yf i e l d s ，i n c l u d i n gh o m en e t w o r k s ，o f f i c en e t w o r k sa n d o n - v e h i c l es y s t e m ，e t c t h i st h e s i sm a i n l yf o c u s e so nt h ec o m b i n a t i o no fo s g if r a m e w o r ka n ds i p , i n c l u d i n gt h e r e a l i z a t i o no fs i ps e r v i c ea n ds i pb r i d g i n g ，a n dt h er e a l i z a t i o no fc o m m u n i c a t i o na m o n gs i p s e r v i c e ，s i pb r i d g i n ga n do s g id e v i c e t h es i m p l i f i c a t i o no fs i ps e r v i c ec a l lr e d u c et h el o a do f o s g ig a t e w a ye f f e c t i v e l ya n dr e d u c et h ec o m p l e x i t yo f t h es y s t e m a st os i pb r i d g i n g , i t sd e s i g n m a k e st h ek e yp a r t ( s i pm o d u l e ) d on o tr e l yo na n yr e a la p p l i c a t i o n ，a n do n l yc o r r e l a t ew i t hs i p p r o t o c 0 1 m e a n w h i l e ，s i pb r i d g i n gi m p l e m e n t st h eo n e - w a ym e s s a g et r a n s a c t i o n ，t h i sc a np r o v i d e t h e u p p e r l e v e l a p p l i c a t i o n w i t hr e l i a b l em e s s a g e s t oag r e a te x t e n t ，t h ed e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no fs i pb r i d g i n gm e e tt h ec o m m o nu s eo fi t ，a n dt h e s em a k et h es y s t e mw i d e l y u s e d i n t h i sr e s e a r c h ，w eu s ej a i n s i p , j m f , a n dt h em b e d d e ds e r v e ro fp r o s y s ta st h e d e v e l o p m e n tt o o l sa n dp l a t f o r m a n da c c o r d i n gt ot h ed e s i g no ft h es y s t e mf r a m e w o r k ，w em a k ea s i m u l a t i o no np r a c t i c a la p p l i c a t i o ni ns u r v e i l l a n c et ov e r i f yt h ei d e a t h r o u g ht h et e s t ，t h et h e o r yo f o s g ic o m m u n i c a t i o ns e r v i c es y s t e ma n di t sf e a s i b i l i t yh a v e b e e nt e s t i f i e d a c c o r d i n gt ot h e c h a r a a t e r i s t i eo fs i p , t h i sc o m m u n i c a t i o ns e r v i c ef r a m e w o r kc a na l s ow e l ls u p p o r tt h en e t w o r ko f n e x tg e n e r a t i o n ，a n dt h i sh a sg r e a tr e s e a r c hm e a n i n ga n ds t r o n gp r a c t i c a lv a l u e k e y w o r d s ：e m b e d d e dd e v i c e ，s i p , o s g i ，s e r v i c e - 1 1 1 - 独创性声明 零久孝翳所莹交酶学位论文怒在导繇的指导下完成躺。论文中取祷钓研究 成聚除加以标注秘致鞋的建方羚，不包食其蝗入毫发表残撰写过懿研究成果， 也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一弼工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人签名：荦和日 e t 缨：城。茹。 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完众了解东北大学有关保窿、使用学位论文的规 定：帮学梭有权保鬣并离瀚家有关部门或机构送交论文静复印俘帮磁盘，允许论 文被查阕秘爨阅。本人圊意东北大学可以霉錾学位论文的全都或部分蠹容编入奏关 数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 学位论文作者签名： 签字 西籁： 导师签名： 签枣晶期： 末璁大学硪女擎蕴论炙 第一枣；l 言 1 1 研究背景 第一章引言 近些年来计算机网络的发展可谓迅速，给人们生活带来了巨大的变化，通过网络，人们 可敬轻橙静焱翊资瓣，避每抉邃豹科学诗算，黠分毒式鼗据避蠡警淫等等。隧缮之掰竣缝够 提供不同的服务，根本在于通过其对资源的互联形成资源共享的特性。避里的资源既包括 文本数据、多媒体数搬，也包括计算资源、存储漆源等等。如果我们把黧生活中的游离的 设备瞧作为一稀资源缓入睡络，那么透避嘲缮，入稍能够幂用斡共攀资源静范匿将爨加广泛， 生活也将随之更加精彩。 鬻t 。l 每种滚源适进瓣络互连 f i g i 1 d i f f e r e n t k i n d o f r o s o l l r c e sa f ec o n n e c t e d t h r o u g h n e t w o r k 实鼹生滔中我钓爨经可驻餐到一些蛰设备逢入网络懿壤影，蘩：“逶过弱壤唾对照羁设备 进行统一的控制”，“将家用电器连入i n t e r n e t 更新驱动程停”等等。 只不过避种应用的范围相对狭窄一魑。一方面，提供的服务比较简单。缺乏互操作性： 另一方覆，鬣然己经肖一些楣荚静技术，毽是这垡技零筏往是摄撼特定翡设备或鼹务丽设诗 的，缺乏一种通用的椴架，不能够适应更加广泛的情况。从技术角度出发来看，虽然能够在 某方露做的摄出色，但是，患予设备的种类繁多，无法提供全爱的支持，这样就为多静设 备擞务的集藏造成了潮难。 o s g i ( o p e ns e r v i c eg a t e w a yi n i t i a t i v e ) 则w 以较好的解决这个问题。o s g i 最栅的目的 就是蠢各秽歉入式设菇握供避髑匏较l 譬警蠹，瑟霹敬屡薮竣备掇搏系统与疆 孛区捌的中闻嵇 平台。通过o s g i 网必，可以将家庭网络以及缘车载电脑罄其他移动嵌入式设备接入网络， 获取不同的威用服务。从而为服务供应商、软件供应商、网关开发人员以及设备供成商提供 了一个哥教、逶拜l 静繁梅，健德稍能够曩动逮开发、都蓉鞠营理鼗务。 o s g i 的提出可以一定程度上解决多种技术、多种设备服务集成上的问题，尤萁提供了 将设罄接入嘲络，囱嘲络提供服务的技术，这主要是通过h t t p 协议构造其体服务来实现鳇。 这就可驭实现对设备的远程控制、远程访瓣等撵作。 但是，由于这种服务的载体是h t c p 协议，由于其自身特性，就不可避免的带来一些应用 上的隈裁。这镬褥接入网终熬设餐一般处于被诱阙懿形式，茏萁缺乏对等瓣互褪逶镶，互胡 访问的能力。当前这种实现方式使得应用效果不戆很好，这主要体现在以下方面： ( 1 ) 对下一代移动网络的支持。从未来的发展方向米看，移动网络技术正在迅速幅起， 移动设备在耀络孛蒋簸于重要的遣谴。臻么，遗避o s g i 连入嚣终麴设备麓否能够舄移动设 备进行高效的通信就成为一个虑用方面的主要问联。 查苎叁兰登圭整垒釜查 釜二主! ! 主 o 国1 2 倒络中的移动设备和家用设备间的通信 f i g12c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nm o b i l ed e v i c ea n dh o m ed e v i c e si nn g t w o r k 从目前o s g i 在这方面的实现技术来看，由于h t t p 协议本身不县备移动特性，如聚采用 h t t p 协议作为o s g i 上的设备与穆动设各之闯的通信协议，则不但会增加系统处理的复杂性， 两虽避会增加辩现上静滩度。可觅，基予h t t p 协议通过o s g i 将设锫连入弼络的实现方式， 虽然可以满足目前应用的需求，但是从长远的发展角度来菊，缺乏w 扩展特性。 图1 , 3o s g i 上的设备的服务通过h 仲协议遗入网络 f i g 1 3 s e r v i c e s o f o s g i d e v i c ea r ec o n n e c t e d i n t o n e t w o r k t h r o u g h h t t p ( 2 ) 对携带的多种数据类型的支持。从通信数据的分类来看，擞要分为文本数据和多媒 体数搬。由于h u p 协议舞身可以携带文零数据，露翦的应用也大多如此，所以在这方瓣的处 理眈较自如。然而，对于多媒俸数据传送的需求的提高，h t t p 协议燕然不能够适应。而在与 其他能够携带多媒体数据的协议的集成上，h t t p 协议也并不照得突出。 ( 3 ) 提供驻务款形式戆多撑牲。将竣器连入嘲终，霉翡戡是能够对设备遵行雯鸯羹广泛静 控制和应用，简这是以服务的形式体现的。应答式的服务在应用中很常见，对于这一点，h t t p 协议完全可以胜任；然而对于预约，通知式的服务，虽然h t t p 协议也可以做到这一点，但是 这完全彀凌于黢务提供蔼对叁鹭箍统静设诤，不羁鹣设计静寰现方式可敬不鞘，毽是缺乏一 个通用的框架采完成，爵致不同的应用系统的集成需要对系统进行相当大的改动，以黧于熏 新设计。 飙以上分褥可戬看出，虽然翻前o s g i 在将设备连入测络这方两有了很多突破，魍是由 于采用h t t p 协议作为载体，还是存在一些问题需要改进。我们需要以一种新的协议构造一个 逶趣蛇服务框蘩，镬之熊够耱头上述熬季孛静翘惩。 柱这方面f i 订研究中，松下在受国的普林斯顿研究室也提出了自融的思路：以o s o i 平台 为中心，构造s i p 服务。通过o s g i 与s i p 的结合，将设备s i 入踺络【1 j 。 1 2 研究内容 这鼹我们的研究爨瓣在于，为设备接入网络、囱陋络掇供服务找寻至一种更艇l 亍之有效 的途径；具体一些，就避如何将o s g i 平台内的设备的服务提供给外部的网络，使其能够被 一2 一 东北欠擎硕奎擎位论文 第一章；l 言 网络上的任何其他设菇或应用访问，尤其是能够被移动设备访问，薅且能够与多媒体传送服 务鸯效静集簸。穰疆鞣关静分轿研究，这种途径霹跌逶避在o s g i 上实现s i p t 3 1 圈 ”j 覆信蔽务 来实现。 可以看到本课题磷究中，涉及到麟大技术：服务鼹美技术鄯遥傣技术。在墨蓠的照务魈 关的研究和藏用中，袋用最多的是o s g i 技术，它具备可扩展性，兼容多种其他设祷连接协 议，而且还嶷备跨平台等多种特性；这魑特性，使得o s g i 拥有广泛的应用前景。另一方面， 美予蘧售技术，我裁决定采嗣s i p 蛰菝，主要耄予其麓纂、与其它诲毒曼静继承牲努、其各移 动特性；这些特性使得s i p 可以应用在移动环境中，而且不会造成系统过于复杂。关于这两 种披术以及棚关技术的内容，将在第二牵中进行介绍。 上述两种技术在祷蠡的颁域内都有不同程瘦豹研究耨瘟瘸，两在本谍麓研究中，最重要 的就是这两种技术结是否可行的问题。 在o s g i 平台上，设备阉的遽信，主要是遴进在网关平蠹盎熬，遵过溅务注嚣、查找、 过滤等机制来实现的；这并不涉及到朔络通信；信息的交互主要是在两关平台内部谦过进程 间通信实现的。而对于s i p 协议来说，其通信可以在i p 网络上进行，消息在终端( u a ) 和 鼹务器之闻避行薅递。藩要将= 老缕合麓采，只蠢将o s g i 箨为终端或毒整黻务器，这样s i p 消息就可以在o s g i 与外界网络之间进行传递；如果将o s g i 作为s i p 的服务器，势必会增加 o s g i 的负载，因此在我们的研究中，仅将o s g i 作为s i p 的终端参与到s i p 的通信巾来。 若要将o s g i 释为s i p 终端参与道僚，就需溪其支持s i p 通信机稍，在途里就需鬟把s i p 协议栈移植到o s g i 椴架中去。而如果这样做的话，o s g i 自身就会变得复杂。但我们可以利 用o s g i 本身斡特性擞到这一斑：o s g i 平台支持各静设备的暇理憨遥遘b u n d l e 这群雏形式 实现的，那么我就可以通过构造一个b u n d l e ，将s i p 终端的服务波册到o s g i 上，形成o s g i 服务，进而通过它来连接o s g i 平台和s i p 通信终端：通过这种变通的方式，我们可以方便 薛瓣决o s g i 平台与s 接蛰议绻合懿这个阉蘧。 可见，襁o s g i 框架中，蒸于s i p 的通信服务的实现是具备可行性的，我们需臻通过具 体的实现来诞明这一点。 通过在o s g i 框架中对s i p 通信藏务的实现，其现实意义如下： ( 1 ) 丰寓了现有设备接入网络的方法。在以往的实现中，一般通过h t t p 协议构造服务， 遵避h 铷进簿提互的访闻。援蹙这转诱趣对于设冬寒说，楚于一耪被动静状态，所叛应薅爨 受到了限制。而对于聚用s i p 协议来实现的话，不仅能够将设备掩供的服务引入更广泛的网 络，更能够事寓设备的访问与被访问的形式“。 ( 2 ) 在洙来嚣终中静应用。我们的研究主要在于褥o s g i 土设备静簸务运过s i p 骚努静 形式提供给外界网络环境；但魑，基于s i p 自身的移动特性结合全t p 网络的发展趋势1 4 n ，s i p 可以在未来的无线移动设备中披作为遥僚终议进褥应用。邶么我们透过s i p 与o s g i 的绩合， 在来来就可戮实现在全i p 网络肉无线镁域的移动设备与o s g i 上的设备之阉的通信、控制。 1 3 个人工作 本文首先对o s g i 两关平裔做了定的了解，包括如何在网关上进行设备控制软件的设 计和开发：同时，学习分析了s i p 协议，掌握其皮用范围及特性，以及相关协议的应用，如： r t p ，s o p 协谈静瘟蠲。 通过分析系统应用特性，谯熟悉了解o s g i 和s i p 的熬础上，构建系统框架，通过设计、 实现s i ps e r v i c e 和s i pb r i d g i n g ，赋予o s g i 以s i p 通信能力，进藤使褥o s g i 内部设备可以 通过s i p 协议，有效豁连入稠络。 一3 一 东北大学硕士学位论文 第一幸引言 网络上的任何其他设备或应用访问，尤其是能够被移动设备访问，而且能够与多媒体传送服 务有效的集成。根据相关的分析研究，这种途径可以通过在o s g i 上实现s i p t 剐珥】【“】通信服务 来实现。 可以看到本课题研究中，涉及到两大技术：服务网关技术和通信技术。在目前的服务嘲 关的研究和应用中，采用最多的是o s g i 技术，它具备可扩展性，兼容多种其他设备连接协 议，而且还具备跨平台等多种特性；这些特性，使得o s g i 拥有广泛的应用前景。另一方面， 关于通信技术，我们决定采用s i p 协议，主要由于其简单、与其它狲泌的继承性好、具备移 动特性；这些特性使得s i p 可以应用在移动环境中，而且不会造成系统过于复杂。关于这两 种技术以及相关技术的内容，将在第二章中进行介绍。 上述两种技术在各自的领域内都有不同稗度的研究和廊用，而在本课题研究中，最重要 的就是这两种技术结合是否可行的问题。 在o s g i 平台上，设备间的通信，主要是通过在网关平台内部，通过服务注册、查找、 过滤等机制米实现的；这并不涉及到网络通信：信息的交互主要是在网关平台内部通过进程 闻通信实现的。而对于s i p 协议来说，其通信可以在i p 网络上进行，消息在终端( u a ) 和 服务器之间进行传递。若耍将二者结合其来，只有将o s g i 作为终端或者是服务器，这样s i p 消息就可咀在o s g i 与外界两络之间进行传递；如果将o s g i 作为s i p 的服务器势必会增加 。 o s g i 的负载，因此在我们的研究中，仅将o s g i 作为s i p 的终端参与到s i p 的通信中来。 若要将o s g i 作为s i p 终端参与通信，就需要其支持s i p 通信机制，在这里就需要把s i p 协议栈移植到o s g i 框架中去。而如果这样做的话，o s g i 白身就会变得复杂。但我们可以利 用o s g i 本身的特性做到这一点：o s g i 平台支持各种设备的原理是通过b u n d l e 这样的形式 实现的，那么我就可以通过构造一个b u n d l e ，将s i p 终端的服务注册到o s g i 上，形成o s g i 服务，进而通过它来连接o s g i 平台和s i p 通信终端：通过这种变通的方式，我们可阱方便 的解决o s g i 平台与s i p 协议结台的这个问题。 可见，在o s o i 框架中。基于s i p 的通信服务的实现是具备可行性的。我们需要通过具 体的实现来证明这一点。 通过在o s g i 框架中对s i p 通信服务的实现，其现实意义如下： ( 1 ) 丰富了现有设备接入网络的方法。在以往的实现中，一般通过h t t p 协议构造服务， 通过h t t p 进行相互的访问。但是这种访问对于设备来说，处于一种被动的状态，所以应用也 受到了限制。而对于采用s i p 协议来实现的话，不仅自够将设备提供的服务引入更广泛的网 络，更能够丰富设备的访问与被访问的形式口”。 ( 2 ) 在未来网络中的应用。我们的研究主要在于将o s g i 上设备的服务通过s i p 服务的 形式提供给外界网络环境；但是，基于s i p 自身的移动特性结合全l p 两络的发展趋势1 4 】嘲，s i p 可以在未来的无线移动设备中被作为通信协议进行应用。那么我们通过s i p 与o s g i 的结合， 在未来就可以实现在全i p 网络内无线领域的移动设备与o s g i 上的设备之间的通信、控制。 l - 3 个人工作 本文首先对o s g i 艇关平台做了定的了解，包括如何在网关上进行设各控制软件的设 计和开发：同时，学习分析了s i p 协议，掌握其应用范围及特性，以厘相关协议的应用，如： r t p ，s d p 协议的应用。 通过分析系统应用特性，在熟悉了解o s g i 和s i p 的基础上构建系统框架，通过设计、 实现s i ps e r v i c e 和s i pb r i d g i n g ，赋予o s g i 以s i p 通信能力，进而使得o s g i 内部设各可咀 实现s i ps e r v i c e 和s i pb r i d g i n g ，赋予o s g i 以s i p 通信能力，进而使得o s g i 内部设各可咀 通过s i p 协议有效的连入网络。 农北大擎硕毒学位论文第一章引言 舅辨，蘧避设诗蜜璃一个模掇斑诵，避稻验证该设计懑想叛及实现怒甭有效 1 4 论文组织与结构 该谍擞研究带露一定的臌鼹特点，在研究过程中，主要体现强设计姓及实现方巍，以戴 凳猿糍，谂交熬鳃缎岛缍橡热下： 第一牵，； 吝。主要介缨该渫题瓣磷究鹜袋，辑究内容每懑义，戳及个久工俸豹情撬。 第二鬻，相美技术。主瑟介绍了系统中将簧锭用翔的穗哭按术，馁撼o s g i 撼絮，s i p 协议，s d p 镑议，r t p 捺议，滚及s i p 耱设瓣一个第兰方开发氆靛体系缭稳。遴避戳土奔镪、 分瓣，程怒程发上为论文聪滴的部分徽了镳缀。 第三章，o s g i 接懿孛基予s i p 遴馕服务黪系统撬絮竣诗遮一黟分奎袋奔绍蘩绫麴设计避 程。逶邃慧豁设计、详霸设诗，逮一步揭示了蓉绫戆浚诗纛理鞠王传簸瑷。 第羽帮，s i p 通僚暇务襁o s g i 椴絮中的安现。针对前鼯对于系统附设计，结合搂拟应用， 避撂实瑷， 第五章，系统测试。邋避溺试采黢诞设计黪实魂漪藏确瞧稀肖效褴。 第六礅，结壤谌。该谦髓的磷究掩没膏髑黻予这麓谂文所论涟的阍蹶，逐卷一蹙撞术瓣 糕糍镣瓣次。焉显，壤据嚣蕊豹磷爨媾糯，瓣穗了鼙藏蠢研究雾l 藏豹逶爨方巍，纷为下一淤 较研究静主簧内容。 一4 - 东北太学硕士学位论文 第篇章榴荚技术 第二章相关技术 跌实戮的技术角菠出发，我们的系统可敬分藏褥个部分：一个部分是设备阐关，在这里， 我富强：要采掰o s g i 警台，其髂键鬻鹩是拇合o s g i 平台标准簸p r o s y s t 耐关较释；另一蘸分 就是网络应用艨协议，这部分包攮s i p 协议、s d p 协议和r t p 协议，这些协议主要任务是事 富系统框架能够实现羽功能。下瓣将分剥穷绍该系统中使用的主要几种技术。 2 1o s g i o s g i ( o p e n s e r v i c e s g a t e w a y i n i f i a t i v e ，秀拔藏务弱荧韵议，s e r v i c e p l a t f o r m 主要燕嚣鹈 连接在网络上的家用终端以及连接宽带因特网的网关设备的标准。使用该标凇服务商就可 戳在因特网上邋遥蒯关提供可l 鬟使用家用终端的服务。服务两关可以启动、攘合和管璐在家 蹇、办公室躐箕袍麓方之间静数据和遥信，同时又可作为各种裔附加氇赫务滑动( 如能源管 理犟珏控制，保安监控，保健，设器控制与维护，魄子袁势等) 的应用服务爨。o s g is e r v i c e p l a t f o r mr e l e a s e2 在裸持与r e l e a s el 的黎容性的商对，还强诧了安垒性能。受外，还避如了 配鬣管理功能，用来管理阿荚设备的设嚣信息。 2 1 1 核心功能 o s g i 标准的主鬻功能是规灏作为基予通傣的器类服务的操作平台，也就是服务网关， 主要功能如下： ( 1 ) 鳃件艇命蠲潮的营疆，包括；安装，郫载，赘新，启动，停止； ( 2 ) 对予设冬提供鼹务淀爝，逶知极剡； ( 3 ) 奴以及版本管理； ( 4 ) 开放的远糨管理体系结构： 2 1 2 特性 o s g i 熄一个基于j a v a 的框架平裔，可以用予远程酃辫应用服务，遮微联以下的特性： ( 1 ) 胃靠性：大规模的配蜜失败不囊在可靠落上导致嘲显的变化。 ( 2 ) 可移植性：第三方开发者可戳歼发凄更矮有革命性质酌服务”。 ( 3 ) 动态特性：虫诲照畦进辱调整，以适应蠲户和燕绞斡要求。 ( 4 ) 安垒牲：服务提供藏之阕可以竣套任傅联系。 ( 5 ) 可扩展性：用户可以拥有不同的配置。 ( 6 ) 禄准与实现鹃严格分离：系统程檠胃戳材多个实撬。 2 1 3 优势 o s g i 平台采用了j a v a 技术作为基础，不仅具商独立予不同制避商的特点，并登还具备 通过a p i 整合不同标准的特点。因此，o s g i 其有平台独立、应用独立、箨管理、安仝、多 壬务、兼容不嗣瘸域婀捺议如 蓝牙、l o n w o f k s 、u s b 等) ，与不圆遴培技本共存( 妇h o m e p n a ， h a v i ，h o m e r f 莓) 耪支持多转设蠡连接技术( 如u p n p ，j i n i 等) 嚣德患。舆体饿势体骢如下： ( 1 ) 平台独立性；o s g i a p i s 具有硬件和操作系统的跨平台性，从而使o s g i 能满足不 同的斑用要求。 ( 2 ) 发璃独立髓：嚣为o s g i 撬箍饕蔽予定义公共静a p t s , 所黻它遭舍备释不弱趣瑶静 一5 - 末毙穴学矮士擎毽论文第二章辐荧技拳 服务网关。o s g i 服务阏关可用于远程信感处理、嵌入式控制器以及家用电器。 ( 3 ) 熹囊垒佳：o s g i 巍藏集成了备种层次拘安全将髓，扶被下鬣的禳块韵数字签名孤 对象访问控制。 4 ) 兼容多静局域网技术：o s g i 援藏毽容各种无线袋毒线懿数攫襄啻频，褪叛零缒传辕 标准，如：b l u e t o o t h 、h a v i ( h o m e a u d i o a n d v i d e o i n t e r - o p e r a b i l i t y ) 、h o m e p n a ( h o m e p h o n e l i n e n e t w o r k i n g a l l i a n c e ) 、h o m e r f 、i e e e l 3 9 4 、能源线通信系统、u s b 等等。 ( 5 ) 多秘设鍪谤翘技术：因为致力予平台稳瓣务魏学方器，掰戳o s g i 囊播吾静设各访 问技术，如u p n p ( u n i v e r s a lp l u ga n dp l a y ) 和j i n i 等。 ( 6 ) 可和其他标凇并存：从一方面讲，o s g i 灼制定也是为了 b 充和完蒜现有的家用设 备翡本地互联岛远程访润；o s g 夜物瑾菇上与b l u e t o a t h 、h a v i 、h o m e p n a 、h o m e r f 、u s b 等标准都是兼容的；而o s g i 的设备访问体系结构与j i n i u p n p 譬逻辑设备访问技术兼容； 同时o s g i 还支持多静与广域网约连接方袋，如m o d e m 、d s l 、c a b l em o d e m 等。 2 1 4 框架体系 o s g i 薅系熬主要缀或都分彀括：藏务两关，鼹务据袋商，驻势集成蔼，两关撵幸筝叠， 广域和局域网络以及连接设备或时器。 ( 1 ) 服务嚼关( s e r v i c e g a t e w a y ) ：这是o s g i 架梅鲶中心组戏帮分，可以满足家庭网络 或家巍办公鼹络之闯韵备静通信镶求。豫既之井，还可戳弼馓应用激务箍，提供类儆自源管 理和控制、安仝服务、健康监测服务、信息家电的控制和维护、电予商务服务等增值服务。 一般媾瑷下，黢务喇关都是在住宅嬲关上实现。 ( 2 ) 服务提供商( s e r v i c ep r o v i d e r ) ：服务供应商为粥户提供系列服务，从技术角度 来说。这种服务的传送撼通过将软件应用程序下载垂住宅网关实现的。 ( 3 ) 套装瓣务挺供整( s e r v i c ea g g r e g a t o r ) ：藏着诗算模式的笈藤，o s g i 希望矗；凝这样 一类服务提供商，它们能够提供一整套捆绑在一起的服务，例如可以自动读般电表、液化气 表以及水表数饿。 ( 4 ) 阚关管理员( g a t e w a yo p e r a t o r ) ：o s g i 的主要职责就是管理和维护住宅网芙及其 服务。个典型的网关赞理员的功能包括开始、结束、更新、删除服务，也就是管理住宅网 美鲍状态。 ( 5 ) 广域网和运营商i s p ( w i d e a r e a n e t w o r ka n d c a r r i e r i s p ) ：广域网谯服务网荧之间、 网关管理员之间以及服务供应商之间提供必要的通信。这个通信平台由电信遴营商或i s p 提 供，莠魏疆管理。 ( 6 ) 信息寐电及其网络( i n f o r m a t i o na p p l i a n c e sa n dn e t w o r k s ) ：这是o s o i 中离朋户最 近的部分，包括家庭嘲终内部与服务网关相连的器釉信息家瞧设备，以及它们之闻连躐的霸 络。 2 。1 5o s g i 糕架 ( 1 ) o s g i 运行环境： 图2 1 表示了o s g i 的运行环境。底层的硬件系统，硬佟驱动穰序和操作系统与一般的 较辟遥行环凌没有侍么嚣麓，霹激是往惹耱。整燕在上露，囊予o s g i 奉身采蠲j a v a 虚拟 机为竞撑软件所以必颁运行在j a v a 虚拟机上。再向上层，就到了累体的成用层，这里的 应用与o s g i 进萼亍的交量是通过b u n d l e 来嶷现的，对于b u n d l e 的概念将在下蕊进露分绍c 一6 一 东北大学硕士学位论文第二章相关技术 注册服务 叫_ 一 b u n d l cr 应用、 ll l 0 s g i j a v a 虚拟机 操作系统 驱动1驱动2驱动3 硬件设各 图2 1o s g i 环境 f i g2 1 e n v i r o n m e n to f o s g i 任何一个o s g i 的应用程序，最终需要作为b u n d l e 添加到o s g i 运行环境中来，通过o s g i f 面的j a v a 虚拟机，与底层进行交互。 ( 2 ) 应用实体： 作为网关平台，o s g i 提供了一个应用程序的运行环境；而对于具体的应用程序来说， 必须包括b u n d l e 和服务这两个组成部分。b u n d l e 用于将应用程序添加到o s g i 环境中去，而 服务则提供了o s g i 上多个应用程序之间通信的另外一种方式1 1 。 八 厶j 服务 国2 2b u n d l e 在o s g i 框架中的表示 f i g 2 2d e s c r i p t i o no f b u n d l ei no s g if r a m e w o r k 7 末建太擎矮士警位论文 g ：- 章翻* 筱术 lo s g i 框蘩 图2 3b u n d l e 行为 f i g 2 3 b e h a v i o ro f b u n d l e ( 8 ) 代码柬( b u n d l e ) ：如图2 2 和潮2 3 。总体来说魁代码在逻辑上的集合，组成一个 应用。是一个可以在o s g i 上进行注册胜销的应用，就像e x e 文件。一个代码柬可以渡册一 个或者愚多个鞭务，这夔骧务虢j a v a 中熬接鹜静澎式来表运。代蕊柬霹菇滋过o s g i 内帮 的查询机制来发现其他代码束注册的服务。从整体上来说，o s g if r a m e w o r k 本身就是一个系 统代码柬。 b u n d l e 存在于一个j a r 文掌 当中。b u n d l e 中妊须有一个b u n d l ea c t i v a t o r 来启动或者停 止这个b u n d l e 。b u n d l e 可以被动态的安装、卸载、更新到f r a m e w o r k 中。其行为就像一个d l l 。 b u n d l e 之阍的依赖姆瞧由f r a m e w o r k 采避厅管蠼：竣启动豹b u n d l e 会注鼹暇努；当b u n d l e 停止的时候，f r a m e w o r k 会自动撇销服务，然后通知使用这魑服务的b u n d l e ，这些服务已经 无效。 曲) 藤势：懿霆2 4 。摄务燕峦b u n d l e 洼聚虱f r a m e w o r k 上静一个接t ：2 ，遥索这个犊窭 会被其他b u n d l e 所使用。o s g i 本身定义了很多服务，如：注册服务，h t t p 服务，目志服务。 每个服务通过一个i d 进行标识。这些服务部可以被其他b u n d l e 所调用。 ( 3 ) 其镶祝割 ( a ) 过滤；对于注册的服务，必定会肖其它应用进行调用，而过滤机制，可以根据调用 孝提供豹缎务名称娃及服务魄舨零号迸霉亍焱诲、过滤，最后绘瀣匹配豹瓣务n ( b ) 事件：事件体现在包( b u n d l e ) 的注册，卸载，更新，启动，停止等方面，邈个事 件由o s g i 监听，发生事件之后，会传递o 相关的组件或应用。 ( o ) 安全：o s g i 静安全毪嚣先蒋褒在j a v a 上，霾为整个嚣系缩稳是淤j a v a 纛接巍 为基础的。其次体现在用户管理上。 一g 一 圭整叁兰登查童垒釜墨 差三主塑叁垫查 瞬2 4 服务以及相关操作 f i g 2 4 s e r v i c ea n dw l 越聪o p e r a t i o n s 2 1 6 与其窀规范熬关系 在不同类型的住糍网关设备上都可以实现o s g i 软件。而且o s g i 规范可以与备种设备 访潞标准榜接，如图2 5 所示。比如遵德o s g i 的系统可以很好地粼署秘管壤j i n i 殿务，它可 跌撬供j i n i 设备与赧务提供商之间的交艇。对予像h a v i 、u p n p 等莲于非j a v a 技术麴标准和 规范，o s g i 也可以提供与它们沟通的桥梁。 宠卷o 臌务描述 本遣嚼络 o 黧2 ，5o s g i 与葜箍瓣范之蔺靛关系 f i g 2 5r e l a t i o n s h i pb e t w e e no s g ia n do t h e rc r i t e r i o n s 2 。2s l p 会话初始化协议s