如何让数字家庭娱乐更简便-资源共享协同服务标准的体系结构

信息设备资源共享协同服务(Intelligent Grouping Resource Sharing，简称IGRS，闪联)标准是多个信息终端依据规定的准则，在有限范围内智能动态组网，实现智能互联、资源共享和协同服务应用模式的技术理论基础。

闪联基础应用提供了闪联设备间交互的一些基础性的应用，通过调用闪联基础应用、闪联智能应用框架、闪联基础协议所提供的接口实现了更为复杂、功能更强的应用。闪联架构就是为解决这样的问题而出现的。

IGRS标准的体系结构

IGRS标准的目标是在企业、公共场所、个人以及家庭所涉及的信息设备互联时，通过遵循共同资源描述及功能服务接口标准，使设备能够有效实现资源开放及服务协同，提高设备间功能的互操作性。IGRS标准为IGRS应用提供统一的网络资源发现、使用和管理机制，它由IGRS基础协议、IGRS智能应用框架、IGRS基础应用三部分构成，层次结构如图1。

图1　IGRS层次结构

IGRS支持各种信息设备通过有线局域网、无线局域网、蓝牙等网络连接，传输与网络协议基于TCP/IP协议，设备交互消息框架基于HTTP/1.1，设备发现与资源共享基于IGRS基础协议，设备协同服务基于IGRS应用框架。设备连接、传输与网络协议以及设备交互消息框架采用现有的并被广泛应用的网络技术，IGRS基础协议、IGRS应用框架及IGRS基础及扩展应用构成了IGRS标准的主要内容，其中IGRS基础协议定义了IGRS设备间的组网和客户与服务间的交互机制。在基础协议的基础上，IGRS应用框架为各种IGRS应用抽象并定义出相应的标准服务和交互逻辑，而各种IGRS应用可以基于对应的IGRS应用框架进行标准化实现，保证互操作。

闪联协议的协议栈结构最上面一层是各个用户开发的应用。应用通过协议栈提供的服务和客户的描述规范的包装可以发布在IGRS设备上，成为IGRS服务和客户。应用框架是一组支持某种特定应用的服务和客户的集合，特定的应用框架向特定的应用提供更为贴切和充分的开发支持。IGRS设备上的服务和应用通过下层的IGRS标准协议与其他IGRS设备上的服务和应用进行交互，包括互相发现和使用。底层的设备路由协议为上层的交互消息提供了发送的目的，而消息的传输则基于现有的传输协议。

IGRS设备的共享资源可以分为两类：一类是设备自身所固有的可共享资源，如计算资源、存储资源等，该类资源在IGRS设备中以服务对象形式接受共享资源管理器的管理；一类是应用程序开发者通过开发可向其他应用程序提供某种形式的服务，如媒体播放服务、文件打印服务等，该类资源在IGRS设备中以服务存根形式接受共享资源管理器的管理。

IGRS基础协议

IGRS基础协议定义了IGRS设备间统一的资源发现与发布机制，统一的设备配置管理机制，统一的服务访问控制机制，统一的数据获取分发机制，统一的安全规范等。如图2所示，IGRS基础协议由设备管道协议、设备发现协议、设备访问控制协议、服务发现协议、服务访问控制协议、安全规范以及设备和服务描述规范构成。

图2  IGRS基础协议 

设备和服务描述规范定义了IGRS设备和服务的标准描述模板。设备管道协议定义了IGRS设备间统一的消息框架及设备间的消息转发机制，具有不同网络介质的IGRS设备可以通过消息转发的方式实现相互通讯。设备发现协议定义了IGRS设备信息的发布和发现机制。当一个IGRS设备进入网络时，可以通过该协议向网络上发布自身的设备资源相关信息，并且可以发现网络中已有的其他IGRS设备及相关信息。设备访问控制协议定义了IGRS设备间的交互和管理机制。IGRS设备可以借助该协议与其他设备组成设备群组从而实现设备集中管理，同时IGRS设备也可以借助该协议实现对其他IGRS设备的配置管理。服务发现协议定义了IGRS设备上的服务信息的发布和发现机制。IGRS设备上的服务可以借助该协议发布自身相关信息。IGRS设备上的客户可以借助该协议发现网络中各设备上发布出来的感兴趣的服务信息。服务访问控制协议定义了IGRS设备上客户和服务之间的访问控制机制，包括客户和服务之间访问方式、安全机制等的协商过程以及根据协商结果实现客户对服务的访问和服务状态变化的获取。安全规范定义了IGRS设备之间、IGRS设备上的客户与服务间交互过程中的安全机制，包括设备间的身份认证、授权管理、数据传输加密等。

IGRS应用框架

IGRS智能应用框架基于基础协议，针对各种应用模式定义了相应的客户、服务、数据对象以及它们之间的交互规则。不同的应用开发者可以根据特定的智能应用框架开发相应的客户服务或数据对象。智能应用框架通过对IGRS基础协议的封装，为特定种类应用的开发提供了更为专用的接口，使得该种类的应用开发更为容易。目前，IGRS标准中已经定义了四个智能应用框架。

(1)A/V应用框架：音频、视频应用中的音视频流的传输、播放、控制机制。
(2)文件共享应用框架：1IGRS设备间文件发布、查找、获取机制及相应的安全机制。
(3)控制类应用框架：1IGRS设备间控制端与被控制端的交互逻辑、安全机制及相应的应用程序开发接口。
(4)外设即插即用应用框架：1IGRS设备间的发现、设备驱动程序获取及相应的安全机制。

IGRS应用

基于IGRS标准，应用程序开发者可以开发出各种各样支持“资源共享与协同服务”的IGRS应用。IGRS基础应用提供了IGRS设备间交互的一些基础性的应用，IGRS应用则是建立在IGRS标准基础上，通过调用IGRS智能应用框架、IGRS基础协议所提供的接口实现的更为复杂、功能更强的应用。
IGRS基础应用内置于IGRS设备，用于支持多个设备之间某种协同工作模式所必备的应用，其本身可以随着协同工作模式的发展而扩展。另一方面，IGRS基础应用也可以为开发其他IGRS应用提供支持。

一个IGRS应用由一个或多个IGRS服务和一个或多个使用IGRS服务的IGRS客户交互完成。典型情况下一个IGRS应用交互如图3所示。

图3　IGRS应用交互示意图 

IGRS与其他标准之间的关系

互操作基础

IGRS建立在多种现有标准基础上。IGRS采用了HTTP/1.1、SOAP/1.1协议作为IGRS设备间交互的消息框架，由于HTTP/1.1、SOAP/1.1的广泛使用，IGRS的体系结构支持与多种标准之间的互操作。

与UPnP的互操作

IGRS不限定设备间寻址问题，但IGRS支持设备使用静态IP、动态DHCP、AutoIP等寻址方式。IGRS的设备/服务发现机制包括了基于全局对等组的设备/服务发现机制和基于主从设备组的设备/服务发现机制。IGRS采用并扩展了SSDP作为设备相互发现的基础，而SSDP同时也是UPnP 1.0协议中设备相互发现的基础，因此，通过扩展，IGRS设备可以支持与UPnP 1.0设备之间的互操作。

与UPNP一样，IGRS也定义了设备描述模板用于描述IGRS设备的各种信息，这两种模板均为XML模板，虽然在格式定义上有所区别，但是通过IGRS设备模板的扩展机制可以在IGRS设备描述中加入UPnP所能识别的字段。

IGRS采用WSDL作为描述IGRS服务的服务描述模板，UPNP则自定义了一套服务描述模板，这两种模板格式存在较大差异。IGRS服务可以在IGRS设备描述文档中的服务描述中加入相应的UPnP描述扩展，从而使得UPnP设备可以识别IGRS服务；IGRS设备也可以通过引入UPnP服务描述文档解析引擎，从而实现对UPnP服务的识别。

IGRS定义了基于会话的服务调用机制，同时支持基于非安全管道的客户/服务间交互。IGRS服务可以在IGRS设备描述文档中的服务描述中加入相应的UPnP客户访问接口描述，从而实现与UPnP客户间的交互；IGRS客户同样可以在非安全管道的基础上实现对UPnP设备上的UPnP服务的控制。

同样，通过非安全管道机制，IGRS服务可以向UPnP客户暴露事件访问接口，从而实现与UPnP客户间的事件交互，IGRS客户同样可以在非安全管道的基础上实现对UPnP设备上的UPnP服务的事件订阅并接受相应的事件通知。

IGRS与UPnP之间的互操作包括两个方面：IGRS设备上的IGRS客户发现并识别UPnP设备及UPnP服务，进而实现对UPnP服务的访问控制；UPNP设备上的UPnP客户发现并识别IGRS设备及IGRS服务，进而实现对IGRS服务的访问控制。