基于STM32和W5500的UPnP自动端口映射功能实现
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二、UPnP路由器端口映射控制点在W5500实现
2.1 实验硬件平台和实验目的
通过以上讲解，相信大家对UPnP也有一定认识了，下面就让我们开始我们实验之旅。我们选用的实验平台为WIZnet W5500EVB，它使用USB口进行供电和调试，单片机为STM32F103RCT6，网络芯片为WIZnet硬件TCP/IP的以太网芯片W5500。
我们的实验目的就是让W5500（Control Point）控制路由器（Device）执行端口映射服务（Service），让外网中的PC2可以与内网中的W5500EVB板建立连接。如图3所示 PC2往路由器36.36.141.53:12222 发送的信息，将被转发到内网192.168.1.110:5000。
图3端口映射网络图
2.2 UPnP自动端口映射软件实现流程
本文中W5500将作为控制点的角色出现，并不需要实现展示的功能，在UPnP协议上仅实现了Search的过程，对网络中的Advertise消息不做处理。下面让我看看程序是如何实现的，首先看一下整个程序流程图如图4，对整个程序有个大致的了解：
图4 主程序流程图
如图所示：
程序首先进行初始化，初始化CPU资源和W5500然后使用DHCP协议自动获取IP，如果获取失败就设定为固定IP，DHCP的过程在此不再详细介绍。
获取IP地址后，先使用SSDP发现设备。W5500打开本地一个socket，再使用UDP组播地址（255.255.255.255）发送SSDP M-SEARCH信息搜索在相同子网中的IGD（Internet Gateway Device），设备收到SSDP M-SEARCH信息后会回复数据包。如图5 所示：
图5发送SSDP广播包和收到回复信息
通过解析收到数据包我们可以得到：LOCATION：设备描述文件的URL。通过Location信息，我们能够获得IGD的IP地址和端口号。利用这个IP地址和端口号生成HTTP GET Header，W5500重新打开一个Socket，然后再将其发送给IGD来获取IGD的服务描述。当IGD接收到HTTP GET Header后，IGD将会让W5500_Control_Piont获知它的设备描述和服务描述。发送的数据包如图6。
图6还显示了设备回复的部分信息，从中我们可以看到设备描述和服务描述，WANIPConnection对应端口映射服务，可以看到该路由设备有该项服务。在WANIPConnection服务描述中可以得到Control URL和eventSubURL，一个用来控制，一个用来订阅。
图6发送获取描述单播包和收到的回复信息
执行完上面的发现设备后在串口上为用户提供了一个菜单页面，通过在菜单中输入命令，我们可以交互添加端口和删除端口。
首先是添加端口，利用IGD的IP地址、端口号以及控制URL来完成XML，然后通过HTTP POST method-basedSOAP执行AddPortMapping操作。其执行过程如图7流程图所示：
图7 AddPortProcess()函数流程图
在SOAP描述中可以看到ExternalPort、Protocol、InternalPort以及控制点IP地址等信息，如图8 AddPort的报文所示。
IGD在收到这样的控制请求后，会给出一系列应答，如果应答中包含收到“
图8 AddPort的报文
删除端口与添加端口格式一样，都是通过HTTP POST method-basedSOAP执行DeletePortMapping操作，只需要ExternalPort和Protocol两个参数即可。在此不再详细叙述，请参考我们的程序代码下载链接：http://pan.baidu.com/s/1roc70
三 自动端口映射功能测试
程序讲解完毕后将讲解如何测试我们写的W5500EVB程序，看是不是能够达到我们的实现目的，实现控制路由器端口映射功能。
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