まくまくいろいろノート
GENA と SSDP プロトコルを理解する
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2012-12-25

概要

SSDP (Simple Service Discovery Protocol) は、LAN 内のデバイスが提供しているサービスを発見したり、サービスがネットワークに参加したことを通知したりするプロトコルです。SSDP 自体はシンプルなプロトコルですが、DLNA などで使われている、機器発見プロトコルである UPnP の一部として利用されています。

SSDP は、以下のようなヘッダで始まる HTTP を拡張したような UDP ベースのプロトコルです。M-SEARCH メソッドは、ネットワーク内のサービスを SSDP クライアントが能動的に発見しにいくときに使用します。

SSDP メッセージのフォーマット

M-SEARCH * HTTP/1.1 \r\n
ヘッダ1: ... \r\n
ヘッダ2: ... \r\n
ヘッダ3: ... \r\n
\r\n

SSDP では、内部で GENA (General Event Notification Architecture) で定義されているメッセージフォーマットも使用しており、こちらは、

  • サービス（機器）がネットワークに参加した (ssdp:alive)
  • サービス（機器）がネットワークから脱退した (ssdp:byebye)

などの Notify をマルチキャストするために使用されます。

GENA メッセージのフォーマット

NOTIFY * HTTP/1.1 \r\n
ヘッダ1: ... \r\n
ヘッダ2: ... \r\n
ヘッダ3: ... \r\n
\r\n

SSDP では、以下のようなアドレス、ポート番号にメッセージを UDP でマルチキャストしましょうね、と決めています（ポート番号については、正式には UPnP の世界で決まっているのかも）。

239.255.255.250:1900

サービスの識別

SSDP で検出するサービスは、以下の情報で識別されます。

  • ユニークサービスネーム URI
    • USN ヘッダで指定
  • サービスタイプ URI
    • ssdp:discover リクエストの場合は ST ヘッダで指定
    • ssdp:alive、ssdp:byebye リクエストの場合は NT ヘッダで指定

「ユニークサービスネーム」はサービスを一意に特定する ID になっている必要があるため、通常は UUID を組み合わせて設定されます。

「サービスタイプ」はサービスのカテゴリのようなものであり、どのような形式の URI を入れるかは、SSDP では規定していません（DLNA の世界では、サービスタイプにどのような値を指定するかが規定されています）。

コラム（ST ヘッダと NT ヘッダ）

サービスタイプは、ssdp:discover リクエストの場合は ST ヘッダで指定しますが、ssdp:alive リクエスト、ssdp:byebye リクエストの場合は NT ヘッダで指定します。これは、ssdp:alive、ssdp:byebye リクエストが GENA のメッセージフォーマットを採用しており、その中の必須で NT ヘッダをサービスタイプを指定するためのフィールドとして使い回しているからです。

分かりにくいですね。。。本来ならば、SSDP は GENA と独立させて、スッキリと定義された方がよかったように思います。まぁ、いろいろ事情があったんでしょう。

リクエストの種類

  • Discovery Requests (M-SEARCH method)
    • ssdp:discover リクエスト – サービスの発見
    • ssdp:all リクエスト – 全てのサービスの発見
  • Presence Announcements (GENA’s NOTIFY method)
    • ssdp:alive リクエスト – サービスの参加を通知
    • ssdp:byebye リクエスト – サービスの脱退を通知

Presence Announcements に分類されている、ssdp:alive リクエストと、ssdp:byebye リクエストは、GENA の NOTIFY メソッドのフォーマットで送信されます。

ssdp:discover リクエスト／レスポンス

ssdp:discover リクエストは、「～のサービスを提供するデバイスはいますかぁ？」というサービス発見のための要求です。

ssdp:discover（リクエスト）の例

M-SEARCH * HTTP/1.1
HOST: 239.255.255.250:1900
MAN: "ssdp:discover"
ST: your:serviceType
  • 一行目の Request URI には * を指定する。
  • MAN ヘッダには ssdp:discover を指定する。
  • ST (Service Type) ヘッダは必須で、検索したいサービスタイプを指定する。

ssdp:discover にはレスポンスがあります。ssdp:discover リクエストを受信したサービスは、指定されたサービスタイプが自分に一致する場合は、UDP ユニキャストで以下のようなレスポンスを返します。

ssdp:discover（レスポンス）の例

HTTP/1.1 200 OK
USN: uuid:abcdefgh-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6
ST: your:serviceType
LOCATION: http://192.168.1.101:53456/
CACHE-CONTROL: max-age = 3600
  • USN ヘッダは必須。
  • ST (Service Type) ヘッダは必須。
  • サービスのロケーションを表す、Location ヘッダか、AL ヘッダを含んでいる必要がある。
  • キャッシュの保持期間を示す、CACHE-CONTROL: max-age ヘッダか、Expires ヘッダを含むべき。どちらのヘッダも含まれていない場合は、SSDP クライアントはそのサービスの情報をキャッシュしない。

SSDP クライアントは、受信したサービスの情報をキャッシュに保存して使い回します。 キャッシュには以下のような情報を保持します。

  • サービス ID（USN ヘッダ）
  • サービスタイプ（ST ヘッダ）
  • サービスの場所 (Location or AL ヘッダ）
  • キャッシュの有効期限（秒数）（Expire or Cache-Control: ヘッダ）

ssdp:all リクエスト／レスポンス

ssdp:all リクエストは、ssdp:discover リクエストの特殊版で、サービスタイプ（ST ヘッダ）として ssdp:all を指定したものです。

ssdp:all（リクエスト）の例

M-SEARCH * HTTP/1.1
HOST: 239.255.255.250:1900
MAN: "ssdp:discover"
ST: ssdp:all  ★ここだけ特殊

ssdp:all リクエストを受信したサービス提供機器は、必ずレスポンスを返します。 レスポンスの内容は、ssdp:discover リクエストのレスポンスと同様なので省略します。 ssdp:all リクエストは、主に Network analysis tool などが利用します。

ssdp:alive リクエスト

ssdp:alive リクエストは、以下のような場合にマルチキャストされます。

  • 自分（サービス）が新しくネットワークに参加したとき
  • キャッシュして欲しい時間情報 (Expires) が変化したとき
  • サービスのロケーション (Location) が変化したとき

ssdp:alive リクエストのメッセージ形式は、GENA のフォーマットを利用しています。 GENA でオプショナルなヘッダとして定義されている NTS (Notification Sub-Type) ヘッダの値を ssdp:alive として設定したものが ssdp:alive リクエストとして用いられます。

ssdp:alive（リクエスト）の例

NOTIFY * HTTP/1.1
HOST: 239.255.255.250:1900
USN: uuid:abcdefgh-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6
NT: your:serviceType
NTS: ssdp:alive
CACHE-CONTROL: max-age = 7393
LOCATION: http://192.168.1.101:53456/
  • NT (Notification Type) ヘッダにはサービスタイプを設定します（形式は任意）。GENA で必須ヘッダとして定義されています。
  • NTS (Notification Sub-Type) ヘッダには ssdp:alive を指定します。

ssdp:alive リクエストを受信した SSDP クライアントは、その情報でキャッシュの内容を更新します。更新するキャッシュは、USN が一致するものです。 ssdp:alive リクエストには、レスポンスはありません。

ssdp:byebye リクエスト

ssdp:byebye リクエストは、以下のような場合にマルチキャストされます。

  • 自分（サービス）がネットワークから離脱するとき

ssdp:byebye リクエストのメッセージ形式も ssdp:alive と同様に、GENA のフォーマットを利用しています。GENA でオプショナルなヘッダとして定義されている NTS (Notification Sub-Type) ヘッダの値を ssdp:byebye として設定したものが ssdp:byebye リクエストとして用いられます。

ssdp:byebye（リクエスト）の例

NOTIFY * HTTP/1.1
HOST: 239.255.255.250:1900
USN: uuid:abcdefgh-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6
NT: your:serviceType
NTS: ssdp:byebye
  • NT (Notification Type) ヘッダにはサービスタイプを設定します（形式は任意）。GENA で必須ヘッダとして定義されています。
  • NTS (Notification Sub-Type) ヘッダには ssdp:byebye を指定します。

ssdp:byebye リクエストには、レスポンスはありません。 NT ヘッダは GENA で必須ヘッダなので、サービスタイプを指定していますが、実際の実装では、USN の一致によりキャッシュクリアなどの判断をするため、通常は ssdp:byebye リクエストの NT ヘッダが参照されることはありません。

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