信息設備資源共享協同服務標準的體系結構

摘要：信息設備資源共享協同服務標準(IGRS)是為了實現信息設備智能互聯、資源共享、協同服務而制訂的。IGRS采用了開放性的體系結構。遵從IGRS標準的設備能夠與采用其他標準(如通用即插即用標準)的設備進行互操作。IGRS支持多種應用框架和特色應用。開發者可以通過IGRS媒體類應用框架結合多種媒體格式標準，如AVS、MPEG-2等，進行多媒體應用的開發。IGRS標準適用于在計算機、家用電器和通信等設備之間，在一定范圍網絡域內，通過有線或無線方式實現資源共享與協同服務。

關鍵詞：閃聯；標準；體系結構

Abstract: The Intelligent Grouping and Resource Sharing (IGRS) standard is made to enable intelligent grouping， resource sharing and service collaboration among information devices， consumer electronics and communication devices. An IGRS system adopts open architecture， therefore， devices that abide by the IGRS standard are interoperable with devices under other standards such as Universal Plug and Play (UPnP). IGRS supports various application frameworks and special applications. For example， multimedia applications can be easily developed by combining the IGRS multimedia application framework and different multimedia format standards such as AVS and MPEG-2. The IGRS standard is applicable to resource sharing and service collaboration among computers， consumer electronics and communication devices in a limited network domain (weird or wireless).

Key words: IGRS; standard; architecture

過去的20年，是計算技術和通信技術飛速發展的20年。PC作為計算機技術發展的代表，已經融入人們的工作與生活之中，而光纖網絡、有線電視網絡、移動通信網絡的建設，又為電腦產業開創了新的發展空間，使得Internet浪潮席卷全球。當通信被無縫地整合到計算環境之中去的時候，計算能力與通信能力相互促進帶來了新的產業曙光。無縫(沒有時延，帶寬充分)的通信能力將使網絡資源充分共享和應用協同成為可能。計算與通信深度融合時代的新的應用模式必將真正釋放互聯網能量，真正為信息技術發展帶來新一輪的飛速發展，并由此推動人們生活、工作發生巨大變革。

計算、通信、消費電子(3C)技術的發展帶來了3C產業的融合趨勢，主要體現在以下幾個方面：

(1)終端設備的互聯互通

越來越多的信息終端，如PC、筆記本、手機、電視等具備了互聯互通的能力，用戶已經逐漸把互聯互通能力作為選擇產品的主要指標之一。各廠家也已經看準這個市場，正在或準備推出支持終端互聯互通的軟件或者產品。

(2)前后臺應用服務內容的整合

PC、手機的應用和后臺服務、內容的整合已經得到用戶的廣泛認可，創造了巨大的經濟價值，例如即時通信、在線游戲、游戲手機短信、鈴聲等。電視的應用和后臺服務正在興起，如IPTV，但是內容和業務模式尚待突破。

(3)適合各種終端的內容、應用、服務日益豐富多彩

在即時通信、在線游戲、手機短信、鈴聲等服務大行其道的同時，伴隨著3C融合的大趨勢，跨終端的服務正在興起，并日益豐富多彩。典型的應用包括互動點播、P2P、個性化定制服務、身份認證及電子支付等。

信息設備資源共享協同服務(IGRS)標準，即閃聯，是多種信息終端制訂規范的準則，是在有限范圍內智能動態組網，實現智能互聯、資源共享和協同服務應用的技術理論基礎。閃聯基礎應用提供了閃聯設備間交互的一些基礎性的應用。通過調用閃聯基礎應用、閃聯智能應用框架、閃聯基礎協議所提供的接口，閃聯設備可實現更為復雜、功能更強的應用。與網格所涉及的龐大的高性能計算和浩瀚的信息資源不同的是，閃聯更關注當前各個信息孤島所造成的資源浪費。譬如今天的彩信只能顯示在手機小得可憐的屏幕上，盡管我們身邊已有像投影機、液晶電視(LCD TV)和等離子電視(PDP)之類的大屏幕顯示設備和彩噴之類的輸出設備。閃聯主張讓用戶周圍所有的這些信息終端動態而智能地組成一個微型應用網絡。利用閃聯之間的有效互聯，來構建未來的信息網格。支持資源開放及協同的閃聯，將是下一代互聯網的重要組成部分。

閃聯的技術實質是整合和協同。從技術角度看，主要有智能互聯、資源共享、協同服務3項關鍵技術。

智能互聯是指配備閃聯協議的任何個人信息終端、企業信息應用、社會信息服務，在一定范圍內自動搜索其他相關終端、應用和服務，并在閃聯協議基礎上，動態生成新的網絡，經安全認證后自動組網或入網的一種智能活動。這樣，在一定范圍內的各種復雜的設備、應用和服務，就可以智能、高效、方便地組織起來。智能互聯是閃聯應用在個人、企業、社會3個層面得以實施的基礎。一切個人信息終端、企業信息應用、社會信息服務首先要彼此之間進行智能互聯，然后才能夠進行資源共享和協同服務。

資源共享是指智能互聯的設備通過有線網絡和無線網絡主動公布自己可提供的資源，并獲知他方的可提供的資源，如計算資源、存儲空間、輸入功能、顯示功能、打印資源、通信功能、音響資源等。其中資源可以是設備的功能，也可以是組合的應用和服務。共享的設備可以是個人電腦、筆記本、服務器、交換機、路由器、打印機、傳真機、手機、PDA等，也可以是電視、音響、投影機、冰箱、熱水器、空調、DVD等。共享的應用可以是文字處理、圖形顯示、音樂、動畫、視頻節目等，也可以是數據庫、郵件系統、企業資源規劃(ERP)、客戶關系管理(CRM)系統等。共享的服務可以是自動定位、遠程醫療、旅游規劃、跟隨服務，也可以是電子商務、電子政務等。總之，包括一切可以在閃聯協議基礎上進行智能互聯的設備、應用和服務。資源共享是閃聯應用的手段，是集中眾多資源來為個人、企業、社會協同服務的關鍵。

協同服務是指在智能互聯、資源共享的基礎上，在一定范圍內通過應用和資源的優化組合，相互協作，充分發揮并釋放網絡的能量，從而在個人、企業、社會3個層面產生新的應用形式，并更好地服務于個人、企業和社會。協同服務是閃聯應用的目的，是智能互聯、資源共享的落腳點。

信息設備智能互聯與資源共享協議自2003年7月開始由閃聯標準工作組負責制訂。其標準1.0版本已于2005年6月被正式頒布為國家行業推薦性標準，成為中國3C協同領域的第一個國家推薦性行業標準。此外，基于閃聯標準的各項開發工具和測試認證工具也已經基本完成，并在逐漸完善和更新中。

1 IGRS標準的體系結構

IGRS標準[1-2]的目標是在企業、公共場所、個人以及家庭所涉及的信息設備互聯時，通過遵循共同資源描述及功能服務接口標準，使設備能夠有效實現資源開放及服務協同，提高設備間功能的互操作性。

IGRS標準為IGRS應用提供統一的網絡資源發現、使用和管理機制，它由3部分構成：IGRS基礎協議、IGRS智能應用框架、IGRS基礎應用。

IGRS層次結構如圖1所示。IGRS支持各種信息設備通過有線局域網、無線局域網、藍牙等實現連接，傳輸與網絡協議基于傳輸控制協議/網間協議(TCP/IP)，設備交互消息框架基于HTTP/1.1協議，設備發現與資源共享基于IGRS基礎協議，設備協同服務基于IGRS應用框架。

設備連接、傳輸與網絡協議以及設備交互消息框架采用現有的并被廣泛應用的網絡技術，IGRS基礎協議、IGRS應用框架及IGRS基礎及擴展應用構成了IGRS標準的主要內容，其中IGRS基礎協議定義了IGRS設備間的組網和客戶與服務間的交互機制。在基礎協議的基礎上，IGRS應用框架為各種IGRS應用抽象并定義出相應的標準服務和交互邏輯，而各種IGRS應用可以基于對應的IGRS應用框架進行標準化實現，保證互操作。

閃聯協議的協議棧結構，最上面一層是各個用戶開發的應用。應用通過協議棧提供的服務和客戶的描述包裝可以發布在IGRS設備上，成為IGRS服務和客戶。應用框架是一組支持某種特定應用的服務和客戶的集合，特定的應用框架向特定的應用提供更為貼切和充分的開發支持。IGRS設備上的服務和應用通過下層的IGRS標準協議與其他IGRS設備上的服務和應用進行交互，包括互相發現和使用。底層的設備路由協議為上層的交互消息提供了發送的目的地，而消息的傳輸則基于現有的傳輸協議。

IGRS設備是對現實世界中各種信息終端設備的一種抽象，是其所擁有的共享資源的容器和管理者。應用程序通過閃聯協議棧應用編程接口(API)與共享資源管理器交互實現對由IGRS設備構成的網絡中的共享資源的使用與管理。

IGRS設備的共享資源可以分為兩類：一類是設備自身所固有的可共享資源，如計算資源、存儲資源等；一類是應用程序開發者通過開發向其他應用程序提供某種形式的服務，如媒體播放服務、文件打印服務等。

需要使用IGRS設備上的共享資源的應用程序通過客戶代理形式接受共享資源管理器的管理，同時使用資源管理器所提供的API實現對IGRS設備共享資源的使用和管理。不同的IGRS設備上的共享資源管理器通過通用的IGRS設備交互協議實現設備訪問與控制、服務訪問與控制、服務數據分發、事件訂閱與通知等功能。

通用IGRS設備交互協議可通過IGRS標準協議映射規范映射到不同的傳輸協議上，如基于傳輸控制協議/數據報協議(TCP/UDP)、超文本傳輸協議(HTTP)、Internet對象請求代理間互操作協議(IIOP)、遠程方法調用(RMI)等網絡協議的IGRS設備交互協議。

2 IGRS基礎協議

IGRS基礎協議定義了IGRS設備間統一的資源發現與發布機制、統一的設備配置管理機制、統一的服務訪問控制機制、統一的數據獲取分發機制、統一的安全規范等。如圖2所示，IGRS基礎協議由如下部分構成：

·設備管道協議

·設備發現協議

·設備訪問控制協議

·服務發現協議

·服務訪問控制協議

·安全規范

·設備和服務描述規范

設備和服務描述規范定義了IGRS設備和服務的標準描述模板。

設備管道協議定義了IGRS設備間統一的消息框架及設備間的消息轉發機制。通過該協議，具有不同網絡介質的IGRS設備可以通過消息轉發的方式實現相互通信。

設備發現協議定義了IGRS設備信息的發布和發現機制。當一個IGRS設備進入網絡時，可以通過該協議向網絡上發布自身的設備資源相關信息，并且可以發現網絡中已有的其他IGRS設備及相關信息。

設備訪問控制協議定義了IGRS設備間的交互和管理機制。IGRS設備可以借助該協議與其他設備組成設備群組從而實現設備集中管理，IGRS設備也可以借助該協議實現對其他IGRS設備的配置管理。

服務發現協議定義了IGRS設備上的服務信息的發布和發現機制。IGRS設備上的服務可以借助該協議發布自身相關信息。IGRS設備上的客戶可以借助該協議發現網絡中各設備上發布出來的感興趣的服務信息。

服務訪問控制協議定義了IGRS設備上客戶和服務之間的訪問控制機制，包括客戶和服務之間訪問方式、安全機制等的協商過程以及根據協商結果實現客戶對服務的訪問和服務狀態變化的獲取。

安全規范定義了IGRS設備之間、IGRS設備上的客戶與服務間交互過程中的安全機制，包括設備間的身份認證、授權管理、數據傳輸加密等。

3 IGRS應用框架

IGRS智能應用框架基于基礎協議，針對各種應用模式定義了相應的客戶、服務、數據對象以及它們之間的交互規則。不同的應用開發者可以根據特定的智能應用框架開發相應的客戶服務或數據對象。根據智能應用框架中定義的規則，這些相關的客戶服務和數據就可以動態地組合成為完整的應用。例如，一個實現了文件交換類應用框架客戶端的PDA和一個實現了文件交換類應用框架服務端的筆記本相互發現后，即可實現文件交換。

智能應用框架通過對IGRS基礎協議的封裝，為特定種類應用的開發提供了更為專用的接口，使得該種類的應用開發更為容易。例如，控制類智能應用框架定義了控制類應用中涉及的客戶和服務端各自的功能、交互規則及相應的應用程序開發接口。客戶端應用程序開發者只需根據控制類應用框架中的客戶應用程序開發接口即可開發與特定被控制服務端程序無關的客戶端應用程序，從而實現統一的控制功能。

目前，IGRS標準中已經定義了4個智能應用框架：

(1)音/視頻(A/V)應用框架定義了音頻、視頻應用中的音視頻流的傳輸、播放、控制機制。

(2)文件共享應用框架定義了IGRS設備間文件發布、查找、獲取機制及相應的安全機制。

(3)控制類應用框架定義了IGRS設備間控制端與被控制端的交互邏輯、安全機制及相應的應用程序開發接口。

(4)外設即插即用應用框架定義了IGRS設備間的發現、設備驅動程序獲取及相應的安全機制。

IGRS標準還將陸續制訂新的智能應用框架。

4 IGRS應用

基于IGRS標準，應用程序開發者可以開發出各種各樣支持“資源共享與協同服務”的IGRS應用。

IGRS基礎應用提供了IGRS設備間交互的一些基礎性的應用，IGRS應用則是建立在IGRS標準基礎上，通過調用IGRS智能應用框架、IGRS基礎協議所提供的接口實現的更為復雜、功能更強的應用。

IGRS基礎應用內置于IGRS設備，用于支持多個設備之間某種協同工作模式所必備的應用，其本身可以隨著協同工作模式的發展而擴展。例如，符合IGRS規范的筆記本和TV均內置了音視頻流傳輸基礎應用，當筆記本和TV互相發現后，筆記本即可將所擁有的多媒體數據以流的形式分發到TV上進行播放，同時，筆記本也可以接收TV傳來的電視節目流，從而實現電視節目的實時存儲。另外，IGRS基礎應用也可以為開發其他IGRS應用提供支持，例如應用程序開發者可以在一個內嵌了網絡接入基礎應用的IGRS設備上開發網絡代理應用，其他IGRS設備可以通過該網絡代理應用實現網絡資源的共享。

一個IGRS應用由一個或多個IGRS服務和一個或多個使用IGRS服務的IGRS客戶交互完成。典型情況下一個完整的IGRS應用交互過程如圖3所示。

5 IGRS與其他標準的關系

5.1 互操作基礎

IGRS建立在多種現有標準基礎之上。IGRS采用了HTTP/1.1、SOAP/1.1協議作為IGRS設備間交互的消息框架。由于HTTP/1.1、SOAP/1.1協議的廣泛使用，IGRS的體系結構支持多種標準之間的互操作。

5.2 與UPnP的互操作

IGRS不限定設備間尋址方式，設備間的尋址由IGRS以外的機制實現。但IGRS支持設備使用靜態IP、動態主機配置協議、自動IP等尋址方式。

IGRS的設備/服務發現機制包括了基于全局對等組的設備/服務發現機制和基于主從設備組的設備/服務發現機制。IGRS采用并擴展了SSDP作為設備相互發現的基礎，而SSDP同時也是通用即插即用(UPnP)協議中設備相互發現的基礎，因此，通過擴展，IGRS設備可支持與UPnP1.0設備間的互操作，實現相互發現，相互使用。

與UPnP一樣，IGRS也定義了設備描述模板用于描述IGRS設備的各種信息，這兩種模板均為可擴展標記語言(XML)模板，雖然在格式定義上有所區別，但是通過IGRS設備模板的擴展機制可以在IGRS設備描述中加入UPnP所能識別的字段。

IGRS采用Web服務描述語言(WSDL)作為描述IGRS服務的服務描述模板，UPnP則自定義了一套服務描述模板，這兩種模板格式存在較大差異。IGRS服務可以在IGRS設備描述文檔中的服務描述中加入相應的UPnP描述擴展，從而使得UPnP設備可以識別IGRS服務；IGRS設備也可以通過引入UPnP服務描述文檔解析引擎，從而實現對UPnP服務的識別。

IGRS定義了基于會話的服務調用機制，同時支持基于非安全管道的客戶/服務間交互。IGRS服務可以在IGRS設備描述文檔中的服務描述中加入相應的UPnP客戶訪問接口描述，從而實現與UPnP客戶間的交互；IGRS客戶同樣可以在非安全管道的基礎上實現對UPnP設備上的UPnP服務的控制。同樣，通過非安全管道機制，IGRS服務可以向UPnP客戶開放事件訪問接口，從而實現與UPnP客戶間的事件交互，IGRS客戶同樣可以在非安全管道的基礎上實現對UPnP設備上的UPnP服務的事件訂閱并接受相應的事件通知。

IGRS與UPnP之間的互操作包括如下兩個方面：

(1)IGRS設備上的IGRS客戶發現并識別UPnP設備及UPnP服務，進而實現對UPnP服務的訪問控制。

(2)UPnP設備上的UPnP客戶發現并識別IGRS設備及IGRS服務，進而實現對IGRS服務的訪問控制。

6 結束語

目前，閃聯聯盟已擁有成員63家，產業鏈包含標準制訂、芯片廠商、操作系統廠商、中間件廠商、應用軟件開發廠商、網絡運營商、系統集成商、終端設備開發商、內容服務提供商等完整的3C協同產業環節。閃聯可以帶動產業鏈各個環節的發展，解決中國目前面臨的產業鏈條較短、產業向下游集中的問題，有利于中國信息產業的完善。同時，閃聯新成員已經擴展到中國臺灣、日本、韓國、美國和以色列的一些國際知名公司。這些國際知名公司的加入，將加速推進閃聯在亞洲甚至全球的影響力。

閃聯標準將終端產品作為其產業化推廣的先導，符合業界新技術發展規律。相對整個閃聯產業化體系來講，其所帶動的市場規模只是“冰山一角”。按價值鏈分拆，幾乎每個電子制造業廠商或IT廠商都能在3C產業大市場中找到自己的定位。

首先，閃聯標準為終端設備制造商增值。由于閃聯標準使終端設備實現了近距離組網和協同工作，一方面促使終端設備不僅可以相互調取資源，而且還可以調取其他設備所對應的后端網絡內容，這種應用模式的變化將完全改變個人信息終端的使用方式。未來使用閃聯標準并且能方便關聯的終端設備將比其他設備更具競爭力，提供這類設備的制造商將會在競爭中贏得更大的商業機會。閃聯標準也會催生新產品形態出現，具備長遠眼光的信息終端制造商將會找到市場新增長點。如未來可能出現專門接收視頻、音頻或者網絡內容的設備，電視有可能分化為多個純顯示終端和節目綜合接入器。其次，電信運營商將自己的寬帶業務產品同電腦終端廠商的產品捆綁銷售，不但可以提升其自身的品牌形象，也可以有效提高其寬帶接入的業務量，此外，還將為閃聯促生更多的基于關聯應用的應用品種，同時也可以幫助運營商解決其寬帶業務的內容“瓶頸”。再者，閃聯標準可為網絡運營商和內容服務商增值。由于閃聯標準出現，將極大地帶動后端的三網協同與應用，從而使網絡運營商和內容提供商面臨新的整合。電信運營商將高度協同，整合互聯網、廣電網、通信網的接入方式，為用戶提供一攬子服務，多個運營商競爭局面將形成。用戶將不再關心用哪種網絡接入，只需要按照價格與服務來選擇一個運營商提供全面的網絡服務，而內容提供商需要提供更加專業化的內容服務，因為前端整合將迅速帶動中國網民從青年向全民化轉變，這就要求內容商提供能夠適應各類階層公眾需求的豐富內容，如游戲、新聞、音樂、影像等。同時內容提供商在進行設計時，將會充分考慮終端關聯應用的場景，設計出新的適用于設備關聯狀態下的內容與服務。最后，閃聯標準將帶動軟件產業的發展。由于閃聯標準未來可能通過專門芯片、操作系統、應用模塊、關鍵技術、應用軟件包集成等方式在終端上實現，所以將為底層技術開發廠商帶來歷史機遇。

在閃聯標準工作組和閃聯信息工程中心的積極推動下，閃聯標準的產業化已經取得了初步的進展。自2004年以來，以閃聯電腦、閃聯投影機、閃聯電視、閃聯手機等為代表的3C協同產品開始走進市場，走入人們的生活。閃聯的產業化所帶來的各種嶄新的應用體驗將極大地刺激消費者對數字產品的需求，促進中國數字產業的快速發展，形成頗具規模的閃聯產業鏈。

7 參考文獻

[1] SJ/T 11310-2005 信息設備資源共享協同服務(IGRS):第1部分 基礎協議[S]. 2005.

[2] SJ/T 11311-2005 信息設備資源共享協同服務(IGRS):第4部分 基礎測試驗證規范[S]. 2005.

收稿日期：2006-05-31

作 者 簡 介

于興業，北京科技大學畢業，博士。現工作于閃聯信息技術工程中心，主要從事閃聯技術、產品及方案的研發工作。