如何使用WS-Discovery规范在Java中发现网络上的ONVIF设备?

mum43rcc  于 2023-03-11  发布在  Java
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我正在尝试使用一些Java代码来发现ONVIF设备。具体来说,我正在尝试获取它们的设备服务地址(我相信这只是他们的IP地址?),如ONVIF Core Spec所述(在第4. 3节中)“成功的发现提供设备服务地址。一旦客户端获得设备服务地址,它就可以通过设备服务接收详细的设备信息..."。最终获得网络上ONVIF设备的详细信息是我的目标。一般来说,我也在寻找一些与使用ONVIF规范相关的指导。
我对Web服务世界(以及一般的网络)还是个新手,所以请原谅我说了一些愚蠢的话,但是,我自己已经为此付出了很多努力:我读了很多关于ONVIF Core SpecONVIF Application Programmer's GuideWS-Discovery Specification的书,如果可以的话,我想总结一下我所知道的,这样你就可以告诉我,我的思路是否正确:
1.“Web服务”是一种标准技术的名称,它使用独立于平台和语言的Web服务标准,如IP网络上的XML、SOAP和WSDL。基本思想是我们希望能够从任何编程语言调用有效的方法/函数(服务)。

  1. web服务通常托管在服务器上;但在ONVIF用例中,网络服务提供商是ONVIF设备(例如,IP摄像头)。因此,为了从任何语言与设备交互,我们使用网络服务操作/调用,因为网络服务调用可以用任何语言实现。
  2. XML是数据描述语法(使用它是因为它与语言无关;任何语言都可以解析它)。SOAP是用于来回获取SOAP注入的XML文档的通信协议(基本上,进行我们的方法调用)。WSDL用于描述服务(它是Web服务接口的基于XML的描述)。我已经下载了用于设备管理here的WSDL,并通过WSDL编译器wsimport(由JDK提供)从WSDL生成Java类以在代码中使用。但是我知道调用这些方法将在设备发现之后进行,对吗?
  3. ONVIF设备是根据WS-Discovery规范发现的。您发送Probe消息,匹配探测器约束的设备将发回ProbeMatch消息,如第13页和第14页in ONVIF Application Programmers Guide所述
    这就是我开始感到困惑的地方。我究竟如何在Java中发送这个消息?ONVIF应用程序编程人员指南在第15页提供了一些伪代码,但我不知道如何实现它。该指南中的4.3.1节是我特别坚持的地方。我知道“作用域”和“类型”只是可以嵌入到探测器中的约束。但它们不是必需的(根据X1 E6 F1 X的第5页)。由于我想发现所有设备,我想我不需要任何约束来启动,对吗?
    因此,该指南还在第110页提供了一个用于发现的SOAP消息示例,删除了其中的类型声明(因为我不需要那个约束),我知道要发送的SOAP消息将是(我相信?):
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<e:Envelope xmlns:e="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"
 xmlns:w="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/08/addressing"
 xmlns:d="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2005/04/discovery"
 xmlns:dn="http://www.onvif.org/ver10/network/wsdl">
 <e:Header>
 <w:MessageID>uuid:84ede3de-7dec-11d0-c360-f01234567890</w:MessageID>
 <w:To e:mustUnderstand="true">urn:schemas-xmlsoap-org:ws:2005:04:discovery</w:To>
 <w:Action
a:mustUnderstand="true">http://schemas.xmlsoap.org/ws/2005/04/discovery/Pr
obe</w:Action>
 </e:Header>
 <e:Body>
 <d:Probe>
 </d:Probe>
 </e:Body>
</e:Envelope>

我也知道WS-Discovery技术使用了地址239.255.255.259和UDP端口3702......但这就是我所得到的结果。我如何在Java中将SOAP消息发送到该地址和端口?我如何读取响应(我 * 认为 * 我将以注入SOAP的XML文档的形式返回ProbeMatch消息,因此我需要解析该XML以获得XAddrs,但不确定)。我是否需要以某种方式将该SOAP消息的UDP广播发送到该地址?

TL;DR:我认为要执行ONVIF设备发现,我需要将上面的SOAP消息发送到UDP端口3702上的地址239.255.255.259。我不知道如何在Java中执行此操作,只是在寻找一些指导;我甚至不确定我是否走在了设备发现的正确道路上。

5uzkadbs

5uzkadbs1#

通过大量的试验和错误,我找到了解决我的问题的另一种方法。mpromonet可能是大多数情况下要走的路,我只是想避免使用像Apache这样的大依赖性。我还认为这应该是可以做到的,只是一些简单的UDP消息。
这个解决方案也是基于SO用户托马斯的有用代码here。我主要是通过删除线程简化了他的代码,并添加了一些注解。同样,他的解决方案可能比我的更好(性能更高);但是,我的可能更容易理解一个初学者(像我)。
下面是代码:

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.*;

import javax.xml.namespace.QName;
import javax.xml.soap.*;
import java.util.*;

public class ONVIFDeviceDiscoveryFIN {

   // Following constants are related to Discovery process
   public static final int WS_DISCOVERY_TIMEOUT = 4000; // 4 seconds. Time to wait to receive a packet
   public static final int WS_DISCOVERY_PORT = 3702; 
   public static final String WS_DISCOVERY_ADDRESS_IPv4 = "239.255.255.250";

   // note that the probe below MUST be given a unique urn:uuid. Devices will NOT reply if the urn:uuid is not unique! 
   public static final String WS_DISCOVERY_PROBE_MESSAGE = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\r\n" + 
        "<soap:Envelope xmlns:soap=\"http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope\" xmlns:tds=\"http://www.onvif.org/ver10/device/wsdl\" xmlns:tns=\"http://schemas.xmlsoap.org/ws/2005/04/discovery\" xmlns:wsa=\"http://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/08/addressing\">\r\n" + 
        "   <soap:Header>\r\n" + 
        "      <wsa:Action>http://schemas.xmlsoap.org/ws/2005/04/discovery/Probe</wsa:Action>\r\n" + 
        "      <wsa:MessageID>urn:uuid:5e1cec36-03b9-4d8b-9624-0c5283982a00</wsa:MessageID>\r\n" + 
        "      <wsa:To>urn:schemas-xmlsoap-org:ws:2005:04:discovery</wsa:To>\r\n" + 
        "   </soap:Header>\r\n" + 
        "   <soap:Body>\r\n" + 
        "      <tns:Probe>\r\n" + 
        "         <tns:Types>tds:Device</tns:Types>\r\n" + // Constraint to find just ONVIF devices hopefully? Recall we are sending a probe on the 192.168.0.50 network; if we have no constraints, it would find everything there! WS-Discovery generally is for much more than ONVIF, like printers and stuff
        "      </tns:Probe>\r\n" + 
        "   </soap:Body>\r\n" + 
        "</soap:Envelope>";

   private static ArrayList<String> getResponsesToProbe(String uuid) throws IOException{
       // TODO: add in ability to send scope and type constraints
       // NOTE: We do need to know the address of the network interface to discover devices on...
       // Function composes and sends a Probe to discover devices on the network. uuid is the urn:uuid to put in the probe. Functions returns all the SOAP-Infused XML responses (all the ProbeMatches).

       // give the probe a unique urn:uuid (we must do this for each probe!). This is generated outside function
       final String probe = WS_DISCOVERY_PROBE_MESSAGE.replaceAll("<wsa:MessageID>urn:uuid:.*</wsa:MessageID>", "<wsa:MessageID>urn:uuid:" + uuid + "</wsa:MessageID>");

       // set up the "sender and receiver"; this is the socket that we send our probe from, and where we receive back the ProbeMatch responses.
       // NOTE:  that we do need to know the address of the network interface to discover devices on... (port could be anything)
       final int port = 55000;
       DatagramSocket senderAndReceiver = new DatagramSocket(port, InetAddress.getByName("192.168.0.50")); // so you do need to know the address of your network interface to discover devices on...
       senderAndReceiver.setSoTimeout(WS_DISCOVERY_TIMEOUT);

       // send the probe 
       DatagramPacket probeMsg = new DatagramPacket(probe.getBytes(), probe.length(), InetAddress.getByName(WS_DISCOVERY_ADDRESS_IPv4), WS_DISCOVERY_PORT);
       senderAndReceiver.send(probeMsg);

       // read in the responses
       ArrayList<String> responses = new ArrayList(); // this is the collection of all SOAP-infused XML ProbeMatch responses
       byte[] receiverBuffer = new byte[8192];
       DatagramPacket receiverPacket = new DatagramPacket(receiverBuffer, receiverBuffer.length); // this is the packet that receive the response in. Get's updated with the next response on each call to .receive()
       while (true) {
           try {
               senderAndReceiver.receive(receiverPacket);
               responses.add(new String(receiverPacket.getData()));

           } catch (SocketTimeoutException e) {
               // System.out.println("Socket read timeout; taken to mean that there is no more responses -- i.e., no more Probe Matches");
               break;
           }
       }

       // close the socket
       senderAndReceiver.close();

       return responses;

   }

   public static void main(String[] args) throws IOException, SOAPException {

       final String uuid = UUID.randomUUID().toString(); // generate the uuid to add to the Probe message

       ArrayList<String> responses = getResponsesToProbe(uuid); // responses is a collection of all the SOAP-infused XML ProbeMatches . It's all of our responses to the probe; it's basically the devices we've discovered!

    }

}

使用此功能的一些注意事项:
1.要使用此解决方案,您需要知道要查看的“网络接口”。在我的代码中,这是192.168.0.50。这是我要查找的摄像头所在的网络。要查找此接口,请在cmd提示符下运行arp -a命令(不确定如何在Mac或Linux上做到这一点),然后定位你的摄像头的IP。它福尔斯的接口就是你想要用来做那个“192. 168. 0. 50”的接口。在我有限的理解中,这些接口基本上将你的网络分段,所以你需要选择一个合适的接口来查找设备。我认为(?)托马斯的代码通过查找所有这些网络接口来避免这个问题。这在his code的第81-100行中完成。
1.当你发送探测器的时候,你必须给予它一个唯一的UUID,这是我做这件事时犯的一个错误;我在探测器(WS_DISCOVERY_PROBE_MESSAGE)中测试了一个硬编码的UUID,它可以一次性发现设备;但是在那之后,如果你用相同的UUID发送一个探测器,设备似乎根本不会回复。你也不会得到错误响应,这就是为什么我很坚韧找到答案。这就好像设备保存了一些内部日志,记录了所有接收到的探测器的UUID;如果你发送一个带有旧UUID的探头,它会拒绝它。或者至少,我正在测试的兼容ONVIF的摄像机(AXIS M3045-V)就是这种情况。我不确定ONVIF规范是否 * 要求 * 这种行为,但至少在AXIS M3045-V中很明显。
1.注意:SOAP通常依赖于HTTP进行传输;但这里我们在UDP上使用它。
我希望这能帮助任何想做类似事情的人。如果有什么我能帮上忙的,请告诉我;在这一点上,我已经阅读了大量的文档,所以我可能可以帮上忙!

yc0p9oo0

yc0p9oo02#

使用CXF WSDiscoveryClient可以探测ONVIF设备。
默认情况下,WSDiscoveryClient使用WS-discovery 1.1,ONVIF使用WS-discovery 1.0,因此您需要启用WS-discovery 1.0。
一个简短的实现可以是:

import java.util.List;
import javax.xml.ws.EndpointReference;
import org.apache.cxf.ws.discovery.WSDiscoveryClient;

public class Main 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        WSDiscoveryClient client = new WSDiscoveryClient();
        client.setVersion10(); // use WS-discovery 1.0
        client.setDefaultProbeTimeout(1000); // timeout 1s

        System.out.println("Probe:" + client.getAddress());
        List<EndpointReference> references = client.probe();

        System.out.println("Nb answsers:" + references.size());
        for (EndpointReference ref : references)
        {
            System.out.println(ref.toString());
        }
    }
}
bbuxkriu

bbuxkriu3#

我已经修改了一个库来与ONVIF摄像头接口。它使用WS-Discovery进行发现。它目前在获取友好名称方面做得不好。我正在研究如何在不进行身份验证的情况下获取该名称。它是一个Kotlin库,有一个JVM目标,所以我相信您可以从Java使用它。
https://github.com/sproctor/ONVIF-Camera-Kotlin/

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