WLAN 直连（对等链接或 P2P)调研及iOS跨平台调研

# 研究背景

1. 两个设备链接同一局域网不一样频率的网络后，两端可能出现不能正常通讯的问题。
2. 若是经过Socket进行本地局域网通讯，不在一个网络会出现找不到设备IP，没法链接的问题，外网走服务器会出现延迟、数据同步不许确的问题。
3. 在混合网络场景中，在链接AP时，既能同时在两端点对点通讯，而且两端也能分别进行外网访问。
4. 新技术方向必要条件：须要同时支持Android和iOS两端。

Andorid端：WiFi-P2P

Wifi P2P (peer to peer)：定义为 Wifi 点对点，也叫 Wifi 直连(Wifi Direct)，它是 Wifi Display(投屏) 应用的技术基础。

官方定义

使用 WLAN 直连 (P2P) 技术，可让具有相应硬件的 Android 4.0（API 级别 14）或更高版本设备在没有中间接入点的状况下，经过 WLAN 进行直接互联。使用这些 API，您能够实现支持 WLAN P2P 的设备间相互发现和链接，从而得到比蓝牙链接更远距离的高速链接通讯效果。对于多人游戏或照片共享等须要在用户之间共享数据的应用而言，这一技术很是有用。

其余定义

WiFi Direct是指容许无线网络中的设备无需经过无线路由器便可相互链接。其原理与蓝牙技术相似，这种标准容许无线设备以点对点形式互连。而更为重要的是，WiFi Direct技术容许一个WiFi设备同时创建多个无线链接，这是目前不少新形态WiFi应用最关键的技术。

WiFi Direct是一种P2P的无线互联技术，它所创建的网络是一种改进型的adhoc网络，采用无线通信模式。

WiFi两种网络模式：Infrastructure Mode 和Ad Hoc Mode.

WiFi Direct主要解决了物理层的链接问题，包括设备发现和服务发现等。相关技术有NFC和DLNA。

WiFi Direct其余特性：

• 不须要AP或者路由器，设备内置“soft AP”
• 对等链接的双方只需一方支持WiFi Direct便可实现无线互联
• 同时支持基础设施网络和P2P网络。
• 能够以一对一或者一对多的方式造成设备互联
• 至少符合802.11g协议才能够经过WiFi Direct CERTIFIED验证
• 最大传输距离可达到200米，最大传输速度为250Mbps，使用2.4GHz与5GHz两种频段频段，并它支持一对一，以及一对多模式。

重要特性

1. Wifi P2P 技术并不会访问网络，但因为会使用到 Java Socket，因此须要申请网络权限。
2. 只须要打开 Wifi 便可，不须要加入任何网络或 AP，便可实现对等点链接通信。（注：在后文的demo中有验证）
3. 支持服务器给群里设备发送消息。
4. Wifi Direct实现的只是设备间的配对，配对后的文件传输操做仍是须要开发者本身来作的。

扩展

Miracast依赖的Wi-Fi技术项有：

• Wi-Fi Direct，也就是Wi-Fi P2P。它支持在没有AP（Access Point）的状况下，两个Wi-Fi设备直连并通讯。
• Wi-Fi Protected Setup：用于帮助用户自动配置Wi-Fi网络、添加Wi-Fi设备等。
• 11n/WMM/WPA2：其中，11n就是802.11n协议，它将11a和11g提供的Wi-Fi传输速率从56Mbps提高到300甚至600Mbps。WMM是Wi-Fi Multimedia的缩写，是一种针对实时视音频数据的QoS服务。而WPA2意为Wi-Fi Protected Acess第二版，主要用来给传输的数据进行加密保护。

上述的Wi-Fi技术中，绝大部分功能由硬件厂商实现。而在Android中，对Miracast来讲最重要的是两个基础技术：

• Wi-Fi Direct：该功能由Android中的WifiP2pService来管理和控制。
• Wi-Fi Multimedia：为了支持Miracast，Android 4.2对MultiMedia系统也进行了修改。

使用场景

1. 手机链接到某AP上网，运行youtube客户端看视频；手机同时经过Wi-Fi Direct链接到电视，将视频经过Wi-Fi Direct Display投射到大银幕上.
2. 可实现经过 Wifi 链接，同时使用数据网络的场景，好比：手机遥控无人机的同时，无人机须要访问远程服务器上传数据。
3. 目前在市场上，Client形式（客户、用户使用的）的WiFi产品（不管是USB接口、SDIO接口仍是UART接口）都支持WiFi Direct，只是这项技术的用户感知不强。市面上其实已经有不少用WiFi Direct底层技术的App，例如快牙、瓦力快传等利用智能手机自身的WiFi模块自建网络并传送文件。

Demo研究

Android端

说明：根据官方的demo，整理成Andorid Studio中可编译的项目，并添加测试用例。

代码及测试apk请点击：WiFiDirectDemo

官方文档：WLAN 直连（对等链接或 P2P）概览
官方源码连接：WiFiDirectDemo

测试安装包：
在apk目录下，文件名为：wifidirectDemo.apk。

测试用例：

测试以前，记得首先打开手机WiFi,不然部分手机可能出现闪退的问题。

设备支持必要条件：开启WiFI并容许获取定位权限。

如下为五种测试场景：

1. 同一局域网场景：

两个手机链接WLAN热点：如Smart(2.4G/5G)，在同一个网络下。
运行结果：两个手机能正常通讯，能正常收发图片。

1. 同一局域网分离出两个路由：

一个手机链接WLAN热点：如Smart-Slim(5G)，另外一个手机链接Smart（2.4G/5G）。

运行结果：两个手机能正常通讯，能正常收发图片。

1. AP隔离场景：

一个手机链接4G网络虚拟的人个热点，一个手机链接Smart（2.4G/5G）。
运行结果：两个手机能正常通讯，能正常收发图片。

1. 两个手机只须要打开WiFi，不须要链接任何网络。

运行结果：两个手机能正常通讯，能正常收发图片。

1. 开发板的测试场景

   同上述四种测试场景。

小结：只要两端都打开wifi，不管连的是否同一个网络，均可以链接上并收发图片。

异常状况：

有时候会出现搜索不到的状况，须要多试几回才能搜索成功。另外须要Rom取消发送邀请、确认配对链接弹窗。

iOS端

Multipeer connectivity是一个使附近设备经过Wi-Fi网络、P2P Wi-Fi以及蓝牙我的局域网进行通讯的框架。

互相连接的节点能够安全地传递信息、流或是其余文件资源，而不用经过网络服务。

此框架是在iOS7之后推出，旨在替代GameKit下的GKPeerPickerController通讯。

经过此框架咱们能够直接链接同一网络下的设备，让其直接进行相似微信，qq那样的即时通信效果。

使用场景：

如何在iPhone移动设备上使用Wi-Fi Direct功能

第三方开源跨平台研究

Android-iOS 跨平台传输方案调研

https://stackoverflow.com/que...

• AllJoyn

alljoyn(目前只找到Android 项目services-simulators，iOS端没有找到 )

AllJoyn，由高通公司主导的高通创新中心（Qualcomm Innovation Center）所开发的开放源代码专案，主要用于近距离无线传输，透过Wifi或蓝牙技术，进行定位与点对点档案传输。

• FireChat

(Android端和iOS端都有相应的App。未找到开源的项目）

FireChat，是一个专门用于手机的APP，由开放花园公司开发。它能使智能手机在没有网络存取时，经由无线网状网络的蓝牙、Wi-Fi，或苹果公司的多点连线（Multipeer Connectivity）对等网络架构连线。

• udark （Android和iOS端都有开源项目,Android端底层未用到WiFi-P2P接口，以蓝牙和NSD为主，两端文档接口不完善）

Mobile peer-to-peer mesh networking library.Integrates into iOS and Android apps and works over Wi-Fi and Bluetooth.

重点对udark进行Demo验证，验证后发现存在如下问题：

Android 端：

能够看到底层源码（只能经过implementation 'io.underdark:underdark:1.0.12'查看jar包），底层代码初步判断是基于蓝牙和WiFI(NSD)混合模式实现。可是链接成功或是失败，寻找缘由时，因为没有文档接口说明很差定位问题。

iOS端： 真机存在适配系统版本13及以上的适配问题，目前只能在iOS模拟器上跑通Demo。代码不开源，没法看到链接原理，没法定位问题。

文档：

两端没有接口文档说明，开源做者也没法进一步联系。

结论：

该开源项目暂时不能在项目中运用，须要考虑其余方向。

下一步方向

• MQTT
• 蓝牙套接字
• ……

最后，若是你看到了此文，对Wifi P2P及跨平台通讯研究感兴趣，欢迎交流。

参考

Wi-Fi Direct

深刻理解Wi-Fi P2P

Android 10.0相关权限的变动（使用WiFi Direct必须打开定位）

WiFi和AP共存方案研究--Android8.0

Android 实现无网络传输文件1

Android 实现无网络传输文件2（wifi热点）

手机端对端直连技术

Android无网络传输文件之WifiP2P

WifiDirect （WIFIP2P） 最全最详细,应用于智能硬件（智能家居，车机，无人机）等

Android Wi-Fi Display（Miracast）介绍（其中的第四种Miracast拓扑图应用场景有用）

三种主流无线同屏技术介绍（Miracast、DLNA与AirPlay技术）