文章目錄

• 研究背景
• Andorid端：WiFi-P2P
• • 官方定義
  • 其他定義
  • 重要特性
  • 擴(kuò)展
  • 使用場(chǎng)景
• Demo研究
• • Android端
  • iOS端
• 第三方開(kāi)源跨平臺(tái)研究
• 下一步方向
• 參考

研究背景

兩個(gè)設(shè)備連接同一局域網(wǎng)不同頻率的網(wǎng)絡(luò)后，兩端可能出現(xiàn)不能正常通信的問(wèn)題。

如果通過(guò)Socket進(jìn)行本地局域網(wǎng)通信，不在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)找不到設(shè)備IP，無(wú)法連接的問(wèn)題，外網(wǎng)走服務(wù)器會(huì)出現(xiàn)延遲、數(shù)據(jù)同步不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

在混合網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，在連接AP時(shí)，既能同時(shí)在兩端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，并且兩端也能分別進(jìn)行外網(wǎng)訪問(wèn)。

新技術(shù)方向必要條件：需要同時(shí)支持Android和iOS兩端。

Andorid端：WiFi-P2P

Wifi P2P (peer to peer)：定義為 Wifi 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，也叫 Wifi 直連(Wifi Direct)，它是 Wifi Display(投屏) 應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。

官方定義

使用 WLAN 直連 (P2P) 技術(shù)，可以讓具備相應(yīng)硬件的 Android 4.0（API 級(jí)別 14）或更高版本設(shè)備在沒(méi)有中間接入點(diǎn)的情況下，通過(guò) WLAN 進(jìn)行直接互聯(lián)。使用這些 API，您可以實(shí)現(xiàn)支持 WLAN P2P 的設(shè)備間相互發(fā)現(xiàn)和連接，從而獲得比藍(lán)牙連接更遠(yuǎn)距離的高速連接通信效果。對(duì)于多人游戲或照片共享等需要在用戶之間共享數(shù)據(jù)的應(yīng)用而言，這一技術(shù)非常有用。

其他定義

WiFi Direct是指允許無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無(wú)需通過(guò)無(wú)線路由器即可相互連接。其原理與藍(lán)牙技術(shù)類似，這種標(biāo)準(zhǔn)允許無(wú)線設(shè)備以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式互連。而更為重要的是，WiFi Direct技術(shù)允許一個(gè)WiFi設(shè)備同時(shí)建立多個(gè)無(wú)線連接，這是目前很多新形態(tài)WiFi應(yīng)用最關(guān)鍵的技術(shù)。

WiFi Direct是一種P2P的無(wú)線互聯(lián)技術(shù)，它所建立的網(wǎng)絡(luò)是一種改進(jìn)型的adhoc網(wǎng)絡(luò)，采用無(wú)線通訊模式。

WiFi兩種網(wǎng)絡(luò)模式：Infrastructure Mode 和Ad Hoc Mode.

WiFi Direct主要解決了物理層的連接問(wèn)題，包括設(shè)備發(fā)現(xiàn)和服務(wù)發(fā)現(xiàn)等。相關(guān)技術(shù)有NFC和DLNA。

WiFi Direct其他特性：

• 不需要AP或者路由器，設(shè)備內(nèi)置“soft AP”
• 對(duì)等連接的雙方只需一方支持WiFi Direct即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線互聯(lián)
• 同時(shí)支持基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和P2P網(wǎng)絡(luò)。
• 可以以一對(duì)一或者一對(duì)多的方式形成設(shè)備互聯(lián)
• 至少符合802.11g協(xié)議才可以通過(guò)WiFi Direct CERTIFIED驗(yàn)證
• 最大傳輸距離可達(dá)到200米，最大傳輸速度為250Mbps，使用2.4GHz與5GHz兩種頻段頻段，并它支持一對(duì)一，以及一對(duì)多模式。

重要特性

Wifi P2P 技術(shù)并不會(huì)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，但由于會(huì)使用到 Java Socket，所以需要申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)限。

只需要打開(kāi) Wifi 即可，不需要加入任何網(wǎng)絡(luò)或 AP，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)等點(diǎn)連接通訊。（注：在后文的demo中有驗(yàn)證）

支持服務(wù)器給群里設(shè)備發(fā)送消息。

Wifi Direct實(shí)現(xiàn)的只是設(shè)備間的配對(duì)，配對(duì)后的文件傳輸操作還是需要開(kāi)發(fā)者自己來(lái)做的。

擴(kuò)展

Miracast依賴的Wi-Fi技術(shù)項(xiàng)有：

• Wi-Fi Direct，也就是Wi-Fi P2P。它支持在沒(méi)有AP（Access Point）的情況下，兩個(gè)Wi-Fi設(shè)備直連并通信。
• Wi-Fi Protected Setup：用于幫助用戶自動(dòng)配置Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、添加Wi-Fi設(shè)備等。
• 11n/WMM/WPA2：其中，11n就是802.11n協(xié)議，它將11a和11g提供的Wi-Fi傳輸速率從56Mbps提升到300甚至600Mbps。WMM是Wi-Fi Multimedia的縮寫(xiě)，是一種針對(duì)實(shí)時(shí)視音頻數(shù)據(jù)的QoS服務(wù)。而WPA2意為Wi-Fi Protected Acess第二版，主要用來(lái)給傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)。

上述的Wi-Fi技術(shù)中，絕大部分功能由硬件廠商實(shí)現(xiàn)。而在Android中，對(duì)Miracast來(lái)說(shuō)最重要的是兩個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)：

• Wi-Fi Direct：該功能由Android中的WifiP2pService來(lái)管理和控制。
• Wi-Fi Multimedia：為了支持Miracast，Android 4.2對(duì)MultiMedia系統(tǒng)也進(jìn)行了修改。

使用場(chǎng)景

手機(jī)連接到某AP上網(wǎng)，運(yùn)行youtube客戶端看視頻；手機(jī)同時(shí)通過(guò)Wi-Fi Direct連接到電視，將視頻通過(guò)Wi-Fi Direct Display投射到大銀幕上.

可實(shí)現(xiàn)通過(guò) Wifi 連接，同時(shí)使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景，比如：手機(jī)遙控?zé)o人機(jī)的同時(shí)，無(wú)人機(jī)需要訪問(wèn)遠(yuǎn)程服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)。

目前在市場(chǎng)上，Client形式（客戶、用戶使用的）的WiFi產(chǎn)品（無(wú)論是USB接口、SDIO接口還是UART接口）都支持WiFi Direct，只是這項(xiàng)技術(shù)的用戶感知不強(qiáng)。市面上其實(shí)已經(jīng)有很多用WiFi Direct底層技術(shù)的App，例如快牙、瓦力快傳等利用智能手機(jī)自身的WiFi模塊自建網(wǎng)絡(luò)并傳送文件。

Demo研究

Android端

說(shuō)明：根據(jù)官方的demo，整理成Andorid Studio中可編譯的項(xiàng)目，并添加測(cè)試用例。

代碼及測(cè)試apk請(qǐng)點(diǎn)擊：WiFiDirectDemo

官方文檔：WLAN 直連（對(duì)等連接或 P2P）概覽
官方源碼鏈接：WiFiDirectDemo

測(cè)試安裝包：
在apk目錄下，文件名為：wifidirectDemo.apk。

測(cè)試用例：

測(cè)試之前，記得首先打開(kāi)手機(jī)WiFi,否則部分手機(jī)可能出現(xiàn)閃退的問(wèn)題。

設(shè)備支持必要條件：開(kāi)啟WiFI并允許獲取定位權(quán)限。

以下為五種測(cè)試場(chǎng)景：

同一局域網(wǎng)場(chǎng)景：
兩個(gè)手機(jī)連接WLAN熱點(diǎn)：如Test(2.4G/5G)，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下。
運(yùn)行結(jié)果：兩個(gè)手機(jī)能正常通信，能正常收發(fā)圖片。

同一局域網(wǎng)分離出兩個(gè)路由：
一個(gè)手機(jī)連接WLAN熱點(diǎn)：如Test-15G)，另一個(gè)手機(jī)連接Test（2.4G/5G）。

運(yùn)行結(jié)果：兩個(gè)手機(jī)能正常通信，能正常收發(fā)圖片。

AP隔離場(chǎng)景：
一個(gè)手機(jī)連接4G網(wǎng)絡(luò)虛擬的人個(gè)熱點(diǎn)，一個(gè)手機(jī)連接Test（2.4G/5G）。
運(yùn)行結(jié)果：兩個(gè)手機(jī)能正常通信，能正常收發(fā)圖片。

兩個(gè)手機(jī)只需要打開(kāi)WiFi，不需要連接任何網(wǎng)絡(luò)。

運(yùn)行結(jié)果：兩個(gè)手機(jī)能正常通信，能正常收發(fā)圖片。
5. 開(kāi)發(fā)板的測(cè)試場(chǎng)景

同上述四種測(cè)試場(chǎng)景。

小結(jié)：只要兩端都打開(kāi)wifi，無(wú)論連的是否同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，都可以連接上并收發(fā)圖片。

異常情況：

有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)搜索不到的情況，需要多試幾次才能搜索成功。另外需要Rom取消發(fā)送邀請(qǐng)、確認(rèn)配對(duì)連接彈窗。

iOS端

Multipeer connectivity是一個(gè)使附近設(shè)備通過(guò)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、P2P Wi-Fi以及藍(lán)牙個(gè)人局域網(wǎng)進(jìn)行通信的框架。

互相鏈接的節(jié)點(diǎn)可以安全地傳遞信息、流或是其他文件資源，而不用通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

此框架是在iOS7以后推出，旨在替代GameKit下的GKPeerPickerController通信。

通過(guò)此框架我們可以直接連接同一網(wǎng)絡(luò)下的設(shè)備，讓其直接進(jìn)行類似微信，qq那樣的即時(shí)通訊效果。

使用場(chǎng)景：

如何在iPhone移動(dòng)設(shè)備上使用Wi-Fi Direct功能

第三方開(kāi)源跨平臺(tái)研究

Android-iOS 跨平臺(tái)傳輸方案調(diào)研

https://stackoverflow.com/questions/28906948/peer-to-peer-android-and-ios-with-wifi-direct-multipeer-connectivity

• AllJoyn

alljoyn(目前只找到Android 項(xiàng)目services-simulators，iOS端沒(méi)有找到 )

AllJoyn，由高通公司主導(dǎo)的高通創(chuàng)新中心（Qualcomm Innovation Center）所開(kāi)發(fā)的開(kāi)放源代碼專案，主要用于近距離無(wú)線傳輸，透過(guò)Wifi或藍(lán)牙技術(shù)，進(jìn)行定位與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)檔案?jìng)鬏敗?/p>

• FireChat

(Android端和iOS端都有相應(yīng)的App。未找到開(kāi)源的項(xiàng)目）

FireChat，是一個(gè)專門用于手機(jī)的APP，由開(kāi)放花園公司開(kāi)發(fā)。它能使智能手機(jī)在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)存取時(shí)，經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)牙、Wi-Fi，或蘋(píng)果公司的多點(diǎn)連線（Multipeer Connectivity）對(duì)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連線。

• udark （Android和iOS端都有開(kāi)源項(xiàng)目,Android端底層未用到WiFi-P2P接口，以藍(lán)牙和NSD為主，兩端文檔接口不完善）

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

重點(diǎn)對(duì)udark進(jìn)行Demo驗(yàn)證，驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

Android 端：

可以看到底層源碼（只能通過(guò)implementation 'io.underdark:underdark:1.0.12'查看jar包），底層代碼初步判斷是基于藍(lán)牙和WiFI(NSD)混合模式實(shí)現(xiàn)。但是連接成功或是失敗，尋找原因時(shí)，由于沒(méi)有文檔接口說(shuō)明不好定位問(wèn)題。

iOS端： 真機(jī)存在適配系統(tǒng)版本13及以上的適配問(wèn)題，目前只能在iOS模擬器上跑通Demo。代碼不開(kāi)源，無(wú)法看到連接原理，無(wú)法定位問(wèn)題。

文檔：

兩端沒(méi)有接口文檔說(shuō)明，開(kāi)源作者也無(wú)法進(jìn)一步聯(lián)系。

結(jié)論：

該開(kāi)源項(xiàng)目暫時(shí)不能在項(xiàng)目中運(yùn)用，需要考慮其他方向。

下一步方向

• MQTT
  MQTT學(xué)習(xí)筆記以及在項(xiàng)目中的實(shí)際運(yùn)用(2021-1-10新增)
• ……

最后，如果你看到了此文，對(duì)Wifi P2P及跨平臺(tái)通信研究感興趣，歡迎交流。

參考

Wi-Fi Direct

[轉(zhuǎn)載]深入理解Wi-Fi P2P

Android 10.0相關(guān)權(quán)限的變更（使用WiFi Direct必須打開(kāi)定位）

WiFi和AP共存方案研究–Android8.0

Android 實(shí)現(xiàn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)傳輸文件1

Android 實(shí)現(xiàn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)傳輸文件2（wifi熱點(diǎn)）

手機(jī)端對(duì)端直連技術(shù)

Android無(wú)網(wǎng)絡(luò)傳輸文件之WifiP2P

WifiDirect （WIFIP2P） 最全最詳細(xì),應(yīng)用于智能硬件（智能家居，車機(jī)，無(wú)人機(jī)）等

Android Wi-Fi Display（Miracast）介紹（其中的第四種Miracast拓?fù)鋱D應(yīng)用場(chǎng)景有用）

三種主流無(wú)線同屏技術(shù)介紹（Miracast、DLNA與AirPlay技術(shù)）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的WLAN 直连（对等连接或 P2P)调研及 iOS 跨平台调研的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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