Wi-Fi Direct
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腾讯云 技术升级10大核心产品年终让利>>>   

Wi-Fi Direct标准原名“Wi-Fi peer-to-peer”,即P2P版本的Wi-Fi。Wi-Fi Direct与Wi-Fi并不是一回事儿。符合Wi-Fi Direct标准的设备在无须热点基站、路由或AP的情况下,就可以方便地与其他设备实现直接连接、传输数据或共享应用。而我们目前大量应用的Wi-Fi电脑、手机等,都不能主动发起网络,但是大部分可以被Wi-Fi Direct设备邀请加入。

Wi-Fi Direct设备与基础设施BSS类似,通过组件小组来建立连接,小组拓扑可以是一对一或者一对多的形式。其中,有一部Wi-Fi Direct设备来负责整个小组,承担控制哪些设备可以加入、小组何时启动和终止等工作。这部控制设备相当于现有Wi-Fi网络中的接入点,可以提供部分基础设施接入点的服务。

Wi-Fi Direct手机可以直接连接其他仅装有普通Wi-Fi的手机 设备如何被发现?

设备发现是发现Wi-Fi Direct设备并交换设备信息的机制。通过采用扫描技术来实现确定其他设备并与之建立连接,这种扫描的技术与发现常规接入点时所用的扫描技术类似。用户可以选择是否与已经发现的设备进行连接。选择连接时要看是否已经在小组中,如果没有在小组中,则将会建立新的小组达成连接。如果已经在小组中,将会加入已经存在的小组。

关于小组的一切

一个小组由一部Wi-Fi Direct设备创建。这部创建小组的设备类似传统的无线接入点,在与传统设备连接时,或者在创建提供某种具体服务的小组时都可以采用这种方式。在两部Wi-Fi Direct设备之间连接时,小组可自动创建,在这种情况下,设备将进行协商,确定由哪一部设备来负责管理小组。负责管理小组的设备将决定这个小组是临时(单一实例)或永久(多次重复使用)小组。 邀请机制是可选项,是指在创建小组之后,一部Wi-Fi Direct设备可以邀请其他Wi-Fi Direct设备加入小组(如图1),通过发现,邀请,协议达到互连。受到邀请的设备可以自行决定是否接受邀请。

在小组组建之初,可以选择创建为永久型小组,以方便将来的再次调用。例如,一部笔记本电脑可以创建一个包括笔记本和打印机的永久型小组。以后,如果用户发出打印请求,此小组将再次启动。永久型小组的好处是显而易见的,它可在不进行条件提供(provisioning)的前提下重新启动,因此无须重复输入Wi-Fi Protected Setup PIN码等工作。由于需要使用邀请信号重新调用永久型小组,因此所有支持永久型小组的Wi-Fi Direct设备也必须支持邀请机制。

客户发现是必选项目,这项功能可以使用户针对某类特定的设备或设备类型进行连接。相当于把附近的Wi-Fi设备进行了分类,便于最快地找到所需的应用。例如,一部带有无线功能的相机可以要求查看是否存在打印机类Wi-Fi Direct设备。 节能是个重头戏

能源管理是便携式设备永远无法绕开的一个话题。Wi-Fi Direct的解决方案是采用了称为P2P-PS和P2P-WMM-Power Save的机制。P2P规范引入了两种节能机制:机会节能(Opportunistic Power Save)与缺席通知(Notice of Absence)。缺席通知机制类似于“点名”的方式,通报小组中的设备缺席情况,包括一次性或是定期性的缺席。机会节能机制的原理类似于幼儿园老师看管小朋友,在小朋友都午休的情况下,老师就可以回去休息,但是要定期出来巡视小朋友的状况。在小组中,负责管理小组的Wi-Fi Direct设备就相当于老师的角色,当连接的所有Wi-Fi Direct设备进入休眠时,机会节能机制能够帮助负责管理小组的设备也进入休眠状态。但是,这个设备将定期进入可用状态,用以维持发现功能。正在搜索的设备知道,被搜索的设备可能正在使用节能机制。这些机制可结合使用,以实现休眠时间的最大化。 能源管理机制并不是所有小组都可用的,如果小组中存在传统设备,则不能使用能源管理功能。 如何运行在企业环境中?

与室外无热点的状况不同,在企业环境中,原本建设了大量的有线网络和无线网络,Wi-Fi Direct设备需要与原有网络融合。事实上,Wi-Fi Direct提供了并发机制,设备可以在加入小组的同时,保持WLAN基础设施连接(如图2),这台接入多个网络的Wi-Fi Direct设备被称之为并发设备。可由一部无线设备为并发连接提供支持,并发设备也可支持不同信道的连接,同时参与多个小组。并发运行要求支持多个不同的MAC实体,其中一个实体用于WLAN站点运行,一个则作为Wi-Fi Direct设备运行。MAC实体并不要求必须是物理实体,也可以是包含两个虚拟MAC实体的单一物理层实体。 与企业原有的无线网络相连时,一个WLAN接入点可以实施管理Wi-Fi Direct设备的功能,为企业基础设施网络提供稳定的保护与隔离。这是P2P联网在企业环境中十分必要的一环。具有这种功能的WLAN接入点,可以因任何Wi-Fi Direct设备违反政策的行为而解除其基础设施网络验证,并通报解除验证的原因。在Wi-Fi Direct与WLAN共存的情况下,两者是相互补充的关系,被管理的Wi-Fi Direct设备可以帮助WLAN接入点收集P2P共存信息,WLAN接入点则可以通报P2P小组的信道或能源限制。Wi-Fi Direct设备在进行关联以实施此类监控时,需要将其身份报告给WLAN接入点,可以选择在WLAN接入点和Wi-Fi Direct设备实施被管理的设备功能。WLAN接入点则可选择只验证被管理的设备(即支持可选管理机制的设备)。

Wi-Fi Direct与蓝牙4.0 谁主直连沉浮?

说到直连,就不能不提到蓝牙。在之前很长一段时间,蓝牙几乎是无线设备间直连的事实标准。在Wi-Fi Direct出现之前,蓝牙技术被认为是最适合无线个人区域网(PAN,即将个人设备相互连接)的技术,而Wi-Fi则是无线局域网(LAN,即将个人设备与互联网连接)的最佳技术,井水不犯河水。但在Wi-Fi Direct出现之后,这种情况开始复杂起来。 去年7月,负责蓝牙标准制定的蓝牙特别兴趣小组发布了最新的蓝牙4.0标准,蓝牙4.0也可用于两设备间的长距离数据传输。可以说,蓝牙4.0和Wi-Fi Direct都是为了在无线设备间更快速传输图片、文件和其他数据设计的。现在的智能手机、笔记本电脑、平板电脑等设备,大都配有蓝牙和Wi-Fi接口,这两种技术是并行发展还是最终一枝独秀,现在下结论还为时尚早。我们撇开商业推广等因素不谈,单从技术的角度比较一下蓝牙4.0和Wi-Fi Direct。

蓝牙4.0从名称来看,似乎是单纯的技术标准升级,但事实并非如此。这并不是一个单一的规范,而是由三个蓝牙规范合成。不仅使用了新的低能耗技术,也沿用了蓝牙3.0的高速数据传输特性,以及一些传统的蓝牙技术。最麻烦的问题是蓝牙4.0的低能耗技术和现有蓝牙设备是不兼容的。当然,这并不意味着你的蓝牙4.0智能手机就不能使用蓝牙2.1耳机了,只不过它不能和老式蓝牙设备通信了。当然,这也是有办法来解决的,设备制造商可以在使用蓝牙2.1和3.0规范的新设备中混入4.0的低能耗技术,这样向后兼容的问题就只会影响到老式蓝牙设备了。

蓝牙与Wi-Fi在无线技术领域已经平分秋色多年,现在Wi-Fi Direct的出现,让Wi-Fi取代蓝牙的言论甚嚣尘上。针对这个问题,Kelly Davis-Felner曾表示,尽管Wi-Fi Direct在近距离传输的应用上与蓝牙存在交集,但不会尝试在蓝牙技术应用比较成熟的领域与其竞争。Wi-Fi Direct利用了电子产品已有的Wi-Fi设备,在传输距离和速率上非常有优势,是一个马上可以使用的技术。

在笔者看来,两种技术已经并行发展多年,虽然现在有了相互重叠的领域,但都不能完全取代对方。首先是应用领域有所侧重,蓝牙在耳机等领域已经耕耘多年,Wi-Fi要想插足绝非易事。而Wi-Fi在视频,远距离传输上的优势也让蓝牙望尘莫及。另外很重要的一点是原有设备上对蓝牙和Wi-Fi的支持已经固定,两种技术都没有给用户提出一种过渡到对方的方案,而连接方式尚不足以成为更新设备的理由,这就给两种技术留下了很大的成长空间。 Wi-Fi Direct的漫漫应用路

毫无疑问,Wi-Fi Direct在没有热点网络的情况下提供了一种远距离传输的可能,而这在很多情况下意义非凡。ABI Research分析师Victoria Fodale不吝溢美之词:“Wi-Fi Direct是一种具有突破意义的Wi-Fi技术演进。随着人们使用的设备和内容数量的增加,Wi-Fi Direct使Wi-Fi这种已经非常强大的技术具备了更为出色的可用性和便捷性,能够帮助人们利用设备完成所有工作。” Wi-Fi联盟市场主管Kelly Davis-Felner对未来的发展更是态度乐观。“在未来几个月,你将看到很多开发商会走在Wi-Fi Direct的发展前列”。

但是,运行在企业环境的无线网络除了对传输速率、使用方便等项目有要求之外,对安全性和管理性能的要求更为突出。基于角色和业务的设置逐渐成为企业接入网络发展的一个趋势,在问到Wi-Fi Direct在企业环境中的应用时,Aruba亚太区技术总监Mark Verbloot就表达了对这方面的担心:“两个终端直接相连,需要运行在同样的频率之下,这有可能会对企业环境中的其他无线网络造成干扰。其次,企业环境中的网络一般是客户端到服务器相连,而较少会应用到这种点对点的连接。” 表1 Wi-Fi Direct工作机制 工作机制 必选项 可选项 设备发现 是

服务发现

是 小组构建 是

邀请

是 客户发现 是

能源管理

P2P-PS与P2P-WMM-PS

是 缺席通知(Notice of Absence)

是 机会节能(Opportunistic Power Save)

是 无线 无限!

原来有这么一句话来形容无线网络和有线网络的连接能力:“无线是有限的,有线是无限的”。这在几年之前还被奉为经典,但是,现在情况却发生了微妙的变化。我们不去讨论iPad等只支持无线接入的设备给“有线是无限的”这句话带来的冲击,单单看无线网络的发展,你就能感觉到无线网络现在正朝着无限的方向演进。

Wi-Fi Direct作为原有Wi-Fi网络的一种扩展,给人们的生活带来了更大的便利。无须接入传统网络就可以把电脑中的文档发往打印机;无须接入传统网络,就可以和朋友把游戏机相连;无须接入传统网络,就可以把数码相机中的照片分享到电视上——这是一幅多麽美妙的图画。对安全和管理方面的担心是一直伴随着无线网络成长的阴影,但是,就是在这样的阴影之下,无线网络发展迅速,越来越好。

Wi-Fi Direct充分利用了Wi-Fi的优势:性能、范围、无处不在、灵活性等,必将在无线走向无限的道路上涂上浓墨重彩的一笔! 表2 Wi-Fi Direct与蓝牙4.0对比

Wi-Fi Direct 蓝牙4.0 理论速度 额定为250Mbps 额定为25Mbps。

理论距离 656英尺(超过两个足球场) 最大传输距离和规范无关,它只和蓝牙设备的功能有关。与此同时,蓝牙技术联盟表示,蓝牙4.0设备之间的传输距离在200英尺绝对没有问题。

安全性 WAP2(AES 256位算法) AES 128位加密。

功耗 支持WMM省电程序,可以将设备的供电时间延长15%-40%。还提供制度通知和机会节能机制(只用于单纯的Wi-Fi Direct设备小组的环境) 新的低能耗技术(PDF),据称优化之后,即使由一个纽扣电池供电,使用时间也可以长达一年,甚至更长。(只用于传输短脉冲数据)。

向后兼容性 可以与传统的Wi-Fi设备通信 不支持低能耗的设备,可以向后兼容,但是低能耗技术和老式蓝牙设备的兼容性存在问题。

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