無線網(wǎng)絡(luò) 隨身攜帶--Wi-Fi直連面面觀

Wi-Fi技術(shù)提供了一種便捷經(jīng)濟(jì)的無線接入方式，但是受制于熱點(diǎn)有限的問題，始終有不能隨時(shí)隨地應(yīng)用的遺憾。如今，Wi-Fi直連(Wi-Fi Direct)技術(shù)提出了一種無需熱點(diǎn)的連接方式，用戶可以不再需要考慮如何連接網(wǎng)絡(luò)――因?yàn)樗麄冸S身攜帶著網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的共享、顯示、打印與同步。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來勢(shì)洶洶，新產(chǎn)品與新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。iPhone，iPad不僅為喬幫主復(fù)興蘋果立下赫赫戰(zhàn)功，而且?guī)缀踔匦露x了智能手機(jī)和平板電腦。在日趨豐富的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中， Wi-Fi成為一種逐漸普遍的無線接入方式。ABI Research的研究報(bào)告稱2010年Wi-Fi設(shè)備出貨量增加到了7.61億部，并且到2011年末將達(dá)到10億部。而Wi-Fi Alliance產(chǎn)品認(rèn)證數(shù)量在2010年增加了62%。

去年10月底，一種新型Wi-Fi--Wi-Fi Direct標(biāo)準(zhǔn)頒布，“Wi-Fi Direct正在改寫行業(yè)游戲規(guī)則，它已成功激發(fā)起了一輪新型連接設(shè)備的研發(fā)熱潮?！?Wi-Fi聯(lián)盟市場(chǎng)總監(jiān)Kelly Davis-Felner如是說。事實(shí)上，第一批Wi-Fi Direct產(chǎn)品由Atheros、博通、英特爾等共同研發(fā)，共有20款產(chǎn)品被推出市場(chǎng)。

Wi-Fi Direct標(biāo)準(zhǔn)原名“Wi-Fi peer-to-peer”，即P2P版本的Wi-Fi。Wi-Fi Direct與Wi-Fi并不是一回事兒。符合Wi-Fi Direct標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備在無需熱點(diǎn)基站、路由或AP的情況下，就可以方便地與其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)直接連接，傳輸數(shù)據(jù)或共享應(yīng)用。而我們目前大量應(yīng)用的Wi-Fi電腦，手機(jī)等等都不能主動(dòng)發(fā)起網(wǎng)絡(luò)，但是大部分可以被Wi-Fi Direct設(shè)備邀請(qǐng)要加入。

Wi-Fi Direct設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施BSS類似，通過組件小組來建立連接，小組拓?fù)淇梢允且粚?duì)一或者一對(duì)多的形式。其中，有一部Wi-Fi Direct設(shè)備來負(fù)責(zé)整個(gè)小組，承擔(dān)控制哪些設(shè)備可以加入，小組何時(shí)啟動(dòng)和終止等工作。這部控制設(shè)備相當(dāng)于現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)，可以提供部分基礎(chǔ)設(shè)施接入點(diǎn)的服務(wù)。

今年1月，在拉斯維加斯消費(fèi)電子展(CES)上LG電子展出最新的Wi-Fi Direct智能手機(jī)讓觀眾切身體驗(yàn)了這項(xiàng)不能觸摸的技術(shù)。演示過程中，在附近沒有Wi-Fi熱點(diǎn)的情況下，工作人員通過Wi-Fi Direct智能手機(jī)連接其他Wi-Fi手機(jī)分享視頻文件。現(xiàn)場(chǎng)的觀眾則可以通過Wi-Fi手機(jī)欣賞所分享的視頻。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)電視及電腦屏幕也將通過DLNA(數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)網(wǎng)絡(luò)同步放映。Wi-Fi Direct手機(jī)可以直接連接其他僅裝有普通Wi-Fi的手機(jī)。

設(shè)備如何被發(fā)現(xiàn)?

設(shè)備發(fā)現(xiàn)是發(fā)現(xiàn)Wi-Fi Direct設(shè)備并交換設(shè)備信息的機(jī)制。通過采用掃描技術(shù)來實(shí)現(xiàn)確定其他設(shè)備并與之建立連接，這種掃描的技術(shù)與發(fā)現(xiàn)常規(guī)接入點(diǎn)時(shí)所用的掃描技術(shù)類似。用戶可以選擇是否與已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備進(jìn)行連接。選擇連接時(shí)要看是否已經(jīng)在小組中，如果沒有在小組中，則將會(huì)建立新的小組達(dá)成連接;如果已經(jīng)在小組中，將會(huì)加入已經(jīng)存在的小組。

關(guān)于小組的一切

一個(gè)小組由一部Wi-Fi Direct設(shè)備創(chuàng)建。這部創(chuàng)建小組的設(shè)備類似傳統(tǒng)的無線接入點(diǎn)，在與傳統(tǒng)設(shè)備連接時(shí)或者在創(chuàng)建提供某種具體服務(wù)的小組時(shí)都可以采用這種方式。在兩部Wi-Fi Direct設(shè)備之間連接時(shí)，小組可自動(dòng)創(chuàng)建，在這種情況下，設(shè)備將進(jìn)行協(xié)商，確定由哪一部設(shè)備來負(fù)責(zé)管理小組。負(fù)責(zé)管理小組的設(shè)備將決定這個(gè)小組是臨時(shí)(單一實(shí)例)或永久(多次重復(fù)使用)小組。

工作機(jī)制 必選項(xiàng) 可選項(xiàng)

設(shè)備發(fā)現(xiàn) 是

服務(wù)發(fā)現(xiàn) 是

小組構(gòu)建 是

邀請(qǐng) 是

客戶發(fā)現(xiàn) 是

能源管理

P2P-PS與P2P-WMM?-PS 是

缺席通知（Notice of Absence） 是

機(jī)會(huì)節(jié)能（Opportunistic Power Save） 是

邀請(qǐng)機(jī)制是可選項(xiàng)，是指在創(chuàng)建小組之后，一部Wi-Fi Direct設(shè)備可以邀請(qǐng)其他Wi-Fi Direct設(shè)備加入小組(如圖1)，通過發(fā)現(xiàn)，邀請(qǐng)，協(xié)議達(dá)到互連。受到邀請(qǐng)的設(shè)備可以自行決定是否接受邀請(qǐng)。

在小組組建之初，可以選擇被創(chuàng)建為永久型小組，以方便將來的再次調(diào)用。例如，一部筆記本可以創(chuàng)建一個(gè)包括筆記本和打印機(jī)的永久型小組;以后，如果用戶發(fā)出打印請(qǐng)求，此小組將再次啟動(dòng)。永久型小組的好處是顯而易見的，它可在不進(jìn)行條件提供(provisioning)的前提下重新啟動(dòng)，因此無需重復(fù)輸入Wi-Fi Protected Setup PIN碼等工作。由于需要使用邀請(qǐng)信號(hào)重新調(diào)用永久型小組，因此所有支持永久型小組的Wi-Fi Direct設(shè)備也必須支持邀請(qǐng)機(jī)制。

客戶發(fā)現(xiàn)是一個(gè)必選項(xiàng)目，這項(xiàng)功能可以使用戶針對(duì)某類特定的設(shè)備或設(shè)備類型進(jìn)行連接。相當(dāng)于把附近的Wi-Fi設(shè)備進(jìn)行了分類，便于最快的找到所需的應(yīng)用。例如，一部帶有無線功能的相機(jī)可以要求查看是否存在打印機(jī)類Wi-Fi Direct設(shè)備。

節(jié)能是個(gè)重頭戲

能源管理是便攜式設(shè)備永遠(yuǎn)無法繞開的一個(gè)話題。Wi-Fi Direct的解決方案是采用了稱為P2P-PS和P2P-WMM-Power Save的機(jī)制。P2P規(guī)范引入了兩種節(jié)能機(jī)制：機(jī)會(huì)節(jié)能(Opportunistic Power Save)與缺席通知(Notice of Absence)。缺席通知機(jī)制類似于“點(diǎn)名”的方式，通報(bào)小組中的設(shè)備缺席情況，包括一次性或者是定期性的缺席。機(jī)會(huì)節(jié)能機(jī)制的原理類似于幼兒園老師看管小朋友，在小朋友都午休的情況下，老師就可以回去休息，但是要定期出來巡視小朋友的狀況。在小組中，負(fù)責(zé)管理小組的Wi-Fi Direct設(shè)備就相當(dāng)于老師的角色，當(dāng)連接的所有Wi-Fi Direct設(shè)備進(jìn)入休眠時(shí)，機(jī)會(huì)節(jié)能機(jī)制能夠幫助負(fù)責(zé)管理小組的設(shè)備也進(jìn)入休眠狀態(tài)。但是，這個(gè)設(shè)備將定期進(jìn)入可用狀態(tài)，用以維持發(fā)現(xiàn)功能。正在搜索的設(shè)備知道，被搜索的設(shè)備可能正在使用節(jié)能機(jī)制。這些機(jī)制可結(jié)合使用，以實(shí)現(xiàn)休眠時(shí)間的最大化。

能源管理機(jī)制并不是所有小組都可用的，它僅限于包括Wi-Fi Direct設(shè)備的小組。如果小組中存在傳統(tǒng)設(shè)備，則不能使用能源管理功能。

如何運(yùn)行在企業(yè)環(huán)境中?

與室外無熱點(diǎn)的狀況不同，在企業(yè)環(huán)境中，原本建設(shè)了大量的有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。Wi-Fi Direct設(shè)備需要與原有網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)用。事實(shí)上，Wi-Fi Direct提供了并發(fā)機(jī)制，設(shè)備可以在加入小組的同時(shí)保持WLAN基礎(chǔ)設(shè)施連接(如圖2)，這臺(tái)接入多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的Wi-Fi Direct設(shè)備被稱之為并發(fā)設(shè)備?？捎梢徊繜o線設(shè)備為并發(fā)連接提供支持，并發(fā)設(shè)備也可支持不同信道的連接，同時(shí)參與多個(gè)小組。并發(fā)運(yùn)行要求支持多個(gè)不同的MAC實(shí)體，其中一個(gè)實(shí)體用于WLAN站點(diǎn)運(yùn)行，一個(gè)則作為Wi-Fi Direct設(shè)備運(yùn)行。MAC實(shí)體并不要求必須是物理實(shí)體，也可以是包含兩個(gè)虛擬MAC實(shí)體的單一物理層實(shí)體。

與企業(yè)原有的無線網(wǎng)絡(luò)相連時(shí)，一個(gè)WLAN接入點(diǎn)可以實(shí)施管理Wi-Fi Direct設(shè)備的功能，為企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)提供穩(wěn)定的保護(hù)與隔離。這是P2P連網(wǎng)在企業(yè)環(huán)境中十分必要的一環(huán)。具有這種功能的WLAN接入點(diǎn)可以因任何Wi-Fi Direct設(shè)備違反政策的行為而解除其基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證，并通報(bào)解除驗(yàn)證的原因。在Wi-Fi Direct與WLAN共存的情況下，兩者是處于相互補(bǔ)充的關(guān)系，被管理的Wi-Fi Direct設(shè)備可以幫助WLAN接入點(diǎn)收集P2P共存信息，WLAN接入點(diǎn)則可以通報(bào)P2P小組的信道或能源限制。一旦Wi-Fi Direct設(shè)備出現(xiàn)違反政策的行為，WLAN接入點(diǎn)可以解除其認(rèn)證，并將解除認(rèn)證的原因通知該設(shè)備。Wi-Fi Direct設(shè)備在進(jìn)行關(guān)聯(lián)以實(shí)施此類監(jiān)控時(shí)，需要將其身份報(bào)告給WLAN接入點(diǎn)?？梢赃x擇在WLAN接入點(diǎn)和Wi-Fi Direct設(shè)備實(shí)施被管理的設(shè)備功能，WLAN接入點(diǎn)則可選擇只驗(yàn)證被管理的設(shè)備(即支持可選管理機(jī)制的設(shè)備)。

Wi-Fi Direct PK藍(lán)牙4.0

說到直連，就不能不提到藍(lán)牙。在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間，藍(lán)牙幾乎是無線設(shè)備間直連的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。在Wi-Fi Direct出現(xiàn)之前，藍(lán)牙技術(shù)被認(rèn)為是最適合無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN，即將個(gè)人設(shè)備相互連接)的技術(shù)，而Wi-Fi則是無線局域網(wǎng)(LAN，即將個(gè)人設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接)的最佳技術(shù)，井水不犯河水。但在Wi-Fi Direct出現(xiàn)之后，這種情況開始復(fù)雜起來。

去年7月，負(fù)責(zé)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)制定的藍(lán)牙特別興趣小組發(fā)布了最新的藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙4.0也可用于兩設(shè)備間的長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸?？梢哉f，藍(lán)牙4.0和Wi-Fi Direct都是為了在無線設(shè)備間更快速傳輸圖片、文件和其它數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在的智能手機(jī)，筆記本電腦，平板電腦等設(shè)備大都配有藍(lán)牙和Wi-Fi接口，這兩種技術(shù)是并行發(fā)展還是最終一枝獨(dú)秀，現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)尚早，我們撇開商業(yè)推廣等因素不談，單從技術(shù)的角度比較一下藍(lán)牙4.0和Wi-Fi Direct。

藍(lán)牙4.0從名稱來看似乎是單純的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，但事實(shí)并非如此。這并不是一個(gè)單一的規(guī)范，而是由三個(gè)藍(lán)牙規(guī)范合成。不僅使用了新的低能耗技術(shù)，也沿用了藍(lán)牙3.0的高速數(shù)據(jù)傳輸特性，以及一些傳統(tǒng)的藍(lán)牙技術(shù)。最麻煩的問題是藍(lán)牙4.0的低能耗技術(shù)和現(xiàn)有藍(lán)牙設(shè)備是不兼容的，當(dāng)然，但這并不意味著你的藍(lán)牙4.0智能手機(jī)就不能使用藍(lán)牙2.1耳機(jī)了，只不過它不能和老式藍(lán)牙設(shè)備通信了。又比如，一個(gè)只具有藍(lán)牙4.0低能耗技術(shù)(未包含藍(lán)牙4.0規(guī)范中的其它部分)的藍(lán)牙計(jì)步器是不能通過藍(lán)牙將計(jì)步器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞褂盟{(lán)牙2.1的老式筆記本電腦上。當(dāng)然，這也是有辦法來解決的，設(shè)備制造商可以在使用藍(lán)牙2.1和3.0規(guī)范的新設(shè)備中混入4.0的低能耗技術(shù)，這樣向后兼容的問題就只會(huì)影響到老式藍(lán)牙設(shè)備了。

藍(lán)牙與Wi-Fi在無線技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)平分秋色多年，現(xiàn)在Wi-Fi Direct的出現(xiàn)，讓W(xué)i-Fi取代藍(lán)牙而獨(dú)領(lǐng)無線技術(shù)領(lǐng)域風(fēng)騷的言論甚囂塵上。針對(duì)這個(gè)問題Kelly Davis-Felner曾表示，盡管Wi-Fi Direct在近距離傳輸?shù)膽?yīng)用上與藍(lán)牙存在交集，但是，Wi-Fi Direct不會(huì)嘗試在藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用比較成熟的耳機(jī)等領(lǐng)域與其競(jìng)爭(zhēng)。Wi-Fi Direct利用了電子產(chǎn)品已經(jīng)有的Wi-Fi設(shè)備，在傳輸距離和速率上非常有優(yōu)勢(shì)，是一個(gè)馬上可以使用的技術(shù)。

Wi-Fi Direct 藍(lán)牙4.0

理論速度 額定為250Mbps 額定為25Mbps

理論距離 656英尺（超過兩個(gè)足球場(chǎng)） 最大傳輸距離和規(guī)范無關(guān)，它只和藍(lán)牙設(shè)備的功能有關(guān)，與此同時(shí)，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟表示，藍(lán)牙4.0設(shè)備之間的傳輸距離在200英尺絕對(duì)沒有問題。

安全性 WAP2（AES 256位算法） AES 128位加密

功耗 支持WMM省電程序，可以將設(shè)備的供電時(shí)間延長(zhǎng)15-40%。還提供制度通知和機(jī)會(huì)節(jié)能機(jī)制（只用于單純的Wi-Fi Direct設(shè)備小組的環(huán)境） 新的低能耗技術(shù)（PDF），據(jù)稱優(yōu)化之后，即使由一個(gè)紐扣電池供電，使用時(shí)間也可以長(zhǎng)達(dá)一年，或甚至更長(zhǎng)。（只用于傳輸短脈沖數(shù)據(jù)）

向后兼容性 可以與傳統(tǒng)的Wi-Fi設(shè)備通信 不支持低能耗的設(shè)備可以向后兼容，但是低能耗技術(shù)和老式藍(lán)牙設(shè)備的兼容性存在問題

在筆者看來，兩種技術(shù)已經(jīng)并行發(fā)展多年，雖然現(xiàn)在有了相互重疊的領(lǐng)域，但是都不能完全取代對(duì)方。首先是應(yīng)用領(lǐng)域有所側(cè)重，藍(lán)牙在耳機(jī)等領(lǐng)域已經(jīng)耕耘多年，Wi-Fi要想插足絕非易事，而Wi-Fi在視頻，遠(yuǎn)距離傳輸上的優(yōu)勢(shì)也讓藍(lán)牙望塵莫及。另外很重要的一點(diǎn)是原有設(shè)備上都對(duì)藍(lán)牙和Wi-Fi的支持已經(jīng)固定，兩種技術(shù)都沒有給用戶提出一種過渡到對(duì)方的方案，而連接方式尚不足以成為更新設(shè)備的理由，這就給兩種技術(shù)留下了很大的成長(zhǎng)空間。

Wi-Fi Direct的漫漫應(yīng)用路

毫無疑問，Wi-Fi Direct在沒有熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的情況下提供了一種遠(yuǎn)距離傳輸?shù)目赡?，而這在很多情況下意義非凡。ABI Research分析師Victoria Fodale不吝溢美之詞：“Wi-Fi Direct是一種具有突破意義的Wi-Fi技術(shù)演進(jìn)。隨著人們使用的設(shè)備和內(nèi)容的數(shù)量不斷增加，Wi-Fi Direct使Wi-Fi這種已經(jīng)非常強(qiáng)大的技術(shù)具備了更為出色的可用性和便捷性，能夠幫助人們利用設(shè)備完成所有工作?！?Wi-Fi聯(lián)盟市場(chǎng)主管Kelly Davis-Felner對(duì)未來的發(fā)展更是態(tài)度樂觀“在未來幾個(gè)月你將看到很多開發(fā)商會(huì)走在Wi-Fi Direct的發(fā)展前列”。

但是，運(yùn)行在企業(yè)環(huán)境的無線網(wǎng)絡(luò)除了對(duì)傳輸速率，使用方便等項(xiàng)目有要求之外，對(duì)安全性和管理性能的要求更為突出。基于角色和業(yè)務(wù)的設(shè)置逐漸成為企業(yè)接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。在問到Wi-Fi Direct在企業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用時(shí)，Aruba亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)Mark Verbloot就表達(dá)這方面的擔(dān)心“兩個(gè)終端直接相連，需要運(yùn)行在同樣的頻率之下。這有可能會(huì)對(duì)企業(yè)環(huán)境中的其他無線網(wǎng)絡(luò)造成干擾。其次，企業(yè)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)一般是客戶端到服務(wù)器相連，而較少會(huì)應(yīng)用到這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。”

原來有一句話來形容無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的連接能力：“無線是有限的，有線是無限的”，這在幾年之前還被奉為經(jīng)典。但是，現(xiàn)在情況發(fā)生了微妙的變化。我們不去討論iPad等只支持無線接入的設(shè)備給“有線是無限的”這句話帶來的沖擊，單單看無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，你就能感覺到無線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在正在朝著無限的方向演進(jìn)。

Wi-Fi Direct作為原有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的一種擴(kuò)展，給人們的生活帶來了更大的便利。無需接入傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)就可以把電腦中的發(fā)往打印機(jī);無需接入傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，就可以和朋友把游戲機(jī)相連;無需接入傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，就可以把數(shù)碼相機(jī)中的照片分享到電視上……這是一幅多麼美妙的圖畫。對(duì)安全和管理方面的擔(dān)心是一直伴隨著無線網(wǎng)絡(luò)成長(zhǎng)的陰影，但是，就是在這樣的陰影之下，無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，越來越好。

Wi-Fi Direct充分利用了Wi-Fi的優(yōu)勢(shì)：性能、范圍、無處不在、靈活性等，在無線走向無限的道路上必將涂上濃墨重彩的一筆!