無線網絡 隨身攜帶--Wi-Fi直連面面觀

Wi-Fi技術提供了一種便捷經濟的無線接入方式，但是受制于熱點有限的問題，始終有不能隨時隨地應用的遺憾。如今，Wi-Fi直連(Wi-Fi Direct)技術提出了一種無需熱點的連接方式，用戶可以不再需要考慮如何連接網絡――因為他們隨身攜帶著網絡，隨時隨地實現內容的共享、顯示、打印與同步。

移動互聯(lián)網來勢洶洶，新產品與新技術不斷涌現。iPhone，iPad不僅為喬幫主復興蘋果立下赫赫戰(zhàn)功，而且?guī)缀踔匦露x了智能手機和平板電腦。在日趨豐富的移動互聯(lián)網產品中， Wi-Fi成為一種逐漸普遍的無線接入方式。ABI Research的研究報告稱2010年Wi-Fi設備出貨量增加到了7.61億部，并且到2011年末將達到10億部。而Wi-Fi Alliance產品認證數量在2010年增加了62%。

去年10月底，一種新型Wi-Fi--Wi-Fi Direct標準頒布，“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備的研發(fā)熱潮。” Wi-Fi聯(lián)盟市場總監(jiān)Kelly Davis-Felner如是說。事實上，第一批Wi-Fi Direct產品由Atheros、博通、英特爾等共同研發(fā)，共有20款產品被推出市場。

Wi-Fi Direct標準原名“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標準的設備在無需熱點基站、路由或AP的情況下，就可以方便地與其他設備實現直接連接，傳輸數據或共享應用。而我們目前大量應用的Wi-Fi電腦，手機等等都不能主動發(fā)起網絡，但是大部分可以被Wi-Fi Direct設備邀請要加入。

Wi-Fi Direct設備與基礎設施BSS類似，通過組件小組來建立連接，小組拓撲可以是一對一或者一對多的形式。其中，有一部Wi-Fi Direct設備來負責整個小組，承擔控制哪些設備可以加入，小組何時啟動和終止等工作。這部控制設備相當于現有Wi-Fi網絡中的接入點，可以提供部分基礎設施接入點的服務。

今年1月，在拉斯維加斯消費電子展(CES)上LG電子展出最新的Wi-Fi Direct智能手機讓觀眾切身體驗了這項不能觸摸的技術。演示過程中，在附近沒有Wi-Fi熱點的情況下，工作人員通過Wi-Fi Direct智能手機連接其他Wi-Fi手機分享視頻文件?，F場的觀眾則可以通過Wi-Fi手機欣賞所分享的視頻。同時，現場電視及電腦屏幕也將通過DLNA(數字生活網絡聯(lián)盟)網絡同步放映。Wi-Fi Direct手機可以直接連接其他僅裝有普通Wi-Fi的手機。

設備如何被發(fā)現?

設備發(fā)現是發(fā)現Wi-Fi Direct設備并交換設備信息的機制。通過采用掃描技術來實現確定其他設備并與之建立連接，這種掃描的技術與發(fā)現常規(guī)接入點時所用的掃描技術類似。用戶可以選擇是否與已經發(fā)現的設備進行連接。選擇連接時要看是否已經在小組中，如果沒有在小組中，則將會建立新的小組達成連接;如果已經在小組中，將會加入已經存在的小組。

關于小組的一切

一個小組由一部Wi-Fi Direct設備創(chuàng)建。這部創(chuàng)建小組的設備類似傳統(tǒng)的無線接入點，在與傳統(tǒng)設備連接時或者在創(chuàng)建提供某種具體服務的小組時都可以采用這種方式。在兩部Wi-Fi Direct設備之間連接時，小組可自動創(chuàng)建，在這種情況下，設備將進行協(xié)商，確定由哪一部設備來負責管理小組。負責管理小組的設備將決定這個小組是臨時(單一實例)或永久(多次重復使用)小組。

工作機制 必選項 可選項

設備發(fā)現 是

服務發(fā)現 是

小組構建 是

邀請 是

客戶發(fā)現 是

能源管理

P2P-PS與P2P-WMM?-PS 是

缺席通知（Notice of Absence） 是

機會節(jié)能（Opportunistic Power Save） 是

邀請機制是可選項，是指在創(chuàng)建小組之后，一部Wi-Fi Direct設備可以邀請其他Wi-Fi Direct設備加入小組(如圖1)，通過發(fā)現，邀請，協(xié)議達到互連。受到邀請的設備可以自行決定是否接受邀請。

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用。例如，一部筆記本可以創(chuàng)建一個包括筆記本和打印機的永久型小組;以后，如果用戶發(fā)出打印請求，此小組將再次啟動。永久型小組的好處是顯而易見的，它可在不進行條件提供(provisioning)的前提下重新啟動，因此無需重復輸入Wi-Fi Protected Setup PIN碼等工作。由于需要使用邀請信號重新調用永久型小組，因此所有支持永久型小組的Wi-Fi Direct設備也必須支持邀請機制。

客戶發(fā)現是一個必選項目，這項功能可以使用戶針對某類特定的設備或設備類型進行連接。相當于把附近的Wi-Fi設備進行了分類，便于最快的找到所需的應用。例如，一部帶有無線功能的相機可以要求查看是否存在打印機類Wi-Fi Direct設備。

節(jié)能是個重頭戲

能源管理是便攜式設備永遠無法繞開的一個話題。Wi-Fi Direct的解決方案是采用了稱為P2P-PS和P2P-WMM-Power Save的機制。P2P規(guī)范引入了兩種節(jié)能機制：機會節(jié)能(Opportunistic Power Save)與缺席通知(Notice of Absence)。缺席通知機制類似于“點名”的方式，通報小組中的設備缺席情況，包括一次性或者是定期性的缺席。機會節(jié)能機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，負責管理小組的Wi-Fi Direct設備就相當于老師的角色，當連接的所有Wi-Fi Direct設備進入休眠時，機會節(jié)能機制能夠幫助負責管理小組的設備也進入休眠狀態(tài)。但是，這個設備將定期進入可用狀態(tài)，用以維持發(fā)現功能。正在搜索的設備知道，被搜索的設備可能正在使用節(jié)能機制。這些機制可結合使用，以實現休眠時間的最大化。

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

如何運行在企業(yè)環(huán)境中?

與室外無熱點的狀況不同，在企業(yè)環(huán)境中，原本建設了大量的有線網絡和無線網絡。Wi-Fi Direct設備需要與原有網絡融合應用。事實上，Wi-Fi Direct提供了并發(fā)機制，設備可以在加入小組的同時保持WLAN基礎設施連接(如圖2)，這臺接入多個網絡的Wi-Fi Direct設備被稱之為并發(fā)設備。可由一部無線設備為并發(fā)連接提供支持，并發(fā)設備也可支持不同信道的連接，同時參與多個小組。并發(fā)運行要求支持多個不同的MAC實體，其中一個實體用于WLAN站點運行，一個則作為Wi-Fi Direct設備運行。MAC實體并不要求必須是物理實體，也可以是包含兩個虛擬MAC實體的單一物理層實體。

與企業(yè)原有的無線網絡相連時，一個WLAN接入點可以實施管理Wi-Fi Direct設備的功能，為企業(yè)基礎設施網絡提供穩(wěn)定的保護與隔離。這是P2P連網在企業(yè)環(huán)境中十分必要的一環(huán)。具有這種功能的WLAN接入點可以因任何Wi-Fi Direct設備違反政策的行為而解除其基礎設施網絡驗證，并通報解除驗證的原因。在Wi-Fi Direct與WLAN共存的情況下，兩者是處于相互補充的關系，被管理的Wi-Fi Direct設備可以幫助WLAN接入點收集P2P共存信息，WLAN接入點則可以通報P2P小組的信道或能源限制。一旦Wi-Fi Direct設備出現違反政策的行為，WLAN接入點可以解除其認證，并將解除認證的原因通知該設備。Wi-Fi Direct設備在進行關聯(lián)以實施此類監(jiān)控時，需要將其身份報告給WLAN接入點?？梢赃x擇在WLAN接入點和Wi-Fi Direct設備實施被管理的設備功能，WLAN接入點則可選擇只驗證被管理的設備(即支持可選管理機制的設備)。

Wi-Fi Direct PK藍牙4.0

說到直連，就不能不提到藍牙。在之前很長一段時間，藍牙幾乎是無線設備間直連的事實標準。在Wi-Fi Direct出現之前，藍牙技術被認為是最適合無線個人區(qū)域網(PAN，即將個人設備相互連接)的技術，而Wi-Fi則是無線局域網(LAN，即將個人設備與互聯(lián)網連接)的最佳技術，井水不犯河水。但在Wi-Fi Direct出現之后，這種情況開始復雜起來。

去年7月，負責藍牙標準制定的藍牙特別興趣小組發(fā)布了最新的藍牙4.0標準，藍牙4.0也可用于兩設備間的長距離數據傳輸。可以說，藍牙4.0和Wi-Fi Direct都是為了在無線設備間更快速傳輸圖片、文件和其它數據設計的，現在的智能手機，筆記本電腦，平板電腦等設備大都配有藍牙和Wi-Fi接口，這兩種技術是并行發(fā)展還是最終一枝獨秀，現在下結論還為時尚早，我們撇開商業(yè)推廣等因素不談，單從技術的角度比較一下藍牙4.0和Wi-Fi Direct。

藍牙4.0從名稱來看似乎是單純的技術標準升級，但事實并非如此。這并不是一個單一的規(guī)范，而是由三個藍牙規(guī)范合成。不僅使用了新的低能耗技術，也沿用了藍牙3.0的高速數據傳輸特性，以及一些傳統(tǒng)的藍牙技術。最麻煩的問題是藍牙4.0的低能耗技術和現有藍牙設備是不兼容的，當然，但這并不意味著你的藍牙4.0智能手機就不能使用藍牙2.1耳機了，只不過它不能和老式藍牙設備通信了。又比如，一個只具有藍牙4.0低能耗技術(未包含藍牙4.0規(guī)范中的其它部分)的藍牙計步器是不能通過藍牙將計步器的數據傳輸到使用藍牙2.1的老式筆記本電腦上。當然，這也是有辦法來解決的，設備制造商可以在使用藍牙2.1和3.0規(guī)范的新設備中混入4.0的低能耗技術，這樣向后兼容的問題就只會影響到老式藍牙設備了。

藍牙與Wi-Fi在無線技術領域已經平分秋色多年，現在Wi-Fi Direct的出現，讓Wi-Fi取代藍牙而獨領無線技術領域風騷的言論甚囂塵上。針對這個問題Kelly Davis-Felner曾表示，盡管Wi-Fi Direct在近距離傳輸的應用上與藍牙存在交集，但是，Wi-Fi Direct不會嘗試在藍牙技術應用比較成熟的耳機等領域與其競爭。Wi-Fi Direct利用了電子產品已經有的Wi-Fi設備，在傳輸距離和速率上非常有優(yōu)勢，是一個馬上可以使用的技術。

Wi-Fi Direct 藍牙4.0

理論速度 額定為250Mbps 額定為25Mbps

理論距離 656英尺（超過兩個足球場） 最大傳輸距離和規(guī)范無關，它只和藍牙設備的功能有關，與此同時，藍牙技術聯(lián)盟表示，藍牙4.0設備之間的傳輸距離在200英尺絕對沒有問題。

安全性 WAP2（AES 256位算法） AES 128位加密

功耗 支持WMM省電程序，可以將設備的供電時間延長15-40%。還提供制度通知和機會節(jié)能機制（只用于單純的Wi-Fi Direct設備小組的環(huán)境） 新的低能耗技術（PDF），據稱優(yōu)化之后，即使由一個紐扣電池供電，使用時間也可以長達一年，或甚至更長。（只用于傳輸短脈沖數據）

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

在筆者看來，兩種技術已經并行發(fā)展多年，雖然現在有了相互重疊的領域，但是都不能完全取代對方。首先是應用領域有所側重，藍牙在耳機等領域已經耕耘多年，Wi-Fi要想插足絕非易事，而Wi-Fi在視頻，遠距離傳輸上的優(yōu)勢也讓藍牙望塵莫及。另外很重要的一點是原有設備上都對藍牙和Wi-Fi的支持已經固定，兩種技術都沒有給用戶提出一種過渡到對方的方案，而連接方式尚不足以成為更新設備的理由，這就給兩種技術留下了很大的成長空間。

Wi-Fi Direct的漫漫應用路

毫無疑問，Wi-Fi Direct在沒有熱點網絡的情況下提供了一種遠距離傳輸的可能，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技術演進。隨著人們使用的設備和內容的數量不斷增加，Wi-Fi Direct使Wi-Fi這種已經非常強大的技術具備了更為出色的可用性和便捷性，能夠幫助人們利用設備完成所有工作?！?Wi-Fi聯(lián)盟市場主管Kelly Davis-Felner對未來的發(fā)展更是態(tài)度樂觀“在未來幾個月你將看到很多開發(fā)商會走在Wi-Fi Direct的發(fā)展前列”。

但是，運行在企業(yè)環(huán)境的無線網絡除了對傳輸速率，使用方便等項目有要求之外，對安全性和管理性能的要求更為突出?；诮巧蜆I(yè)務的設置逐漸成為企業(yè)接入網絡發(fā)展的一個趨勢。在問到Wi-Fi Direct在企業(yè)環(huán)境中的應用時，Aruba亞太區(qū)技術總監(jiān)Mark Verbloot就表達這方面的擔心“兩個終端直接相連，需要運行在同樣的頻率之下。這有可能會對企業(yè)環(huán)境中的其他無線網絡造成干擾。其次，企業(yè)環(huán)境中的網絡一般是客戶端到服務器相連，而較少會應用到這種點對點的連接?！?/P>

原來有一句話來形容無線網絡和有線網絡的連接能力：“無線是有限的，有線是無限的”，這在幾年之前還被奉為經典。但是，現在情況發(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備給“有線是無限的”這句話帶來的沖擊，單單看無線網絡的發(fā)展，你就能感覺到無線網絡現在正在朝著無限的方向演進。

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

Wi-Fi Direct充分利用了Wi-Fi的優(yōu)勢：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!