無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ) 隨身攜帶--Wi-Fi直連面面觀(guān)

Wi-Fi技術(shù)提供了一種便捷經(jīng)濟的無(wú)線(xiàn)接入方式，但是受制于熱點(diǎn)有限的問(wèn)題，始終有不能隨時(shí)隨地應用的遺憾。如今，Wi-Fi直連(Wi-Fi Direct)技術(shù)提出了一種無(wú)需熱點(diǎn)的連接方式，用戶(hù)可以不再需要考慮如何連接網(wǎng)絡(luò )――因為他們隨身攜帶著(zhù)網(wǎng)絡(luò )，隨時(shí)隨地實(shí)現內容的共享、顯示、打印與同步。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)勢洶洶，新產(chǎn)品與新技術(shù)不斷涌現。iPhone，iPad不僅為喬幫主復興蘋(píng)果立下赫赫戰功，而且幾乎重新定義了智能手機和平板電腦。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(wú)線(xiàn)接入方式。ABI Research的研究報告稱(chēng)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(chǎn)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(xiě)行業(yè)游戲規則，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(chǎng)總監Kelly Davis-Felner如是說(shuō)。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(wú)需熱點(diǎn)基站、路由或AP的情況下，就可以方便地與其他設備實(shí)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(dòng)發(fā)起網(wǎng)絡(luò )，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(lèi)似，通過(guò)組件小組來(lái)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(lái)負責整個(gè)小組，承擔控制哪些設備可以加入，小組何時(shí)啟動(dòng)和終止等工作。這部控制設備相當于現有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )中的接入點(diǎn)，可以提供部分基礎設施接入點(diǎn)的服務(wù)。

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(guān)眾切身體驗了這項不能觸摸的技術(shù)。演示過(guò)程中，在附近沒(méi)有Wi-Fi熱點(diǎn)的情況下，工作人員通過(guò)Wi-Fi Direct智能手機連接其他Wi-Fi手機分享視頻文件?，F場(chǎng)的觀(guān)眾則可以通過(guò)Wi-Fi手機欣賞所分享的視頻。同時(shí)，現場(chǎng)電視及電腦屏幕也將通過(guò)DLNA(數字生活網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟)網(wǎng)絡(luò )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(guò)采用掃描技術(shù)來(lái)實(shí)現確定其他設備并與之建立連接，這種掃描的技術(shù)與發(fā)現常規接入點(diǎn)時(shí)所用的掃描技術(shù)類(lèi)似。用戶(hù)可以選擇是否與已經(jīng)發(fā)現的設備進(jìn)行連接。選擇連接時(shí)要看是否已經(jīng)在小組中，如果沒(méi)有在小組中，則將會(huì )建立新的小組達成連接;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設備創(chuàng )建。這部創(chuàng )建小組的設備類(lèi)似傳統的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)，在與傳統設備連接時(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設備之間連接時(shí)，小組可自動(dòng)創(chuàng )建，在這種情況下，設備將進(jìn)行協(xié)商，確定由哪一部設備來(lái)負責管理小組。負責管理小組的設備將決定這個(gè)小組是臨時(shí)(單一實(shí)例)或永久(多次重復使用)小組。

工作機制 必選項 可選項

設備發(fā)現 是

服務(wù)發(fā)現 是

小組構建 是

邀請 是

客戶(hù)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(huì )節能（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(guò)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(lái)的再次調用。例如，一部筆記本可以創(chuàng )建一個(gè)包括筆記本和打印機的永久型小組;以后，如果用戶(hù)發(fā)出打印請求，此小組將再次啟動(dòng)。永久型小組的好處是顯而易見(jiàn)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(wú)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(hù)發(fā)現是一個(gè)必選項目，這項功能可以使用戶(hù)針對某類(lèi)特定的設備或設備類(lèi)型進(jìn)行連接。相當于把附近的Wi-Fi設備進(jìn)行了分類(lèi)，便于最快的找到所需的應用。例如，一部帶有無(wú)線(xiàn)功能的相機可以要求查看是否存在打印機類(lèi)Wi-Fi Direct設備。

節能是個(gè)重頭戲

能源管理是便攜式設備永遠無(wú)法繞開(kāi)的一個(gè)話(huà)題。Wi-Fi Direct的解決方案是采用了稱(chēng)為P2P-PS和P2P-WMM-Power Save的機制。P2P規范引入了兩種節能機制：機會(huì )節能(Opportunistic Power Save)與缺席通知(Notice of Absence)。缺席通知機制類(lèi)似于“點(diǎn)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(huì )節能機制的原理類(lèi)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(lái)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(jìn)入休眠時(shí)，機會(huì )節能機制能夠幫助負責管理小組的設備也進(jìn)入休眠狀態(tài)。但是，這個(gè)設備將定期進(jìn)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能機制。這些機制可結合使用，以實(shí)現休眠時(shí)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(wú)熱點(diǎn)的狀況不同，在企業(yè)環(huán)境中，原本建設了大量的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。Wi-Fi Direct設備需要與原有網(wǎng)絡(luò )融合應用。事實(shí)上，Wi-Fi Direct提供了并發(fā)機制，設備可以在加入小組的同時(shí)保持WLAN基礎設施連接(如圖2)，這臺接入多個(gè)網(wǎng)絡(luò )的Wi-Fi Direct設備被稱(chēng)之為并發(fā)設備?？捎梢徊繜o(wú)線(xiàn)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(shí)參與多個(gè)小組。并發(fā)運行要求支持多個(gè)不同的MAC實(shí)體，其中一個(gè)實(shí)體用于WLAN站點(diǎn)運行，一個(gè)則作為Wi-Fi Direct設備運行。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(wú)線(xiàn)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設備的功能，為企業(yè)基礎設施網(wǎng)絡(luò )提供穩定的保護與隔離。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設備違反政策的行為而解除其基礎設施網(wǎng)絡(luò )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(guān)系，被管理的Wi-Fi Direct設備可以幫助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(diǎn)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(jìn)行關(guān)聯(lián)以實(shí)施此類(lèi)監控時(shí)，需要將其身份報告給WLAN接入點(diǎn)?？梢赃x擇在WLAN接入點(diǎn)和Wi-Fi Direct設備實(shí)施被管理的設備功能，WLAN接入點(diǎn)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(shuō)到直連，就不能不提到藍牙。在之前很長(cháng)一段時(shí)間，藍牙幾乎是無(wú)線(xiàn)設備間直連的事實(shí)標準。在Wi-Fi Direct出現之前，藍牙技術(shù)被認為是最適合無(wú)線(xiàn)個(gè)人區域網(wǎng)(PAN，即將個(gè)人設備相互連接)的技術(shù)，而Wi-Fi則是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(LAN，即將個(gè)人設備與互聯(lián)網(wǎng)連接)的最佳技術(shù)，井水不犯河水。但在Wi-Fi Direct出現之后，這種情況開(kāi)始復雜起來(lái)。

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(cháng)距離數據傳輸?？梢哉f(shuō)，藍牙4.0和Wi-Fi Direct都是為了在無(wú)線(xiàn)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(shù)是并行發(fā)展還是最終一枝獨秀，現在下結論還為時(shí)尚早，我們撇開(kāi)商業(yè)推廣等因素不談，單從技術(shù)的角度比較一下藍牙4.0和Wi-Fi Direct。

藍牙4.0從名稱(chēng)來(lái)看似乎是單純的技術(shù)標準升級，但事實(shí)并非如此。這并不是一個(gè)單一的規范，而是由三個(gè)藍牙規范合成。不僅使用了新的低能耗技術(shù)，也沿用了藍牙3.0的高速數據傳輸特性，以及一些傳統的藍牙技術(shù)。最麻煩的問(wèn)題是藍牙4.0的低能耗技術(shù)和現有藍牙設備是不兼容的，當然，但這并不意味著(zhù)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(guò)它不能和老式藍牙設備通信了。又比如，一個(gè)只具有藍牙4.0低能耗技術(shù)(未包含藍牙4.0規范中的其它部分)的藍牙計步器是不能通過(guò)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(lái)解決的，設備制造商可以在使用藍牙2.1和3.0規范的新設備中混入4.0的低能耗技術(shù)，這樣向后兼容的問(wèn)題就只會(huì )影響到老式藍牙設備了。

藍牙與Wi-Fi在無(wú)線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)平分秋色多年，現在Wi-Fi Direct的出現，讓W(xué)i-Fi取代藍牙而獨領(lǐng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域風(fēng)騷的言論甚囂塵上。針對這個(gè)問(wèn)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(huì )嘗試在藍牙技術(shù)應用比較成熟的耳機等領(lǐng)域與其競爭。Wi-Fi Direct利用了電子產(chǎn)品已經(jīng)有的Wi-Fi設備，在傳輸距離和速率上非常有優(yōu)勢，是一個(gè)馬上可以使用的技術(shù)。

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(guò)兩個(gè)足球場(chǎng)） 最大傳輸距離和規范無(wú)關(guān)，它只和藍牙設備的功能有關(guān)，與此同時(shí)，藍牙技術(shù)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(méi)有問(wèn)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(shí)間延長(cháng)15-40%。還提供制度通知和機會(huì )節能機制（只用于單純的Wi-Fi Direct設備小組的環(huán)境） 新的低能耗技術(shù)（PDF），據稱(chēng)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(cháng)達一年，或甚至更長(cháng)。（只用于傳輸短脈沖數據）

向后兼容性 可以與傳統的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(shù)和老式藍牙設備的兼容性存在問(wèn)題

在筆者看來(lái)，兩種技術(shù)已經(jīng)并行發(fā)展多年，雖然現在有了相互重疊的領(lǐng)域，但是都不能完全取代對方。首先是應用領(lǐng)域有所側重，藍牙在耳機等領(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(diǎn)是原有設備上都對藍牙和Wi-Fi的支持已經(jīng)固定，兩種技術(shù)都沒(méi)有給用戶(hù)提出一種過(guò)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(shù)留下了很大的成長(cháng)空間。

Wi-Fi Direct的漫漫應用路

毫無(wú)疑問(wèn)，Wi-Fi Direct在沒(méi)有熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )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(shù)演進(jìn)。隨著(zhù)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(jīng)非常強大的技術(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備完成所有工作?！?Wi-Fi聯(lián)盟市場(chǎng)主管Kelly Davis-Felner對未來(lái)的發(fā)展更是態(tài)度樂(lè )觀(guān)“在未來(lái)幾個(gè)月你將看到很多開(kāi)發(fā)商會(huì )走在Wi-Fi Direct的發(fā)展前列”。

但是，運行在企業(yè)環(huán)境的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )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(wù)的設置逐漸成為企業(yè)接入網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的一個(gè)趨勢。在問(wèn)到Wi-Fi Direct在企業(yè)環(huán)境中的應用時(shí)，Aruba亞太區技術(shù)總監Mark Verbloot就表達這方面的擔心“兩個(gè)終端直接相連，需要運行在同樣的頻率之下。這有可能會(huì )對企業(yè)環(huán)境中的其他無(wú)線(xiàn)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(hù)端到服務(wù)器相連，而較少會(huì )應用到這種點(diǎn)對點(diǎn)的連接?！?/P>

原來(lái)有一句話(huà)來(lái)形容無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的連接能力：“無(wú)線(xiàn)是有限的，有線(xiàn)是無(wú)限的”，這在幾年之前還被奉為經(jīng)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(wú)線(xiàn)接入的設備給“有線(xiàn)是無(wú)限的”這句話(huà)帶來(lái)的沖擊，單單看無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，你就能感覺(jué)到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )現在正在朝著(zhù)無(wú)限的方向演進(jìn)。

Wi-Fi Direct作為原有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )的一種擴展，給人們的生活帶來(lái)了更大的便利。無(wú)需接入傳統網(wǎng)絡(luò )就可以把電腦中的發(fā)往打印機;無(wú)需接入傳統網(wǎng)絡(luò )，就可以和朋友把游戲機相連;無(wú)需接入傳統網(wǎng)絡(luò )，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(huà)。對安全和管理方面的擔心是一直伴隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )成長(cháng)的陰影，但是，就是在這樣的陰影之下，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展迅速，越來(lái)越好。

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