# 研究背景
- 两个设备连接同一局域网不同频率的网络后，两端可能出现不能正常通信的问题。
- 如果通过Socket进行本地局域网通信，不在一个网络会出现找不到设备IP，无法连接的问题，外网走服务器会出现延迟、数据同步不准确的问题。
- 在混合网络场景中，在连接AP时，既能同时在两端点对点通信，并且两端也能分别进行外网访问。
- 新技术方向必要条件：需要同时支持Android和iOS两端。
Andorid端：WiFi-P2P
Wifi P2P (peer to peer)：定义为 Wifi 点对点，也叫 Wifi 直连(Wifi Direct)，它是 Wifi Display(投屏) 应用的技术基础。
官方定义
使用 WLAN 直连 (P2P) 技术，可以让具备相应硬件的 Android 4.0（API 级别 14）或更高版本设备在没有中间接入点的情况下，通过 WLAN 进行直接互联。使用这些 API，您可以实现支持 WLAN P2P 的设备间相互发现和连接，从而获得比蓝牙连接更远距离的高速连接通信效果。对于多人游戏或照片共享等需要在用户之间共享数据的应用而言，这一技术非常有用。
其他定义
WiFi Direct是指允许无线网络中的设备无需通过无线路由器即可相互连接。其原理与蓝牙技术类似，这种标准允许无线设备以点对点形式互连。而更为重要的是，WiFi Direct技术允许一个WiFi设备同时建立多个无线连接，这是目前很多新形态WiFi应用最关键的技术。
WiFi Direct是一种P2P的无线互联技术，它所建立的网络是一种改进型的adhoc网络，采用无线通讯模式。
WiFi两种网络模式：Infrastructure Mode 和Ad Hoc Mode.
WiFi Direct主要解决了物理层的连接问题，包括设备发现和服务发现等。相关技术有NFC和DLNA。
WiFi Direct其他特性：
- 不需要AP或者路由器，设备内置“soft AP”
- 对等连接的双方只需一方支持WiFi Direct即可实现无线互联
- 同时支持基础设施网络和P2P网络。
- 可以以一对一或者一对多的方式形成设备互联
- 至少符合802.11g协议才可以通过WiFi Direct CERTIFIED验证
- 最大传输距离可达到200米，最大传输速度为250Mbps，使用2.4GHz与5GHz两种频段频段，并它支持一对一，以及一对多模式。
重要特性
- Wifi P2P 技术并不会访问网络，但由于会使用到 Java Socket，所以需要申请网络权限。
- 只需要打开 Wifi 即可，不需要加入任何网络或 AP，即可实现对等点连接通讯。（注：在后文的demo中有验证）
- 支持服务器给群里设备发送消息。
- Wifi Direct实现的只是设备间的配对，配对后的文件传输操作还是需要开发者自己来做的。
扩展
Miracast依赖的Wi-Fi技术项有：
- Wi-Fi Direct，也就是Wi-Fi P2P。它支持在没有AP（Access Point）的情况下，两个Wi-Fi设备直连并通信。
- Wi-Fi Protected Setup：用于帮助用户自动配置Wi-Fi网络、添加Wi-Fi设备等。
- 11n/WMM/WPA2：其中，11n就是802.11n协议，它将11a和11g提供的Wi-Fi传输速率从56Mbps提升到300甚至600Mbps。WMM是Wi-Fi Multimedia的缩写，是一种针对实时视音频数据的QoS服务。而WPA2意为Wi-Fi Protected Acess第二版，主要用来给传输的数据进行加密保护。
上述的Wi-Fi技术中，绝大部分功能由硬件厂商实现。而在Android中，对Miracast来说最重要的是两个基础技术：
- Wi-Fi Direct：该功能由Android中的WifiP2pService来管理和控制。
- Wi-Fi Multimedia：为了支持Miracast，Android 4.2对MultiMedia系统也进行了修改。
使用场景
- 手机连接到某AP上网，运行youtube客户端看视频；手机同时通过Wi-Fi Direct连接到电视，将视频通过Wi-Fi Direct Display投射到大银幕上.
- 可实现通过 Wifi 连接，同时使用数据网络的场景，比如：手机遥控无人机的同时，无人机需要访问远程服务器上传数据。
- 目前在市场上，Client形式（客户、用户使用的）的WiFi产品（无论是USB接口、SDIO接口还是UART接口）都支持WiFi Direct，只是这项技术的用户感知不强。市面上其实已经有很多用WiFi Direct底层技术的App，例如快牙、瓦力快传等利用智能手机自身的WiFi模块自建网络并传送文件。
Demo研究
Android端
说明：根据官方的demo，整理成Andorid Studio中可编译的项目，并添加测试用例。
代码及测试apk请点击：WiFiDirectDemo
官方文档：WLAN 直连（对等连接或 P2P）概览
官方源码链接：WiFiDirectDemo
测试安装包：
在apk目录下，文件名为：wifidirectDemo.apk。
测试用例：
测试之前，记得首先打开手机WiFi,否则部分手机可能出现闪退的问题。
设备支持必要条件：开启WiFI并允许获取定位权限。
以下为五种测试场景：
- 同一局域网场景：
两个手机连接WLAN热点：如Fiture(2.4G/5G)，在同一个网络下。
运行结果：两个手机能正常通信，能正常收发图片。
- 同一局域网分离出两个路由：
一个手机连接WLAN热点：如Fiture-Slim(5G)，另一个手机连接Fiture（2.4G/5G）。
运行结果：两个手机能正常通信，能正常收发图片。
- AP隔离场景：
一个手机连接4G网络虚拟的人个热点，一个手机连接Fiture（2.4G/5G）。
运行结果：两个手机能正常通信，能正常收发图片。
- 两个手机只需要打开WiFi，不需要连接任何网络。
运行结果：两个手机能正常通信，能正常收发图片。
- 开发板的测试场景
同上述四种测试场景。
小结：只要两端都打开wifi，无论连的是否同一个网络，都可以连接上并收发图片。
异常情况：
有时候会出现搜索不到的情况，需要多试几次才能搜索成功。另外需要Rom取消发送邀请、确认配对连接弹窗。
iOS端
Multipeer connectivity是一个使附近设备通过Wi-Fi网络、P2P Wi-Fi以及蓝牙个人局域网进行通信的框架。互相链接的节点可以安全地传递信息、流或是其他文件资源，而不用通过网络服务。
此框架是在iOS7以后推出，旨在替代GameKit下的GKPeerPickerController通信。
通过此框架我们可以直接连接同一网络下的设备，让其直接进行类似微信，qq那样的即时通讯效果。
使用场景：
如何在iPhone移动设备上使用Wi-Fi Direct功能
第三方开源跨平台研究
https://stackoverflow.com/que...
alljoyn(目前只找到Android 项目services-simulators，iOS端没有找到 )
AllJoyn，由高通公司主导的高通创新中心（Qualcomm Innovation Center）所开发的开放源代码专案，主要用于近距离无线传输，透过Wifi或蓝牙技术，进行定位与点对点档案传输。
(Android端和iOS端都有相应的App。未找到开源的项目）
FireChat，是一个专门用于手机的APP，由开放花园公司开发。它能使智能手机在没有网络存取时，经由无线网状网络的蓝牙、Wi-Fi，或苹果公司的多点连线（Multipeer Connectivity）对等网络架构连线。
- udark （Android和iOS端都有开源项目,Android端底层未用到WiFi-P2P接口，以蓝牙和NSD为主，两端文档接口不完善）
Mobile peer-to-peer mesh networking library.Integrates into iOS and Android apps and works over Wi-Fi and Bluetooth.
重点对udark进行Demo验证，验证后发现存在以下问题：
Android 端：
可以看到底层源码（只能通过implementation 'io.underdark:underdark:1.0.12'查看jar包），底层代码初步判断是基于蓝牙和WiFI(NSD)混合模式实现。但是连接成功或是失败，寻找原因时，由于没有文档接口说明不好定位问题。
iOS端： 真机存在适配系统版本13及以上的适配问题，目前只能在iOS模拟器上跑通Demo。代码不开源，无法看到连接原理，无法定位问题。
文档：
两端没有接口文档说明，开源作者也无法进一步联系。
结论：
该开源项目暂时不能在项目中运用，需要考虑其他方向。
下一步方向
- MQTT
- 蓝牙套接字
- ……
最后，如果你看到了此文，对Wifi P2P及跨平台通信研究感兴趣，欢迎交流。
参考
Android 10.0相关权限的变更（使用WiFi Direct必须打开定位）
Android 实现无网络传输文件2（wifi热点）
WifiDirect （WIFIP2P） 最全最详细,应用于智能硬件（智能家居，车机，无人机）等
Android Wi-Fi Display（Miracast）介绍（其中的第四种Miracast拓扑图应用场景有用）
