android p2p 与热点共存

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桃太郎 2024-09-14 06:28:49

文章标签 android p2p 与热点共存 ide android 搜索 文章分类 Android 移动开发

一，Wi-Fi P2P相关知识

（一）P2P及其依赖的技术项

（二）P2P工作流程

包括1.设备的发现、2.组协调、3.认证关联、4.WPS以及4次握手。总体流程如下图：

1. Device Discovery工作流程介绍

P2P Device Discovery的工作流程包含两个状态和两个阶段。先来看两个状态，它们分别是：

Search State：在该状态中，P2P Device将在2.4GHz的1,6,11频段上分别发送Probe Request帧。这几个频段被称为Social Channels。为了区别非P2P的Probe Request帧，P2P Device Discovery要求必须在Probe Request帧中包含P2P IE。
Listen State：在该状态下，P2P Device将随机选择在1,6,11频段中的一个频段（被选中的频段被称为Listen Channel）监听Probe Request帧并回复Probe Response帧。值得指出的是，Listen Channel一旦选择好后，在整个P2P Discovery阶段就不能更改。另外，在这个阶段中，P2P Device只处理那些包含了P2P IE信息的Probe Request帧。

再来看两个阶段，它们分别是：

Scan Phase：扫描阶段。这一阶段和前面章节介绍的无线网络扫描一样，P2P Device会在各个频段上发送Probe Request帧（主动扫描）。P2P Device在这一阶段中不会处理来自其他设备的Probe Request帧。这一阶段过后，P2P Device将进入下一个阶段，即Find Phase。
Find Phase：虽然从中文翻译来看，Scan和Find意思比较接近，但P2P的Find Phase却和Scan Phase大不相同。在这一阶段中，P2P Device将在Search State和Listen State之间来回切换。Search State中，P2P Device将发送Probe Request帧，而Listen State中，它将接收其他设备的Probe Request帧并回复Probe Response帧。

Discovery流程如下图：

Discovery启动后，Device首先进入Scan Phase。在这一阶段，P2P设备在其支持的所有频段上都会发送Probe Request帧。
Scan Phase完成后，Device进入Find Phase。在这一阶段中，Device将在Listen和Search State中切换。根据前面的介绍，每一个设备的Listen Channel在Discovery开始前就已确定。例如，图中Device 1的Listen Channel是1，而Device 2的Listen Channel是6。
在Find Phase中，P2P规范对Device处于Listen State的时间也有所规定，其时间是100TU的整数倍，倍数值是一个随机数，位于minDiscoverableInterval和maxDiscoverableInterval之间。这两个值默认为1和3，而厂商可以修改。选择随机倍数的原因是为了防止两个Device进入所谓的Lock-Step怪圈，即两个Device同时进入Listen State，等待相同的时间后又同时进入Search State。如此，双方都无法处理对方的Probe Request信息（Search State中，Device只发送Probe Request）。图7-3中，Device 1第一次在Listen State中待了2个100TU，而第二次在Listen State中待了1个100TU。
当Device处于Find Phase中的Search State时，它将在1,6,11频段上发送Probe Request帧。注意，只有当两个设备处于同一频段时，一方发送的帧才能被对方接收到。

2.组协调

GO Negotiation涉及三次帧交换，包括GO NegotiationRequest、GO Negotiation Response、GO Negotiation Confirmation，GO NegotiationRequest帧中的GO Intent属性代表发送设备扮演GO的渴望程度，通过一下游戏规则来决定谁扮演GO：

二，Android Wi-Fi P2P源码分析(一)

Android中Wi-Fi P2P的操作主要有WifiP2pSettings类实现，其位置在：

packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/p2p/WifiP2pSettings.java

这里先分析该类如何调用实现P2P的搜索与连接，先不考虑底层如何实现。

1.注册广播监听，监听的内容有：

mIntentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION);  mIntentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);
mIntentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION);
mIntentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION);  mIntentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_DISCOVERY_CHANGED_ACTION);
mIntentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PERSISTENT_GROUPS_CHANGED_ACTION);

2. 获取WifiP2pManager和Channel

manager =(WifiP2pManager) getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
channel =manager.initialize(MainActivity.this, getMainLooper(), null)

3.搜索周围可用设备

manager.discoverPeers(channel,new WifiP2pManager.ActionListener() {  
 @Override  
public void onSuccess() {  }  
@Override  
 public void onFailure(int reasonCode) {
} 
 });

4.监听设备变化并获取设备列表

mWifiP2pManager.requestPeers(mChannel,WifiP2pSettings.this);
WifiP2pSettings实现PeerListListener接口，重写onPeersAvailable方法

@Override  

 public void onPeersAvailable(WifiP2pDeviceList peers) {  
    mPeers= peers;
    handlePeersChanged(); 

}

5.连接设备

WifiP2pConfig config = new WifiP2pConfig();  
	config.deviceAddress = device.deviceAddress;  
	config.wps.setup = WpsInfo.PBC;  
	manager.connect(channel,config, new ActionListener() {  
	    @Override  
	    public void onSuccess() {}  
	    @Override  
	    public void onFailure(int reason) {}  
	});

三，Android Wi-Fi P2P源码分析(二)

通过上述分析，了解到WifiP2pSettings主要通过调用WifiP2pManager的方法实现P2P的扫描与连接，下面分析WifiP2pManager及以下层次的实现。

WifiP2pService是处理WiFi P2P相关工作的核心模块，它有一个内部类P2pStateMachine，其交互方式与WiFiService和WifiStateMachine类似。P2pStateMachine有16种状态，初始状态为P2pDisabledState（若支持P2P）。

1.初始化

当用户打开WiFi功能，WifiStateMachine会向P2pStateMachine发送CMD_ENABLE_P2P的消息，由P2pDisabledState处理，主要通过启动WifiMonitor连接spa_supplicant，之后将转入InactiveState状态。

除了初始化阶段是由WifiStateMachine发起之外，其余的操作基本是通过WifiP2pSettings发起的。WifiP2pSettings调用WifiP2pManager的方法，WifiP2pManager通过AsyncChannel与WiFiService通信，而WiFiService则将从WifiP2pManager发送来的消息转发给P2pStateMachine处理。

2.扫描流程

WifiP2pSettings调用WifiP2pManager的discoverPeers方法，将发送DISCOVER_PEERS消息给P2pStateMachine，该消息由当前状态的父状态P2pEnabledState处理。

@Override
      public boolean processMessage(Message message) {
          switch (message.what) {
              //代码省略
              case WifiP2pManager.DISCOVER_PEERS:
                 //代码省略
                  boolean retP2pFind = false;
                  if (isWfdSinkEnabled()) {
                      //copy from HE dongle
                      p2pConfigWfdSink();
                      retP2pFind = mWifiNative.p2pFind();
                  } else if (timeout == WifiP2pManager.BEAM_DISCOVERY_TIMEOUT) {
       					retP2pFind = mWifiNative.p2pFind(
WifiP2pManager.BEAM_DISCOVERY_TIMEOUT);
                  } else {
                    retP2pFind = mWifiNative.p2pFind(DISCOVER_TIMEOUT_S);
                  }
                  //代码省略
                  break;
                //代码省略
            }
        }

通过调用WifiNative的p2pFind()通知WPAS扫描周围的P2P设备，搜索到设备后将设备信息发送给WifiMonitor，WifiMonitor然后发送P2P_DEVICE_FOUND_EVENT给P2pStateMachine，同样由P2pEnabledState处理。

@Override
      public boolean processMessage(Message message) {
          switch (message.what) {
              //代码省略
              case WifiMonitor.P2P_DEVICE_FOUND_EVENT:
                    WifiP2pDevice device = (WifiP2pDevice) message.obj;
                    if (mThisDevice.deviceAddress.equals(device.deviceAddress)) break;
                    mPeers.updateSupplicantDetails(device);
                    sendPeersChangedBroadcast();
                     ///M: force update peer information for invitation  @{
                    if (mUpdatePeerForInvited) {
                        if (mSavedPeerConfig.deviceAddress
.equals(device.deviceAddress)) {
                            mUpdatePeerForInvited = false;
                            sendMessage(M_P2P_DEVICE_FOUND_INVITATION);
                        }
                    }
                    break;
                  //代码省略
                  break;
                //代码省略
            }
        }

上述代码主要将搜索到的设备保存到mPeers中，再发送WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION的广播，WifiP2pSettings收到该广播后将通过WifiP2pManager的requestPeers获取mPeers的内容。

3.连接流程

当用户选择某个设备进行连接时，WifiP2pSettings调用WifiP2pManager的connect方法发起连接，WifiP2pManager将发送CONNECT消息给P2pStateMachine，该消息有当前状态InactiveState自己处理：

@Override
      public boolean processMessage(Message message) {
          switch (message.what) {
              case WifiP2pManager.CONNECT:
                    //代码省略
                    mAutonomousGroup = false;
                    mConnectToPeer = true;
                    if (mMiracastMode == WifiP2pManager.MIRACAST_SOURCE
                        && !WFD_DONGLE_USE_P2P_INVITE) {
                        // To support WFD dongle that doesn't support p2p_invite
                        transitionTo(mProvisionDiscoveryState);
                    } else {
                        // Normal connection case
                        if (reinvokePersistentGroup(config)) {
                            transitionTo(mGroupNegotiationState);
                        } else {
                            transitionTo(mProvisionDiscoveryState);
                        }
                    }
                    mSavedPeerConfig = config;
                    mPeers.updateStatus(mSavedPeerConfig.deviceAddress, WifiP2pDevice.INVITED);
  					sendPeersChangedBroadcast();
                    replyToMessage(message, WifiP2pManager.CONNECT_SUCCEEDED);
                  break;
                //代码省略
            }
        }

进入reinvokePersistentGroup(config)函数，若为发起端，则返回false，之后进入ProvisionDiscoveryState状态，若为接受端则启动Group Formation流程，然后进入GroupNegotiationState状态。ProvisionDiscoveryState的enter()方法将向对端设备发送Provision Discovery Request帧：

mWifiNative.p2pProvisionDiscovery(mSavedPeerConfig)

当对端设备同意连接之后，将收到一个P2P_PROV_DISC_PBC_RSP_EVENT消息，由ProvisionDiscoveryState处理：

@Override
      public boolean processMessage(Message message) {
          switch (message.what) {
              case WifiP2pManager.CONNECT:
                    case WifiMonitor.P2P_PROV_DISC_PBC_RSP_EVENT:
                    provDisc = (WifiP2pProvDiscEvent) message.obj;
                    device = provDisc.device;
                    if (!device.deviceAddress.equals(mSavedPeerConfig.deviceAddress)) 
break;
                    ///M: for crossmount  @{
                    updateCrossMountInfo(provDisc.device.deviceAddress);
                    ///@}
                    if (mSavedPeerConfig.wps.setup == WpsInfo.PBC) {
                        if (DBG) logd("Found a match " + mSavedPeerConfig);
                        p2pConnectWithPinDisplay(mSavedPeerConfig);
                        transitionTo(mGroupNegotiationState);
                    }
                    break; 
//代码省略
            }
        }

p2pConnectWithPinDisplay(mSavedPeerConfig)函数将调用WifiNative的p2pConnect函数触发WPAS发送GON Request帧，接收端收到该帧，将弹出对话框询问用户是否接受请求。之后进入GroupNegotiationState。

当WPAS进行GroupFormation结束之后，P2pStateMachine将收到P2P_GROUP_STARTED_EVENT消息，该消息由GroupNegotiationState处理。

@Override
      public boolean processMessage(Message message) {
          switch (message.what) {
               case WifiMonitor.P2P_GROUP_STARTED_EVENT:
                    mGroup = (WifiP2pGroup) message.obj;
                    //代码省略
                    if (mGroup.isGroupOwner()) {
                        if (!mAutonomousGroup) {
                            mWifiNative.setP2pGroupIdle(mGroup.getInterface(), 
GROUP_IDLE_TIME_S);
                        }
                        startDhcpServer(mGroup.getInterface());
                    } else {
                        ///M: No DHCP, use static IP @{
                        if (mGcIgnoresDhcpReq) {
                            //代码省略
                        } else {
                            mWifiNative.setP2pGroupIdle(mGroup.getInterface(), 
GROUP_IDLE_TIME_S);
                            startIpManager(mGroup.getInterface());
                        }
                        //代码省略
                    }
                    transitionTo(mGroupCreatedState);
                    break;//代码省略
            }
        }

若本机扮演GO，则通过startDhcpServer(mGroup.getInterface())启动DhcpServer，若本机为GC，则通过startIpManager(mGroup.getInterface())去获取IP地址，之后转入GroupCreatedState。

当连接成功后，WifiMonitor还会发送一个AP_STA_CONNECTED_EVENT消息，该消息由GroupCreatedState处理：

其将调用mGroup.addClient(mPeers.get(deviceAddress))添加一个P2P设备。

至此，连接流程结束。

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