前言

在WiFi直连（WiFi Direct，也称为peer-to-peer，P2P）中，设备可以不通过AP（Access Point）进行连接。在P2P group中，称为GO（Group Owner）的设备具有像AP一样的功能，其他被称为GC（Group Client）的设备就去连接GO。支持WiFi Direct功能的设备都可以称为GO或GC。在Group Formation阶段，设备会被确定称为GO还是GC。笔者将会后面的博客讨论Group Formation过程。在P2P group中，只会存在一个GO，其他许多的GC去连接这个GO，然后进行通信。

一、P2P的模型

1.1 P2P的组成

P2P体系结构由支持设备间通信的交互组件组成。
P2P设备

能够作为P2P GO（Group Owner）或P2P GC（Group Client）角色。
能够协商成为GO或GC。
能够支持WSC（Wi-Fi Simple Configuration）Registrar和P2P discovery机制。
能够支持WLAN和P2P并发运行。

P2P GO角色：

类似于AP实体，对P2P GC提供BSS功能和服务。
提供WSC功能。
可能提供关联GC之间的通信

P2P GC角色：

实现STA的功能。
提供WSC Enrollee功能。

1.2 P2P的拓扑

P2P拓扑是1：n策略，多个GC可以连接同一个GO。这些连接的设备被称为一个P2P Gourp。

在DMG之外的运行每个client可能是P2P GC或传统的不具有P2P功能的Client。在DMG之内运行的每个client必须是具备P2P功能的GC。
P2P components and topology when operating outside DMG
图1 在DMG之外的P2P组成和拓扑

图2 在DMG中的P2P组成和拓扑

一个P2P Group有唯一的SSID，图3表示1：1的拓扑。
A subset of P2P 1:n topology (n=1)
图3 P2P Group 拓扑为1：1

1.3 P2P并发模式

支持P2P功能的设备可以并发模式运行，也就是STA（Station）模式和P2P模式共存。在并发模式中，P2P设备可以连接一个AP。因此，P2P设备可以GO+STA或GC+STA模式运行。在并发模式中，设备存在两个interface接口，并且这两个interface大概率处于同一个channel信道，也有可能处于不同的channel和band。

在下图中可以看到，P2P设备处于并发模式。

图4 P2P Concurrent Device

图4显示了P2P设备有一个MAC实体作为了WLAN-STA，另外一个MAC实体作为了P2P Device。双MAC功能可以通过两个独立的物理MAC实体提供，每个实体与自己的PHY实体关联，或者两个虚拟MAC实体与一个PHY实体关联。

一个P2P group可以与一个并发操作的WLAN BSS处于相同或者不同的信道中。比如，WLAN BSS可能处于5.2GHz的channel 36，而P2P group在2.4GHz的channel 6。

1.4 功能和服务

1.4.1 基本功能和服务

在DMG之外运行的P2P，规范是假设以下STA功能和服务在设备中已经实现：

IEEE 802.11g或比2.4GHz更新的PHY
IEEE 802.11i（IES-CCMP）
WiFi Protected Setup
WiFi Multimedia

在DMG之内运行的P2P，规范是假设以下STA功能和服务在设备中已经实现：

在IEEE 802.11-2020中定义的DMG操作
在IEEE 802.11-2020中定义的AES-GCMP
WiFi Protected Setup

图5 P2P及其依赖的技术

P2P技术一个主要的应用场景就是Miracast，设备之间共享媒体数据，所以P2P还必须支持WMM（WiFi Multimedia），WMM是一种源自802.11e的Qos服务，主要是针对实时音视频数据的传输。

1.4.2 P2P的特殊功能和服务

P2P设备还支持以下特殊功能：

P2P Discovery：让设备轻易快速简单地识别并连接周围其他P2P设备和服务。
P2P Group Operation：在DMG之外运行时类似于基础BSS操作，如IEEE802.11-2020所定义。在DMG内运行时类似于PBSS操作。
P2P Power Management：提供了一系列的功能去减少P2P设备的功率消耗。

1.4.3 P2P的两种地址

P2P Device Address
一个P2P设备在加入P2P Group之前都是使用的Device Addr开展Discovery等工作。对于一个P2P设备而言，Device Addr是唯一的，作用等同于MAC地址。
P2P Interface Address
而当P2P设备加入P2P Group之后，它与Group中的其他设备交互时采用的时Interface Addr。另外，由于一个设备可以加入多个P2P Group，所有在每个P2P Group中设备必须采用不同的Interface Addr。当某一个P2P Group结束之后，设备在该Group中使用的Interface Addr也随之消失。