基于P2P Wi-Fi通信系统的设计与实现

叶雄峰

（四川大学计算机学院，成都610065）

基于P2P Wi-Fi通信系统的设计与实现

叶雄峰

（四川大学计算机学院，成都610065）

针对移动设备有网络，或者手机信号差的环境中，无法进行即时通信和文件共享的问题，提出一种基于P2P Wi-Fi的通信系统，实现近距离下通信与文件共享，系统在iOS平台实现。实验表明，该系统的通信速率稳定，相比较校园网通信，速率有一定的提升。

0 引言

近年来，由于移动设备的快速普及，网络基础设施的日益完善，移动互联网已经成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的行业之一。移动互联网包含三个要素：移动设备、移动应用、网络通信技术。即时通信服务和社交媒体应用是移动互联网使用的动力，特别是在发展中国家，即时通信已经成为人们和家人、朋友保持联系的重要方式。人们使用智能手机、平板电脑等各类移动终端，接入Internet传递和交换信息，数据的收发和共享变得十分方便［1］。

目前无线通信网络主要为：移动蜂窝网络和无线局域网（Wi-Fi）［2］。但这类网络通信，都需要基础网络设施的支持，在没有网络基础设施或网络信号差的情况下，无法进行通信。因此，实现一种不基于固定网络基础设施的通信方式是十分必要的。

相对于Android设备，iOS设备具有高度的安全性，流畅性和良好的用户体验。AirDrop［3］，是 iOS7新增的一项功能，可在iOS设备之间利用P2P Wi-Fi进行文件的分享。对点连接框架（Multipeer Connectivity）［4］是苹果公司发布的基于iOS7的框架，其目的是使开发者可以创建通过Wi-Fi或者蓝牙在近距离范围内建立连接的应用。

本文设计的系统实现在iOS移动设备上，利用Multipeer Connectivity多点连接框架，实现移动设备点对点通信。相对于蓝牙，P2P Wi-Fi的传输速率更高、通信范围更广。

基于上述背景，本文提出一种基于P2P Wi-Fi的通信系统，实现近距离的下的通信与文件共享。

1 系统设计

本文实现的通信系统主要包含三个模块，分别为：连接模块、通信模块、共享模块。

1.1 连接模块

连接模块主要利用Multipeer Connectivity多点连接框架，为iOS移动设备之间通信和文件共享的实现做基础支持。该模块的工作流程如下：（1）设备自身宣传，使得设备可以被其他设备发现；（2）搜索设备，设备发现附近可连接的设备进行连接；（3）会话的建立，设备通过会话进行数据传输。

1.2 通信模块

通信模块是建立在连接模块的基础上，通过会话实现移动设备的点对点即时通信。具体的实现如下：（1）发送端：发送端回去输入框的输入，并为消息设置消息类型，消息以二进制的方式通过会话进行传输。（2）接收端：接收端采取监听会话的方式来进行消息接受，接收到消息后，并按照消息的类型，读取消息并添加到消息列表。

1.3 共享模块

本文实现的系统主要进行文件的共享，将文件从一个移动设备共享到另一个设备。共享模块的主要流程如下：（1）连接设备：与将要共享文件的设备建立连接；（2）文件选取：选择想要共享的文件；（3）文件发送：设备通过会话将文件发送给连接的设备。

2 系统实现

本文实现的通信系统是基于iOS平台，采用Ob⁃jective-C编程。

2.1 连接模块的实现

连接模块主要有MultipeerManger主类实现，主类包括四个重要的成员变量：PeerID、Advertiser、Browser和Session。基本的流程是MultipeerMangerAdver⁃tiserAssistant发出广播通知，供附近的移动设备发现并邀请；MultipeerMangerBrowserViewController搜索发现附件的设备，并邀请加入会话；MultipeerManger处理与会话相关的事件。实现效果如图1所示。

图1

2.2 通信模块的实现

设备A先发出广播，设备B用于搜索其他设备。设备B搜到之后，会向A发送邀请，建立连接。当设备A接受到之后，会向B发送一个会话，若建立成功则可以互相通信。本文利用ChatView视图控制器类，连接网内聊天界面，来实现即时通信。

2.3 共享模块的实现

共享模块通过SendFileVC来实现。在SendFi⁃leVC类中，实现文件的选取和发送，共享模块的实现效果如图2所示。

图2

3 实验结果与分析

本文主要针对共享模块在共享文件的速率做了对比实验，来验证基于P2P Wi-Fi通信的有效性和共享文件时的效率。

实验设计了1.7MB、10.8MB、35MB三组数据，记录在文件共享时所消耗的时间，并与校园Wi-Fi网络进行对比。基于P2P Wi-Fi的文件共享速率数据如表1所示，校园Wi-Fi网络的文件共享速率数据如表2所示。

表1 P2P Wi-Fi共享文件速率

表2 校园Wi-Fi网络共享文件速率

从表1和表2可以看出，文件从1.7MB到35MB，P2P Wi-Fi共享文件速率的传输速率相比较于校园Wi-Fi有很大的优势，并且P2P Wi-Fi共享文件的速率，逐渐稳定。

4 结语

本文设计实现了不依赖于网络基础设施的通信系统，设备之间的通信基于P2P Wi-Fi通信方式。通过实验，表明基于P2P Wi-Fi对于一定速率的网络在传输速率方面有着很大的优势。

［1］工业和信息化部电信研究院.移动互联网白皮书［R］.北京：工业和信息化部电信研究院，2011.

［2］刘娟维.移动Ad Hoc网络中基于QoS的多径路由算法研究［D］.西安：西安电子科技大学，2010.

［3］在 iPhone、iPad 或 iPod touch 上通过 AirDrop 共享内容［EB/OL］.（2017-2-21）［2016-10-12］.https：//support.apple.com/zh-cn/HT204144.

［4］Ebert R.iOS&Swift Tutorial：Multipeer Connectivity［EB/OL］.（2017-02-10）［2017］.http：//www.ralfebert.de/tutorials/ios-swiftmultipeer-connectivity/.

Design and Implementation of Communication System Based on P2P Wi-Fi

YE Xiong-feng
（College of Computer Science，Sichuan University，Chengdu 610065）

For mobile device in the environment without network or mobile phone signal,to instant communication and file sharing,proposes a com⁃munication system based on P2P Wi-Fi to realize the communication and file sharing under close distance.The system is implemented on iOS platform.The Experiments show that the communication rate of the system is stable,compared with the campus network communica⁃tion,the rate has a certain increase.

iOS平台；P2P Wi-Fi；即时通信；移动设备

1007-1423（2017）28-0076-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.28.020

叶雄峰（1993-），男，浙江衢州人，硕士研究生，研究方向为移动互联、自组织网络

2017-07-20

2017-09-10

iOS Platform;P2P Wi-Fi;Instant Messaging;Mobile Devices