יצירת חיבורי P2P באמצעות Wi-Fi ישיר

Wi-Fi ישיר (שנקרא גם 'מקצה לקצה' או P2P) מאפשר לאפליקציה למצוא בקרבת מקום וליצור איתם אינטראקציה במהירות במכשירים אחרים, בטווח שחורג מהיכולות של Bluetooth.

ממשקי ה-API של Wi-Fi Direct (P2P) מאפשרים לאפליקציות להתחבר למכשירים בקרבת מקום בלי צורך להתחבר לרשת או לנקודת אינטרנט. אם האפליקציה מיועדת לרשת Wi-Fi מאובטחת וקרובה לטווח אפשרות 'ישיר' מתאימה יותר מאשר ה-Wi-Fi המסורתי בד-הוק רישות מהסיבות הבאות:

  • ב-Wi-Fi ישיר יש תמיכה בהצפנת WPA2. (חלק מהרשתות הזמניות תומכות רק בהצפנת WEP).
  • מכשירים יכולים לשדר את השירותים שהם מספקים, וכך לעזור למכשירים אחרים למצוא בקלות רבה יותר עמיתים מתאימים.
  • כדי לקבוע איזה מכשיר יהיה הבעלים של הקבוצה ברשת, המערכת של Wi-Fi Direct בודקת את יכולות השירות, ממשק המשתמש וניהול האנרגיה של כל מכשיר, ומשתמשת במידע הזה כדי לבחור את המכשיר שיכול לנהל את האחריות על השרת בצורה היעילה ביותר.
  • ב-Android אין תמיכה במצב Wi-Fi ad-hoc.

במדריך הזה מוסבר איך למצוא מכשירים בקרבת מקום ולהתחבר אליהם באמצעות Wi-Fi P2P.

הגדרת הרשאות לאפליקציות

כדי להשתמש ב-Wi-Fi Direct, צריך להוסיף למניפסט את ההרשאות ACCESS_FINE_LOCATION,‏ CHANGE_WIFI_STATE,‏ ACCESS_WIFI_STATE ו-INTERNET. אם האפליקציה שלכם מטרגטת את Android 13 (רמת API 33) ואילך, צריך להוסיף גם את ההרשאה NEARBY_WIFI_DEVICES למניפסט. Wi-Fi ישיר לא דורש חיבור לאינטרנט, אבל הוא משתמש ב-Java רגיל sockets, שדרושים ל-INTERNET הרשאה. כדי להשתמש ב-Wi-Fi ישיר, נדרשות ההרשאות הבאות:

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.android.nsdchat"
    ...
    <!-- If your app targets Android 13 (API level 33)
         or higher, you must declare the NEARBY_WIFI_DEVICES permission. -->
        <uses-permission android:name="android.permission.NEARBY_WIFI_DEVICES"
        <!-- If your app derives location information from Wi-Fi APIs,
             don't include the "usesPermissionFlags" attribute. -->
        android:usesPermissionFlags="neverForLocation" />
        
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"
        <!-- If any feature in your app relies on precise location information,
             don't include the "maxSdkVersion" attribute. -->
        android:maxSdkVersion="32" />
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.INTERNET"/>
    ...

בנוסף להרשאות הקודמות, גם ממשקי ה-API הבאים דורשים הפעלה של מצב המיקום:

הגדרת מקלט שידור ומנהל של רשתות עמיתים-לעמיתים

כדי להשתמש ב-Wi-Fi ישיר, עליך להקשיב לכוונות שידור שאומרות כאשר התרחשו אירועים מסוימים. באפליקציה, יוצרים מופע של IntentFilter ומגדירים אותו להאזנה לאירועים הבאים:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION
הערך מציין אם Wi-Fi Direct מופעל
WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION
מציין שרשימה של השכנים הזמינים השתנתה.
WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION
הסמל הזה מופיע כשהסטטוס של הקישוריות ב-Wi-Fi Direct השתנה. החל מגרסה Android 10, האפשרות הזו לא תישאר מוגדרת. אם האפליקציה שלך הסתמכה על קבלת הודעות כאלה שידורים בזמן ההרשמה כי הם היו במיקום קבוע, צריך להשתמש ברכיב get המתאים באתחול לקבלת המידע.
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION
המשמעות היא שפרטי ההגדרה של המכשיר הזה השתנו. מתחיל ב- Android 10, לא במיקום קבוע. אם האפליקציה שלכם הסתמכה על קבלת השידורים האלה במהלך ההרשמה כי הם היו קבועים, תוכלו להשתמש במקום זאת בשיטה המתאימה של get במהלך האינטראקציה הראשונה כדי לקבל את המידע.
KotlinJava
private val intentFilter = IntentFilter()
...
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.main)

    // Indicates a change in the Wi-Fi Direct status.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)

    // Indicates a change in the list of available peers.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)

    // Indicates the state of Wi-Fi Direct connectivity has changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)

    // Indicates this device's details have changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
    ...
}
private final IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
...
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);

    // Indicates a change in the Wi-Fi Direct status.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION);

    // Indicates a change in the list of available peers.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);

    // Indicates the state of Wi-Fi Direct connectivity has changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION);

    // Indicates this device's details have changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION);
    ...
}

בסוף השיטה onCreate(), מקבלים מופע של WifiP2pManager וקוראים לו initialize() . השיטה הזו מחזירה אובייקט WifiP2pManager.Channel, ולהשתמש בו בהמשך כדי לחבר את האפליקציה למסגרת Wi-Fi Direct.

KotlinJava
private lateinit var channel: WifiP2pManager.Channel
private lateinit var manager: WifiP2pManager

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    ...
    manager = getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager
    channel = manager.initialize(this, mainLooper, null)
}
Channel channel;
WifiP2pManager manager;

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    manager = (WifiP2pManager) getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
    channel = manager.initialize(this, getMainLooper(), null);
}

עכשיו יוצרים סוג חדש של BroadcastReceiver שבו משתמשים כדי להאזין לשינויים בסטטוס ה-Wi-Fi של המערכת. ב-method‏ onReceive(), מוסיפים תנאי לטיפול בכל שינוי מצב שמפורט למעלה.

KotlinJava
override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    when(intent.action) {
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
            // Determine if Wi-Fi Direct mode is enabled or not, alert
            // the Activity.
            val state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1)
            activity.isWifiP2pEnabled = state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED
        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {

            // The peer list has changed! We should probably do something about
            // that.

        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {

            // Connection state changed! We should probably do something about
            // that.

        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION -> {
            (activity.supportFragmentManager.findFragmentById(R.id.frag_list) as DeviceListFragment)
                    .apply {
                        updateThisDevice(
                                intent.getParcelableExtra(
                                        WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE) as WifiP2pDevice
                        )
                    }
        }
    }
}
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    String action = intent.getAction();
    if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
        // Determine if Wi-Fi Direct mode is enabled or not, alert
        // the Activity.
        int state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1);
        if (state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED) {
            activity.setIsWifiP2pEnabled(true);
        } else {
            activity.setIsWifiP2pEnabled(false);
        }
    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // The peer list has changed! We should probably do something about
        // that.

    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // Connection state changed! We should probably do something about
        // that.

    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
        DeviceListFragment fragment = (DeviceListFragment) activity.getFragmentManager()
                .findFragmentById(R.id.frag_list);
        fragment.updateThisDevice((WifiP2pDevice) intent.getParcelableExtra(
                WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE));

    }
}

לבסוף, מוסיפים קוד לרישום מסנן ה-Intent וגם לצורך רישום מקלט השידור כשהפעילות הראשית פעילה, ומבטלים את הרישום שלהם כשהפעילות מושהית. המקום הטוב ביותר לעשות זאת הוא onResume() onPause() אמצעי תשלום.

KotlinJava
/** register the BroadcastReceiver with the intent values to be matched  */
public override fun onResume() {
    super.onResume()
    receiver = WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this)
    registerReceiver(receiver, intentFilter)
}

public override fun onPause() {
    super.onPause()
    unregisterReceiver(receiver)
}
/** register the BroadcastReceiver with the intent values to be matched */
@Override
public void onResume() {
    super.onResume();
    receiver = new WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this);
    registerReceiver(receiver, intentFilter);
}

@Override
public void onPause() {
    super.onPause();
    unregisterReceiver(receiver);
}

התחלת תהליך הגילוי של השותפים

כדי להתחיל לחפש מכשירים בקרבת מקום באמצעות Wi-Fi P2P, מפעילים את הפקודה discoverPeers(). השיטה הזו לוקחת את הארגומנטים הבאים:

KotlinJava
manager.discoverPeers(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {

    override fun onSuccess() {
        // Code for when the discovery initiation is successful goes here.
        // No services have actually been discovered yet, so this method
        // can often be left blank. Code for peer discovery goes in the
        // onReceive method, detailed below.
    }

    override fun onFailure(reasonCode: Int) {
        // Code for when the discovery initiation fails goes here.
        // Alert the user that something went wrong.
    }
})
manager.discoverPeers(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {

    @Override
    public void onSuccess() {
        // Code for when the discovery initiation is successful goes here.
        // No services have actually been discovered yet, so this method
        // can often be left blank. Code for peer discovery goes in the
        // onReceive method, detailed below.
    }

    @Override
    public void onFailure(int reasonCode) {
        // Code for when the discovery initiation fails goes here.
        // Alert the user that something went wrong.
    }
});

חשוב לזכור שהפעולה הזו רק מתחילה את תהליך גילוי השכנים. השיטה discoverPeers() מתחילה את תהליך הגילוי ומחזירה מיד. המערכת תודיע לכם אם תהליך גילוי השותפים התחיל בהצלחה על ידי קריאה לשיטות ב-action listener שסיפקתם. כמו כן, הגילוי נשאר פעיל עד שמתחילים חיבור או עד שקבוצת P2P מופעלת נוצרה.

אחזור רשימת השכנים

עכשיו כותבים את הקוד שמאחזר ומעבד את רשימת האפליקציות להשוואה. קודם כול מטמיעים את הממשק WifiP2pManager.PeerListListener, שמספק מידע על השכנים שזוהו באמצעות Wi-Fi Direct. המידע הזה גם מאפשר לאפליקציה שלך לדעת מתי אפליקציות להשוואה מצטרפים או לצאת מהרשת. קטע הקוד הבא מדגים את הפעולות האלה שקשורות לשכנים:

KotlinJava
private val peers = mutableListOf<WifiP2pDevice>()
...

private val peerListListener = WifiP2pManager.PeerListListener { peerList ->
    val refreshedPeers = peerList.deviceList
    if (refreshedPeers != peers) {
        peers.clear()
        peers.addAll(refreshedPeers)

        // If an AdapterView is backed by this data, notify it
        // of the change. For instance, if you have a ListView of
        // available peers, trigger an update.
        (listAdapter as WiFiPeerListAdapter).notifyDataSetChanged()

        // Perform any other updates needed based on the new list of
        // peers connected to the Wi-Fi P2P network.
    }

    if (peers.isEmpty()) {
        Log.d(TAG, "No devices found")
        return@PeerListListener
    }
}
private List<WifiP2pDevice> peers = new ArrayList<WifiP2pDevice>();
...

private PeerListListener peerListListener = new PeerListListener() {
    @Override
    public void onPeersAvailable(WifiP2pDeviceList peerList) {

        List<WifiP2pDevice> refreshedPeers = peerList.getDeviceList();
        if (!refreshedPeers.equals(peers)) {
            peers.clear();
            peers.addAll(refreshedPeers);

            // If an AdapterView is backed by this data, notify it
            // of the change. For instance, if you have a ListView of
            // available peers, trigger an update.
            ((WiFiPeerListAdapter) getListAdapter()).notifyDataSetChanged();

            // Perform any other updates needed based on the new list of
            // peers connected to the Wi-Fi P2P network.
        }

        if (peers.size() == 0) {
            Log.d(WiFiDirectActivity.TAG, "No devices found");
            return;
        }
    }
}

עכשיו צריך לשנות את onReceive() של מקלט השידורים להפעיל את requestPeers() כשמתקבלת Intent עם הפעולה WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION. שלך צריך להעביר את המאזינים האלה למקלט בצורה כלשהי. אחת הדרכים היא לשלוח אותו כארגומנטים למבנה של מקלט השידור.

KotlinJava
fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    when (intent.action) {
        ...
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {

            // Request available peers from the wifi p2p manager. This is an
            // asynchronous call and the calling activity is notified with a
            // callback on PeerListListener.onPeersAvailable()
            mManager?.requestPeers(channel, peerListListener)
            Log.d(TAG, "P2P peers changed")


        }
        ...
    }
}
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    ...
    else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // Request available peers from the wifi p2p manager. This is an
        // asynchronous call and the calling activity is notified with a
        // callback on PeerListListener.onPeersAvailable()
        if (mManager != null) {
            mManager.requestPeers(channel, peerListListener);
        }
        Log.d(WiFiDirectActivity.TAG, "P2P peers changed");
    }...
}

עכשיו, כאשר יישלח כוונה עם הפעולה WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION, תישלח בקשה לקבלת רשימה מעודכנת של השכנים.

חיבור לעמית

כדי להתחבר למכשיר אחר, יוצרים אובייקט WifiP2pConfig חדש ומעתיקים אליו נתונים מה-WifiP2pDevice שמייצג את המכשיר שאליו רוצים להתחבר. לאחר מכן קוראים ל-method‏ connect().

KotlinJava
override fun connect() {
    // Picking the first device found on the network.
    val device = peers[0]

    val config = WifiP2pConfig().apply {
        deviceAddress = device.deviceAddress
        wps.setup = WpsInfo.PBC
    }

    manager.connect(channel, config, object : WifiP2pManager.ActionListener {

        override fun onSuccess() {
            // WiFiDirectBroadcastReceiver notifies us. Ignore for now.
        }

        override fun onFailure(reason: Int) {
            Toast.makeText(
                    this@WiFiDirectActivity,
                    "Connect failed. Retry.",
                    Toast.LENGTH_SHORT
            ).show()
        }
    })
}
@Override
public void connect() {
    // Picking the first device found on the network.
    WifiP2pDevice device = peers.get(0);

    WifiP2pConfig config = new WifiP2pConfig();
    config.deviceAddress = device.deviceAddress;
    config.wps.setup = WpsInfo.PBC;

    manager.connect(channel, config, new ActionListener() {

        @Override
        public void onSuccess() {
            // WiFiDirectBroadcastReceiver notifies us. Ignore for now.
        }

        @Override
        public void onFailure(int reason) {
            Toast.makeText(WiFiDirectActivity.this, "Connect failed. Retry.",
                    Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    });
}

אם כל אחד מהמכשירים בקבוצה שלך תומך ב-Wi-Fi ישיר, אין צורך כדי לבקש במפורש את הסיסמה של הקבוצה בעת ההתחברות. כדי לאשר מכשיר שלא תומך ב-Wi-Fi ישיר כדי להצטרף לקבוצה, אבל צריך אחזור הסיסמה הזו על ידי התקשרות requestGroupInfo(), בתור מוצגת בקטע הקוד הבא:

KotlinJava
manager.requestGroupInfo(channel) { group ->
    val groupPassword = group.passphrase
}
manager.requestGroupInfo(channel, new GroupInfoListener() {
  @Override
  public void onGroupInfoAvailable(WifiP2pGroup group) {
      String groupPassword = group.getPassphrase();
  }
});

לתשומת ליבך, המדיניות WifiP2pManager.ActionListener שהוטמעה השיטה connect() שולחת התראה רק כאשר ההתחלה מצליח או נכשל. כדי לזהות שינויים במצב החיבור, צריך להטמיע את ממשק WifiP2pManager.ConnectionInfoListener. פונקציית ה-callback onConnectionInfoAvailable() תודיע לכם כשהסטטוס של החיבור ישתנה. במקרים שבהם מספר מכשירים יחוברו מכשיר אחד (כמו משחק עם שלושה שחקנים או יותר, או אפליקציית צ'אט), מכשיר אחד מוגדר כ"בעלי הקבוצה". אפשר להגדיר מכשיר ספציפי בתור בעלי הקבוצה של הרשת, על ידי ביצוע השלבים המפורטים קטע בנושא יצירת קבוצה.

KotlinJava
private val connectionListener = WifiP2pManager.ConnectionInfoListener { info ->

    // String from WifiP2pInfo struct
    val groupOwnerAddress: String = info.groupOwnerAddress.hostAddress

    // After the group negotiation, we can determine the group owner
    // (server).
    if (info.groupFormed && info.isGroupOwner) {
        // Do whatever tasks are specific to the group owner.
        // One common case is creating a group owner thread and accepting
        // incoming connections.
    } else if (info.groupFormed) {
        // The other device acts as the peer (client). In this case,
        // you'll want to create a peer thread that connects
        // to the group owner.
    }
}
@Override
public void onConnectionInfoAvailable(final WifiP2pInfo info) {

    // String from WifiP2pInfo struct
    String groupOwnerAddress = info.groupOwnerAddress.getHostAddress();

    // After the group negotiation, we can determine the group owner
    // (server).
    if (info.groupFormed && info.isGroupOwner) {
        // Do whatever tasks are specific to the group owner.
        // One common case is creating a group owner thread and accepting
        // incoming connections.
    } else if (info.groupFormed) {
        // The other device acts as the peer (client). In this case,
        // you'll want to create a peer thread that connects
        // to the group owner.
    }
}

עכשיו חוזרים ל-method‏ onReceive() של מקלט השידור, ומשנים את הקטע שמקשיב לכוונה WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION. כשהכוונה הזו מתקבלת, צריך לבצע קריאה ל-requestConnectionInfo(). זוהי קריאה אסינכרונית, כך שהתוצאות יתקבלו על ידי מאזין פרטי החיבור שתספק הפרמטר.

KotlinJava
when (intent.action) {
    ...
    WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {

        // Connection state changed! We should probably do something about
        // that.

        mManager?.let { manager ->

            val networkInfo: NetworkInfo? = intent
                    .getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO) as NetworkInfo

            if (networkInfo?.isConnected == true) {

                // We are connected with the other device, request connection
                // info to find group owner IP

                manager.requestConnectionInfo(channel, connectionListener)
            }
        }
    }
    ...
}
    ...
    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        if (manager == null) {
            return;
        }

        NetworkInfo networkInfo = (NetworkInfo) intent
                .getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO);

        if (networkInfo.isConnected()) {

            // We are connected with the other device, request connection
            // info to find group owner IP

            manager.requestConnectionInfo(channel, connectionListener);
        }
        ...

איך יוצרים קבוצה

אם רוצים שהמכשיר שמפעיל את האפליקציה ישמש כבעלים של הקבוצה רשת שכוללת מכשירים מדור קודם - כלומר, מכשירים שלא תומכים Wi-Fi ישיר — מתבצע אותו רצף של שלבים כמו מתחברים לקטע עמית, אלא אם יוצרים קטע חדש WifiP2pManager.ActionListener באמצעות createGroup() במקום connect(). אופן הטיפול בקריאה החוזרת (callback) ב-WifiP2pManager.ActionListener זהה, כפי שמוצג בקטע הקוד הבא:

KotlinJava
manager.createGroup(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        // Device is ready to accept incoming connections from peers.
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Toast.makeText(
                this@WiFiDirectActivity,
                "P2P group creation failed. Retry.",
                Toast.LENGTH_SHORT
        ).show()
    }
})
manager.createGroup(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
    @Override
    public void onSuccess() {
        // Device is ready to accept incoming connections from peers.
    }

    @Override
    public void onFailure(int reason) {
        Toast.makeText(WiFiDirectActivity.this, "P2P group creation failed. Retry.",
                Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

הערה: אם כל המכשירים ברשת תומכים ב-Wi-Fi. באופן ישיר, ניתן להשתמש בשיטה connect() בכל מכשיר מפני ש אחר כך יוצר את הקבוצה ובוחר את בעלי הקבוצה באופן אוטומטי.

אחרי שיוצרים קבוצה, אפשר להתקשר requestGroupInfo() כדי לאחזר פרטים על האפליקציות להשוואה הרשת, כולל שמות המכשירים וסטטוסי החיבור.