來源 | HaaS技術社群
1、概要
Wi-Fi大家很早就接觸了，但是配網（配置Wi-Fi 賬戶名SSID/密碼）對很多人都比較陌生。因為早期的Wi-Fi裝置基本都是帶螢幕和輸入裝置的（如筆記本/手機/PDA等）。配網隻需要使用者直接輸入路由器的SSID/password即可，簡單到被人忽略。
但是随着物聯網興起，Wi-Fi被大量應用于沒有人機互動方式的裝置中，如智能插座等物聯網終端産品中，而Wi-Fi（IEEE802.11）标準在設計之初是沒有考慮這種無人機互動方式的配網的，也就是沒有官方标準。配網成了一種類似于黑客找漏洞的技術，這也就導緻了市面上配網的方法多種多樣，且各家玩各家的，魚龍混雜，互不相通，整體體驗偏低。
幾個概念
狹義配網：Wi-Fi裝置擷取路由器資訊（SSID,password等）并連接配接路由器的過程
綁定：使用者手機APP賬号與被配網裝置關聯的過程
廣義配網：狹義配網+綁定
本文讨論的配網如未注明都指狹義配網；并省略雲端參與流程。簡化示意圖如下：
那麼市面上的配網技術有哪幾種呢？按原理分商用的主要有：
- 一鍵配網；
- 廣播包長方式;
- 多點傳播位址方式。
- 裝置熱點配網;
- 藍牙輔助配網;
- 手機熱點配網;
- 零配;
- 其他（如語音配網/攝像頭二維碼配網等）。
阿裡雲IoT開發的物聯網作業系統AliOS Things 支援上述1-5配網方式。
2、詳細介紹
2.1、一鍵配網
2.1.1、流程
一鍵配網（Smart Config）主要原理為：
1、裝置(HaaS100)進入sniffer模式(又叫混雜模式，即不過濾資料封包)，監聽環境中所有的802.11封包;
2、裝置(HaaS100)需要在所支援的信道（通常1-13）上輪詢監聽（因為裝置(HaaS100)不知道使用者手機和目标路由器的信道）；
3、捕獲到符合配網規則的資料封包後停止信道輪詢，嘗試在在此信道上接收完成所有封包；
4、目前信道接收失敗或逾時重新回到步驟2.
5、資料封包接收完成則關閉sniffer模式，回到station模式并開始嘗試連接配接路由器，狹義的配網過程完成。
2.1.2、資料傳輸方式
資料的承載方式有兩種，一種廣播方式，另一種是多點傳播方式。下面分别介紹。
裝置(HaaS100)在接入路由器之前，沒有獲得對應密鑰，無法解密路由器區域網路内的資料封包（包括連接配接到目标路由器的使用者手機的封包）。
如下圖所示，裝置(HaaS100)在sniffer模式收到的資料封包主體即Frame Body部分是加密的，僅幀頭和整個封包長度是不加密的。
要通過手機将配網資訊傳給裝置(HaaS100)，那麼就得考慮使用這些資訊。
MAC幀格式:
廣播包長方式：
資料封包長度共2位元組，且標頭和校驗和占掉了一部分字段故不能從0開始編碼，而太長會導緻整個資料封包備援資料急劇增加，如折中取11bit。
具體方式為：手機端通過發送不同長度的廣播封包，将配網資訊編碼到封包長度資訊中。--有點像藏頭詩吧？
多點傳播位址方式：
如果使用位址編碼，即使用下圖的DA編碼,那麼就是多點傳播方式。
ieee802.11将224.0.0.0 ~ 239.255.255.255劃定為多點傳播保留位址，在以太網中，目的IP位址為多點傳播保留位址的資料包，目的MAC位址需要做一個映射。具體做法是，MAC位址的3個高位元組固定為01:00:5E，後三個位元組依次為組位址的從高位元組起的第二位元組取低７位、組位址的第三位元組和第四位元組，例如組位址225.215.145.230對應的MAC位址為01:00:5E:57:91:E6。是以有23個bit可使用者編碼。
✅優點：使用者操作簡單，體驗好（成功時）。
🔲缺點：對手機，路由器都有嚴格的相容性要求，比如有些路由器預設關閉廣播/多點傳播封包轉發使得裝置收不到路由器轉發的封包；手機以5G頻段連接配接到路由器，2.4G的裝置壓根收不到包等，諸如此類不可控因素導緻整體相容性差，配網成功率低。
總結：
物聯網剛興起時大多數廠商的預設選擇，在飽受使用者投訴之後慢慢被棄用。
2.2、裝置熱點配網
裝置熱點(HaaS100當作Wi-Fi 熱點)配網很好了解：
1、裝置(HaaS100)端Wi-Fi進入softAP模式，建立一個約定名稱的AP熱點；
2、APP端提示使用者手動将手機連接配接到1、中裝置(HaaS100)建立的熱點；
3、連接配接建立後，手機與裝置(HaaS100)建立區域網路；
4、手機通過UDP/TCP将配網資訊直接傳給裝置(HaaS100)；
5、裝置(HaaS100)拿到配網資訊後切換回station模式，開始連接配接路由器。
✅優點：成功率高，可靠。
🔲缺點：使用者操作相對一鍵配網複雜度略高（iphone使用者需要手動跳轉到無線區域網路設定界面連接配接app界面提示的裝置熱點）。
中庸可靠是其取勝之道，在昔日霸主一鍵配網由于成功率不高被廣為吐槽後，裝置熱點配網在市場上的占有率穩定提升。
2.3、手機熱點配網
這是熱點配網（SoftAP）的一個變種，熱點不由裝置建立而是由手機建立。
✅優點：裝置無需支援熱點模式，端上開發工作量較低；可與一鍵配網共存（同時使能），在阿裡雲IoT手機熱點配網中，手機熱點SSID固定為aha,這樣處在一鍵配網模式的裝置一旦掃描到周圍存在aha熱點即嘗試連接配接aha。常用來做備用配網方案。
🔲缺點：使用者體驗不佳，尤其在ios裝置上APP無法自動建立熱點，需要使用者跳轉設定界面手動改裝置名并手動打開熱點。
總結：曾經作為一個創新在阿裡雲IoT中作為一鍵配網失敗後的替補方案，由于一鍵配網本身占比降低，替補的出場率也就更低了。
2.4、藍牙輔助配網
藍牙輔助配網整體流程跟裝置熱點配網差不多。隻不過用ble替換了裝置端的熱點，理論上還是一種基于點對點連接配接的配網方式。
✅優點：相容性較好,成功率高；使用者體驗好。
🔲缺點：成本略高。相對與其他配網模式，需要額外增加藍牙硬體成本。
總結：适合與本身既有藍牙又有Wi-Fi的應用場景的裝置，或者模組成本相對不是那麼敏感的土豪裝置。随着低成本BLE的推行，其占有率逐漸提升。
2.5、零配
主配網裝置：已經拿到路由器Wi-Fi賬号密碼的裝置，可以是HaaS100等多種IoT裝置。
這是一種充分利用待配網裝置(HaaS100)/及主配網裝置的高權限優勢的配網。
要求主配網裝置和待配網裝置(HaaS100)的應用程式都能發送和接收802.11管理幀。直接使用802.11 的管理幀（probe request/response）攜帶配網資訊，進而實作高效配網。簡化原理如下：
✅優點：使用者體驗好，成功率高，如智能音響對智能裝置配網即可使用此方式。
🔲缺點：應用面窄，需要滿足路由器下存在已經配網的同方案裝置的要求。
總結：設計上本身高效可靠，但是由于手機APP權限問題，無法通過第三方程式組裝或者接收Wi-Fi管理幀，限制了其在手機上的應用（手機不能當主配），也就使得其隻能成為一種輔助或者特定領域的配網方式。
3、總結對比
通過一個表格對比各配網方式特點：
4、發展方向
除了上面列出的配網方式外，還有其他一些方向供大家參考。
1、Wi-Fi P2P。使用Wi-Fi Direct技術直接将配網資訊通過手機傳給裝置。
缺點：無奈僅Android手機支援Wi-Fi Direct技術，iOS尚不支援。而且不是所有的安卓手機都支援，導緻手機相容性差，一條腿走路注定了無法普及。
2、蘋果AWDL協定。AWDL可以認為是蘋果私有的端上P2P協定，如Air Drop即基于這種協定。無奈協定不開源，即使對協定進行破解，使用起來也存在法務風險。不然可以跟1.中方式配合使用，形成互補。
是以，上面兩種方式在通用配網中不會成大氣候。
3、針對特定場景的配網：
語音配網（使用本地語音識别技術給帶語音識别子產品的裝置如智能音響配網）；
針對智能攝像頭的二維碼配網（攝像頭主動掃手機APP生成的二維碼）等。
借助了自己獨特的軟硬體優勢在相應領域提供體驗上佳的配網體驗，是物聯網發展對細分市場高度定制和優化的表現。
4、DPP(Device Provisioning Protocol)。Wi-Fi Easy Connect的重要組成部分,Wi-Fi Alliance官方制定。由4個步驟組成：
引導:掃描二維碼或輸入字元串觸發，擷取對方裝置的公鑰以及信道、mac等其他資訊；
驗證:待配與主配通過上一步獲得的資訊建立安全連接配接；
配置:配網資訊傳輸給待配裝置；
接入:待配裝置使用配網資訊向目标AP認證并建立連接配接。
目前DPP還處于标準制定完善階段，尚未商用。不過一旦官方出來制定一套統一配網标準，其前景還是非常可觀的，有望一統江湖，很大程度解決配網碎片化的問題。
在DPP商用之前，裝置熱點配網（↗）/藍牙配網（↗）/一鍵配網（↘）仍然是主流。
5、開發者技術支援
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